變電站槽鋼架固定式二次屏柜安裝技術研究

曾少紅

（廣東省輸變電工程有限公司，廣東 廣州 510160）

由于變電站戶內設備安裝無法采用吊車，戶內設備安裝是一個難題。尤其是主控樓內布置了大量的控制保護屏柜，樓面在敷設完控制電纜后還需要做靜電地板，所以主控室內保護屏柜槽鋼基礎一般做得比較高。常規變電站達500 mm，再加上保護屏本身高2 200 mm，一般屏柜重約300 kg，而屏柜安裝工序復雜，需要將屏柜轉運到室內，然后抬到安裝位置，畫好螺栓孔位置后又需要將屏柜移開，待鉆孔后重新將屏柜抬到安裝位置，上方又無行車吊鉤，采用原始的人工搬抬就位安裝風險十分巨大，容易發生傾倒事故。

1 現狀調查

傳統的變電站屏柜就位安裝搬運多采用滾筒法運輸、液壓叉車及人工搬運和就位安裝的施工方法。

滾筒法搬運需要專人不斷地鋪放滾筒并推動前行，過程中如果配合不當，容易壓傷手指，并且操作人員視線存在盲點，安全因素不易控制。在上坡時滾筒容易移位，設備容易傾倒，人手很難推動前行，需要花費大量的人力物力。在凹凸不平的硬底道路時無法進行滾筒鋪設。因此，這種方法的弊病是運輸速度緩慢、效率低、危險性大。

液壓叉車雖然機動性好，但由于其兩荷重梁距較小（5T液壓叉車梁距為1 000 mm）[1-3]，而且沒有固定裝置，因此在搬運屏柜時，重心易偏移，容易側翻，也存在危險性大的弊端。

人工搬運方法投入的人力多，需要搬運人員相互配合好，但是由于視線盲區，搬運路線看不清楚，搬運人員容易絆腳，容易引起設備損壞及多人受傷。在屏柜就位到基礎槽鋼的時候，需要人將其抬到基礎槽鋼上，屏柜容易壓傷施工人員的手指，并且屏柜放下過程中，如果配合不當或者屏柜放偏時，都容易發生屏柜側翻事故。該施工方法增加了施工人員的勞動量，而且危險系數高。

2 屏柜就位安裝存在的問題

（1）屏柜設備重心高，在運輸過程中重心偏移容易傾倒，作業安全風險大。（2）屏柜一般布置在室內，需進行二次運輸，運輸作業空間狹窄，不宜使用大型機械運輸。

3 二次屏柜搬運裝置可行性分析及技術原理

3.1 可行性分析

針對變電站屏柜的難題，對眾多運輸設備和運輸方法進行調查和分析，并經過充分論證和實踐，自主研制出二次屏柜搬運裝置。

3.2 技術原理

變電站屏柜就位安裝施工方法是運用自主研制的二次屏柜搬運裝置，將屏柜搬運、就位、安裝合于一體的一種屏柜安裝新方法。該施工方法通過屏柜安裝裝置實現屏柜自起重，在不采用輔助吊機的情況下，實現裝卸屏柜的功能。待屏柜搬運至指定位置時，通過該搬運裝置的自起重功能，將屏柜提升至略高于安裝標高的高度，將屏柜平移到基礎的正上方，然后將屏柜落到基礎槽鋼上，完成屏柜的就位安裝，如圖1—3所示。

圖1 二次屏柜搬運裝置

圖2 二次屏柜搬運裝置正視

圖3 二次屏柜搬運裝置側視

二次屏柜搬運裝置制作說明：（1）主體受力材料使用的是六號槽鋼，切割1 470 mm一條，1 200 mm 12條，1 000 mm 3條，600 mm兩條，425 mm 4條，共21.87 m。切割寬500 mm，長500 mm鐵板12塊，用于固定千斤頂[4-5]。（2）槽鋼連接部位、鐵板連接部位、鉤子與滾軸連接部位、滾軸的固定螺栓位置打φ13孔，采用M12螺栓緊固[6]，支架下方打孔安裝剎車萬向輪。

3.3 受力分析

（1）屏柜通過兩個鉤子與滾軸固定，兩個鉤子與滾軸的角度垂直或接近于垂直，因而可得滾軸與屏柜受力分析如圖4所示。

圖4 滾軸受力分析

可得滾軸受到的力為：

（2）下面繼續對鋼絲繩的受力情況（見圖5）進行分析，F為鋼絲繩受到的拉力。

圖5 鋼絲繩受力分析

F1取最大值，即屏柜與搬運裝置總的重力，結合實際情況，α最大設為60°，即鋼絲繩受力F最大值為：

選用鋼絲繩直徑D=12.5 mm，安全系數5倍，則鋼絲繩的最小破斷拉力為：

式中：F0—鋼絲繩最小破斷力，kN。d—鋼絲繩公稱直徑，mm。R0—鋼絲繩公稱抗拉強度，MPa。K′—某一指定結構鋼絲繩的最小破斷拉力系數[7]。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

對搬運屏柜進行荷載計算（運輸工具的受力分析計算），核定搬運裝置滿足安裝要求。施工工藝流程如下：現場勘查，熟悉現場環境，確定搬運路徑。編寫屏柜安裝施工方案，對人員配備及分工、安裝方法、風險評估及安全注意事項等進行全面的分析（見圖6）。

圖6 施工工藝流程

4.2 屏柜安裝專用支架的組裝

（1）主體受力材料使用的是六號槽鋼，1 470 mm一條，1 200 mm12條，1 000 mm 3條，600 mm兩條，425 mm 4條。使用M12螺栓固定連接，4個千斤頂通過焊接的鐵板用M12螺栓固定在裝置上，滾軸通過固定螺栓固定在槽鋼上，剎車萬向輪通過螺栓固定，使用前需組裝。

（2）組裝前檢查支架各焊接處是否有裂縫，支架各受力梁、主材等在運輸過程中有無壓彎變形或最后一次使用變形等。檢查各受力螺栓是否完好。

二次屏柜搬運裝置運用的弊端如下：（1）高重設備在運輸過程中重心偏移容易傾倒，存在作業安全風險大的問題。（2）屏柜運輸作業空間狹窄，不宜使用大型工機具運輸，作業效率低。

5 結語

由于該施工方法降低了施工人員勞動強度，提高了施工效率，加快了施工進度，進而加快了變電站的建設速度，節約了工期，減少了施工過程中存在的安全隱患，為電網的加快建設和電網的安全穩定性作出了很大的貢獻。