500 kV輸電線路桿塔全剛性防墜落導軌布置探討

廖邢軍，辜良雨，李 鐘，隴源杰，付衛斌

(1.中國電力工程顧問集團西南電力設計院有限公司，四川 成都 610056；2.云南電網有限責任公司建設分公司，云南 昆明 650051)

0 引言

為確保檢修作業中工作人員上下桿塔和在塔上移位過程中的人身安全，登高作業一般均要求采取防墜落保護措施。經過十余年的創新和發展[1-4]，形成了兩類應用廣泛的永久性防墜落裝置：導軌式防墜落裝置和鋼絞線防墜落裝置，其中導軌式防墜落裝置材料主要采用鋼材或鋁合金，鋼絞線防墜落裝置材料主要采用不銹鋼鋼絞線。基于運維和施工安全需要，目前新建輸電線路桿塔一般均要求安裝永久性的高空防墜落裝置。在特高壓工程中，一般采用塔身導軌式和橫擔鋼絞線組合的防墜落裝置。而在部分地區，則采用全剛性導軌式結構，主要由導軌、自鎖器、連接器、連接件、安全繩等組成，其中剛性導軌為主要組件。鋁合金剛性導軌由于具有較好的抗腐蝕、磨損能力，在一些地區廣泛應用[5-6]。雖然相關企標對防墜落組件的性能參數、外觀等有詳細的技術要求，但對防墜落導軌在桿塔上的布置要求并不完善，國家標準和行業標準也無明確規定，導致不同設計單位、廠家和運維單位的理解各不相同，從而影響防墜落裝置的投產使用效果。本文結合已建工程經驗，針對常用500 kV輸電線路桿塔防墜落導軌的布置方案進行探討，以期為后續工程設計和安裝提供參考。

1 塔身導軌布置

結合國家電網公司和云南電網公司的相關要求[5-6]，防墜落導軌布置主要應滿足以下要求：

1)防墜落裝置應盡量安裝在桿塔輪廓以內，不能影響電氣間隙，如超出輪廓應校核電氣間隙。

2)導軌布置位置原則上要求塔身導軌與腳釘腿布置一致，鐵塔橫擔上導軌布置應科學合理，便于運行檢修使用。

3)桿塔作業防墜落裝置宜采用單側全程安裝(包括桿塔垂直部分、曲臂、左右橫擔及地線支架)。

據此原則，根據塔身腳釘布置情況，防墜落剛性導軌一般與腳釘布置一致，橫擔導軌與塔身導軌布置于桿塔同一側，500kV常用塔型全剛性導軌布置方式如圖1～圖3所示。

1)單回路懸垂塔：常見的塔型有貓頭塔、酒杯塔和緊湊型塔，如圖1所示。一般瓶口以下腳釘設置在D腿，瓶口以上設置在A、D腿，塔身導軌布置與腳釘布置一致，由于左右曲臂距離較大，為運維方便，一般左右側均安裝導軌，且與橫擔上水平導軌通過轉向器連接形成一封閉體系。酒杯塔、貓頭塔、緊湊型塔曲臂處腳釘一般設置于外主材上，也可能設置于內主材上，導軌布置應與之一致。

圖1500 kV單回路懸垂塔全剛性防墜落導軌布置示意圖

2)單回路耐張塔：常見的塔型有酒杯塔、干字塔和緊湊型塔，如圖2所示。基于電氣間隙考慮，其中酒杯塔，一般右轉時，在瓶口以下腳釘設置在D腿，瓶口以上布置在A、D腿；左轉時，在瓶口以下腳釘設置在B腿，瓶口以上布置在B、C腿，塔身導軌布置與腳釘布置一致，橫擔上水平導軌通過轉向器連接形成一封閉體系，其布置方式與直線塔類似。干字型和緊湊型耐張塔：基于電氣間隙考慮，一般在下橫擔以下，腳釘設置于內角側的D腿或B腿(右轉時設置于D腿，左轉時設置于B腿)；下橫擔以上，腳釘設置于外角側A腿或C腿(右轉時設置于A腿，左轉時設置于C腿)，塔身導軌布置與腳釘布置一致。

圖2500 kV單回路耐張塔全剛性防墜落導軌布置示意圖

3) 500 kV雙回路桿塔一般采用鼓型塔和羊角型塔，圖3為常用鼓型塔示意圖。腳釘一般從上至下均按對角線的B、D兩條腿設置，也有工程僅設置在一條塔腿上。基于經濟性和實際使用情況考慮，塔身導軌一般單側布置在一條腿上，雙回路直線塔一般安裝在D腿；雙回路耐張塔考慮間隙要求，左轉時安裝在B腿，右轉時安裝在D腿。

2 橫擔、支架和塔窗導軌布置

鐵塔橫擔結構主要呈水平狀或傾斜狀，一般不設置腳釘，但傾角較大的地線支架為便于攀爬也會在主材上設置腳釘，如酒杯塔地線支架，此時導軌布置應與腳釘一致。

以往線路工程未安裝防墜落裝置運維時，一些運維人員習慣從橫擔內側攀爬。當裝設剛性防墜落裝置后，由于橫擔導軌與塔身導軌連通、轉向的原因，橫擔導軌需裝于橫擔立面外側，因此在橫擔上需沿外立面攀爬。為便于連接安全繩的自鎖器在導軌上順利通過，橫擔導軌一般平行于下平面主材安裝，且距下平面高度一般取為0.8～1.0 m。但對水平地線支架，傾斜地線支架、單回路直線塔塔窗等特殊部位還應特殊處理。

