組合式液壓控制電纜放線架的研制

黃 澄

（中國南方電網(wǎng)廣東省輸變電工程有限公司，廣東廣州510060）

0 引言

近年來，高壓電纜作為城市供電的有效手段，極大地解決了城市環(huán)境與輸電線路的融合問題。同時，根據(jù)國家“十三五”規(guī)劃及南方電網(wǎng)公司加快投資建設(shè)速度的要求，高壓電纜的應(yīng)用范圍將日趨擴大，相關(guān)工程業(yè)務(wù)量必將不斷增長。

但是高壓電纜在放線施工過程中，存在著電纜盤重量大、放線盤輪轂轉(zhuǎn)動不靈活和制動困難等施工難題。而目前高壓電纜放線架普遍采用放線立架、中心軸承和液壓千斤頂現(xiàn)場組裝的方式，并不能有效解決以上提及的施工難題。因此，亟需研制一套具備液壓動力、張力及制動功能的自動化控制高壓電纜放線架。

1 研究思路

結(jié)合工程實際應(yīng)用，從安全穩(wěn)定、裝卸靈活、放線高效、制動可靠四個方面的性能要求進行研究。設(shè)計開發(fā)的組合式液壓控制電纜放線架包括機械支撐和液壓控制兩部分，其中機械支撐部分為一套可以承載大噸位電纜盤工作的組合式支架，液壓控制部分為一套驅(qū)動控制電纜盤工作的動力系統(tǒng)。

2 組合式液壓控制電纜放線架介紹

2.1 機械支撐部分

組合式支架結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括三角支架、側(cè)立支架、連接方鋼、頂升方鋼、驅(qū)動馬達、減速機、電纜盤軸、限位連板和頂升油缸等部件。其中三角支架的最大頂升及支撐重量達30 t，并可在最小高度1 800 mm、最大高度2 400 mm和中間高度2 100 mm處定位，即適用于大、中、小三種規(guī)格的電纜盤。頂升油缸工作作用于頂升方鋼做升降運動，而兩組頂升方鋼帶動電纜盤軸的兩端同步升降，升降過程中保持平穩(wěn)。驅(qū)動馬達通過油管連接控制系統(tǒng)，實現(xiàn)驅(qū)動電纜盤軸正反轉(zhuǎn)以及制動的功能，而減速機的設(shè)置可增加電纜盤軸轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性。

圖1 機械支撐部分結(jié)構(gòu)圖

2.2 液壓控制部分

該部分主要由泵站、液壓馬達、減速機及剎車、液壓控制閥及液壓膠管組成。液壓泵站由電動機驅(qū)動，為系統(tǒng)提供動力油，分為油缸工作系統(tǒng)和馬達工作系統(tǒng)；由于頂升油缸和卷線馬達不需要同時工作，所以兩套系統(tǒng)可共享一個泵站。動力控制系統(tǒng)的液壓原理如圖2所示。

圖2 液壓控制部分原理圖

在油缸工作狀態(tài)時，將泵站引出的壓力油膠管與油缸的快速接頭進行連接，扳動泵站的油缸換向閥手柄，便可將液壓油輸入油缸，實現(xiàn)頂升和下降功能。

在馬達工作狀態(tài)時，將泵站引出的壓力油膠管與卷線馬達連接，扳動泵站的馬達換向閥手柄，便可控制其正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)線盤收線和送線的功能。在制動時，將泵站引出的壓力油膠管與卷線馬達連接，扳動泵站的馬達換向閥手柄和張力閥手柄，便可提供一定的張力，實現(xiàn)線盤制動的功能。

3 組合式液壓控制電纜放線架創(chuàng)新點

（1）新型放線架采用液壓泵站驅(qū)動液壓油缸自動頂升電纜盤的方式，油缸為雙作用缸，且自帶鎖閥，能實現(xiàn)起升和下降過程精確控制及定位；

（2）新型放線架可以實現(xiàn)電纜盤的自動正、反轉(zhuǎn)動，以及速度的無極調(diào)節(jié)；

（3）新型放線架可以為電纜盤提供被動張力，且張力大小可以無極調(diào)節(jié)，實現(xiàn)可靠制動；

（4）新型放線架的機械結(jié)構(gòu)采用方鋼制作的三角支架，并且兩組三角支架之間通過方鋼連接，確保承重結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定；

（5）新型放線架利用液壓動力系統(tǒng)實現(xiàn)電纜的自動回收，有效解決了應(yīng)急搶修時人工回收效率低的問題。

4 工程應(yīng)用實例

新型放線架已成功應(yīng)用在電纜溝、管道和隧道等環(huán)境的工程中，解決了傳統(tǒng)高壓電纜放線架所存在的施工方法落后和安全風(fēng)險高等問題。

深圳某220 kV高壓電纜隧道工程，新建兩回長度450 m的高壓電纜線路，其中有一段傾角36.833°、總長度達376 m的斜坡，電纜受自重的作用可產(chǎn)生最高達到47 kN的前進動力，采用新型放線架后可利用張力和制動功能輔助電纜盤安全穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動，同時在全過程中利用智能控制系統(tǒng)實時調(diào)節(jié)速度。

湛江某220 kV高壓電纜工程，新建兩回長度10.1 km的高壓電纜線路，其施工特點主要有：一是該線路橫跨中心城區(qū)，距離長，施工組織困難；二是該線路的埋管和頂管部分占了八成，施工時需不斷停頓調(diào)整進管口的角度以及管內(nèi)敷設(shè)速度；三是需要檢查管內(nèi)電纜狀況時無法回抽。應(yīng)用新型放線架后充分發(fā)揮了三大功能：（1）主體結(jié)構(gòu)裝卸靈活，突破了環(huán)境的限制；（2）無極調(diào)節(jié)速度以及制動停止，可解決進入電纜管時調(diào)整速度的困難；（3）反向驅(qū)動電纜盤，可解決電纜進入管道后需回抽檢查的困難。

5 綜合效益

新型放線架的應(yīng)用將有效克服高壓電纜展放和搶修過程中的難題，實現(xiàn)安全穩(wěn)定和制動可靠的高效智能化施工，值得全面推廣。

在電纜工程項目中運用新型放線架，可減少一半的人力配置，大幅提高施工效率。2017年度，新型放線架已成功應(yīng)用于3個工程共114段電纜的展放中，共節(jié)省成本855 000元，取得了良好的經(jīng)濟效益。同時，其在應(yīng)急搶修中發(fā)揮了極其重要的作用，為快速恢復(fù)線路送電贏得了時間，大大提升了公司的社會效益。