淺談±1100kV古泉換流站大件運(yùn)輸車輛爆胎率問題

王國寶，陳金印

（安徽送變電工程有限公司，合肥230022）

1 工程概況

±1100kV古泉換流站高端換流變壓器質(zhì)量為535.5t，變壓器外形尺寸為13.60m×5.50m×5.90m。低端換流變壓器質(zhì)量為432t，外形尺寸為12.4m×5.0m×5.45m。該換流站換流變壓器是目前世界上重量最重、體積最大的變壓器。根據(jù)計(jì)算及相關(guān)要求，采用3縱列18軸線液壓平板車，輪胎數(shù)量216只，平板車自重90t。運(yùn)輸時(shí)采用2臺德國產(chǎn)奔馳Actros4160 8×8牽引車（發(fā)動機(jī)動力603馬力（443.51kW），驅(qū)動方式8×8），一臺牽引車在前方作為主牽引車，另一臺在后方頂推。

變壓器本體從碼頭卸船裝車，經(jīng)公路運(yùn)輸38.6km至古泉換流站內(nèi)，其中要經(jīng)過9km進(jìn)站山路，這9km道路約有彎道81處，且道路狹窄，上下坡道較多。現(xiàn)在換流站大件運(yùn)輸正值天氣炎熱，在9km進(jìn)站道路運(yùn)輸途中，需要頻繁地對液壓平板車進(jìn)行手動轉(zhuǎn)向，運(yùn)輸高端換流變時(shí)車貨總重達(dá)到625t。由于輪胎摩擦、擠壓受熱等原因，造成平板車頻繁爆胎。

在運(yùn)輸途中一旦爆胎，就必須進(jìn)行輪胎更換，更換輪胎不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，影響正常運(yùn)輸進(jìn)度，由于車輛超寬，需要封鎖道路，會加劇交通擁堵，運(yùn)輸途中更換輪胎，還存在較大的交通隱患，而且增加了運(yùn)輸成本。

7月份運(yùn)輸?shù)?臺的高端換流變，在9km山路上平均爆胎數(shù)量為5只，每只輪胎更換時(shí)間20min，用時(shí)大約100min，同時(shí)增加了很大的工作量，也帶來了一定的安全隱患。因此，必須減少爆胎頻率，提高工作效率，同時(shí)保證運(yùn)輸安全。

2 爆胎原因分析

爆胎原因主要可以歸納為以下幾方面：（1）手動對平板車轉(zhuǎn)向時(shí)，輪胎與地面摩擦過大，造成輪胎磨損和發(fā)熱；（2）天氣炎熱，使輪胎溫度上升過快；（3）平板車承載重量較大，對輪胎擠壓，會造成溫度升高和轉(zhuǎn)向摩擦力變大。

3 應(yīng)對措施

基于以上原因分析，設(shè)計(jì)了平板車自動灑水系統(tǒng)，降低輪胎與地面的摩擦力，同時(shí)降低輪胎溫度，達(dá)到減少爆胎的頻率。

自動灑水系統(tǒng)采用2只27m3的鋼板焊接水箱，分別放置在平板車前端和中后端（見圖1）。在水箱低端開一個直徑5cm的孔，在孔上插入外徑5cm水管，作為總水管。水管上裝閥門，作為總控制開關(guān)。每個總水管下設(shè)4個間距為1.5m等間距的分水管，分水管直徑5cm，分水管作為出水口，每個出水口出設(shè)一個閥門開關(guān)，控制水流大小及開關(guān)（見圖2）。當(dāng)將水閥打開時(shí)，水靠自身壓力差完成自動為輪胎路面降溫過程。無須額外增加動力源，從而可以降低故障率、降低噪聲，同時(shí)操作簡單、節(jié)能環(huán)保、節(jié)省成本。

圖1 自動灑水系統(tǒng)安裝示意圖

圖2 自動灑水系統(tǒng)示意圖

4 平板車自動灑水系統(tǒng)可行性分析

4.1 性能參數(shù)

根據(jù)車輛性能參數(shù)得：

1）平板車輪胎在濕瀝青路面和濕混凝土路面的摩擦系數(shù)0.7，干瀝青路面和混泥土路面摩擦系數(shù)為0.85；

2）平板車輪胎自主轉(zhuǎn)向最大角度為45°；

3）平板車滾動摩擦系數(shù)為0.018。

4.2 液壓平板車在最大轉(zhuǎn)向瞬間受力分析

當(dāng)平板車自主轉(zhuǎn)向角度最大時(shí)：

根據(jù)圖3可知，牽引車牽引力為F，平板車滾動方向的分力Fx=cos45°F。

假如車輛向牽引車牽引力F方向移動，輪胎需要可滑動的摩擦力F滑=0.7G。

圖3 輪胎最大轉(zhuǎn)角時(shí)受力分析圖

此時(shí)的輪胎滾動摩擦力Fx=cos45°F滑=0.7×0.7G=0.49G（G為平板車自重）。

輪胎需要的滾動摩擦力F滾=0.018G。

綜上所述，平板車輪胎在潮濕的路面進(jìn)行自主轉(zhuǎn)向時(shí)，不會造成打滑現(xiàn)象，不影響自主轉(zhuǎn)向的正常使用。

由于車輛運(yùn)行速度約為4.5km/h，運(yùn)行速度較慢，且不允許急剎車。經(jīng)計(jì)算，潮濕的路面能夠滿足剎車制動要求。

4.3 水箱尺寸計(jì)算

為保證平板車輪胎始終處于濕潤狀態(tài)，因此，需要足夠的水量，本平板車共有216只輪胎，正常9km路程需要2h，計(jì)算車速75m/min。

路寬6m，每分鐘走過的道路面積約為6×75=450m2；

平均道路水深1mm，則需水量為450×0.001=0.45m3；

因此，9km路需要水量約為0.45×120=54m3，每個水箱水量為 54/2=27m3，則水箱尺寸選為 3×3×3=27m3。

4.4 經(jīng)濟(jì)效益

此設(shè)計(jì)在第3臺、第4臺高端換流變運(yùn)輸過程中，平均每次爆胎數(shù)量為1只，有效地解決了輪胎頻繁爆胎的問題。同時(shí)取得了以下效益：

1）降低了運(yùn)輸成本，輪胎每只加工按1200元計(jì)算，平均每次運(yùn)輸節(jié)省費(fèi)用1200×（5-1）=4800元；

2）節(jié)約運(yùn)輸時(shí)間，每次運(yùn)輸節(jié)約時(shí)間 20×（5-1）=80min；

3）由于減少了運(yùn)輸時(shí)間，減少了由封路造成的交通堵塞，減少了對正常交通秩序的影響；

4）減少了工人勞動量；

5）由于減少了更換輪胎頻率，從而減少了人員在馬路上的作業(yè)時(shí)間，降低了交通事故的發(fā)生概率；

6）由于采用自帶灑水系統(tǒng)，因此，降低了車輛運(yùn)輸過程的揚(yáng)塵污染，也取得了一定的環(huán)境效益。