圖3500 kV雙回路鼓型塔全剛性防墜落導軌布置示意圖

2.1 水平地線支架

一般導線橫擔下平面水平、上平面傾斜，理論上沿下平面攀爬更加安全，導軌一般平行于下平面主材安裝。水平地線支架則相反，一般下平面傾斜、上平面水平，實際運維時沿上、下平面攀爬均有可能，應根據運維意見進行導軌布置。

2.2 傾斜地線支架

單回路酒杯塔、貓頭塔、緊湊型懸垂塔，雙回路羊角型塔的地線支架一般成傾斜狀，傾角多大于30°。考慮腳釘的連續性和攀爬的方便性，在腳釘腿側的地線支架主材上設置腳釘或腳踏。一般情況下，500 kV貓頭塔、緊湊型懸垂塔地線支架高度較小，可不再設置導軌。酒杯塔和雙回路羊角型塔地線支架懸挑高度較大，宜在雙側地線支架上均布置防墜落導軌，且應與腳釘布置一致。

值得注意的是，雙回路羊角型塔腳釘一般按對角線的B、D兩條腿設置，考慮腳釘的連續性和攀爬的方便性，地線支架主材上腳釘也基本沿B、D腿設置，在地線支架處防墜落導軌布置應考慮腳釘的變向問題，可通過增設腳釘、改變腳釘安裝位置或調整導軌布置，避免出現導軌安裝位置與腳釘不一致的情況。

2.3 單回路懸垂塔塔窗

為運維方便，單回路貓頭塔、酒杯塔和緊湊型塔一般均要求在塔窗左右側曲臂均安裝導軌，為避免因從一側曲臂爬上而從另側曲臂爬下時自鎖器朝向發生變化導致自鎖功能失效的現象，應在拐點處增設轉向器改變防墜器朝向。且在變坡處，應將左右曲臂導軌連通，避免因防墜器通過問題導致爬塔人員繞塔窗原路返回而增加爬塔路徑長度，減少爬塔風險，500 kV單回路懸垂塔塔窗導軌布置示意圖如圖4所示。

2.4 縱向橫擔

塔身導軌和橫擔導軌近似共面于豎直面上。500 kV單回路干字耐張塔和換位塔，一般會設置縱向跳線橫擔。由于縱向橫擔支架朝向垂直于塔身和橫擔導軌平面，在縱向橫擔上設置剛性導軌，在與橫擔導軌連接處構造不易處理，且考慮縱向橫擔懸挑長度較短，一般不宜設置剛性導軌。

圖4500 kV單回路懸垂塔塔窗導軌布置示意圖

2.5 轉向器布置

轉向器用于連接水平、垂直剛性導軌，可以改變自鎖器運動方向，圖5為工程上常用的一種轉向器結構。轉向器主要用于橫擔、塔身導軌交叉處，塔窗導軌分流處，以及其他需要改變自鎖器朝向的部位。在導軌大角度彎折處，如貓頭塔、酒杯塔塔窗變坡處，一般可通過將導軌火曲處理轉向，不需設置轉向器。各類塔型的轉向器建議設置位置詳見圖1～圖3，數量見表1所列。

表1 常用桿塔類型推薦轉向器數量

圖5 一種轉向器示意圖

3 特殊位置導軌布置

在一些特殊部位，導軌布置還需結合鐵塔結構特點進行特殊處理，如：

1)對一些高跨塔，塔頭和部分塔身可能會設置護籠式爬梯，橫擔導軌布置應注意與護籠式爬梯的相互影響問題，宜將護籠式爬梯裝于橫擔導軌對側塔身立面上，或將橫擔導軌彎曲安裝于爬梯主材外側，避免出現爬梯主材與導軌距離較近，導致防墜器無法通過的問題，圖6為護籠式爬梯影響防墜器通過的工程實例。

圖6 爬梯護籠影響防墜器通過

2)一些工程因融冰需要，需將地線通過安裝在塔身主材的支柱絕緣子引下到腿部，此時，考慮融冰時間隙要求，引下線應避開腳釘腿和塔身導軌，同時也應盡量避免橫擔導軌與融冰引下線交叉，若有交叉，可通過加裝絕緣護套進行防護，以免影響運維攀爬和安全，如圖7所示。

圖7 融冰引下線與橫擔導軌交叉

3)個別塔型塔頭大節點板處，為方便攀爬設置了U型腳釘，防墜落導軌不宜安裝于U型腳釘內側，宜將導軌火曲安裝于腳釘外側或更換腳釘型式，以免影響防墜器順利通過，如圖8所示。同時，導軌布置時還需注意螺栓、節點對導軌和防墜器的影響，導軌與螺栓和節點應保證一定的通過距離。

圖8 U型腳釘影響防墜器通過

4 結語

近年來，隨著對本質安全的日益重視，全剛性防墜落導軌在桿塔應用越來越多，但目前相關標準對桿塔全剛性防墜落導軌的布置尚無明確規定，導致不同單位的認識和理解存在較大差異。針對這一問題，結合已建工程經驗，對常規500 kV輸電桿塔的剛性導軌布置方案進行了探討和經驗總結，供后續相關工程參考。考慮到不同地區攀爬習慣可能存在差異，建議防墜落裝置在設計和安裝時征求相關運維人員意見。