一種110 kV設備現場吊裝工具的研制與應用

陶可鵬 倪惠浩

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

1 課題背景

隨著電網110 kV SF6斷路器類設備的規模擴大與運行時間不斷增加，此類設備的漏氣、回路電阻過大等缺陷問題日益增多，斷路器瓷柱需要拆卸返廠解體，A類檢修工作也隨之增加。根據廣東電網公司《關于開展線路出線避雷器配置整改的通知》（廣電辦生〔2019〕87號）文件要求，全省共有1 120個間隔需要加裝出線避雷器。

以上工作均涉及110 kV設備的現場吊裝，若使用吊車施工需要相當大的安全距離（吊車與帶電設備的安全距離必須大于5 m），施工需要停電的范圍比較大。由于變電站內相鄰設備間距一般只有4 m，因此相當多的站點單一線路間隔停電施工較難在短時間內實施，需要將較大范圍的電網停電才能開展吊裝作業[1]。

近年來，系統內發生了多起吊裝作業的大型誤觸電或設備損傷事故，南網和國網公司對吊車作業風險和管控要求不斷提高。吊裝現場往往臨近帶電體，按最新南網公司頒發的生產場所吊機等大型機械作業工作指引要求，需要將吊裝工作提級為中風險作業管控，且要求應盡量陪停相鄰設備[2]。

為解決上述問題，本文介紹了一種110 kV設備現場吊裝工具，在保證作業安全距離和人身安全的前提下，可順利進行110 kV斷路器瓷柱、避雷器等設備吊裝作業，并能迅速將110 kV設備安全轉運離開工作現場，為現場施工的便利性提供可靠保障[3]。

2 技術方案

對于變電站戶外110 kV設備（隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器等）的技改大修，現場吊裝是其中一項工作量較大的工作，需要使用大型汽運吊裝是制約工作高效開展的重要因素。

目前，在使用吊車吊裝的過程中存在以下問題：（1）因場地空間不足、現場草地承壓能力不足等，吊車無法使用；（2）因吊臂與帶電區域安全距離不足，需要額外增加相鄰間隔的停電，降低了供電可靠性；（3）設備吊裝是變電站戶外設備大修技改的一個關鍵節點，采用汽吊會受到空間與停電因素的嚴重制約，是一種低效、高風險的檢修方式。

目前市場上的吊裝工具主要存在如下問題，尚缺少一種具有實用性、便攜性、適應性等多重優點的專用吊裝工具。

（1）吊裝工具適用范圍小，難以滿足110 kV、220 kV等級戶外柱上設備高度達5 m左右的吊裝要求；

（2）體積較大，在有限的變電站空間內難以應用；

（3）搭建腳手架過于笨重，難以搬運，大幅增加了工作人員的勞動量；

（4）目前為止，市場上沒有尺寸合適的專門針對廣東電網生產班組的110 kV等級戶外柱上設備的吊裝工具。

針對使用吊車和搭建腳手架這兩種傳統的檢修方法的弊端，在充分分析作業現場環境、作業對象特征的基礎上，研制出一種110 kV設備現場吊裝工具，實現對110 kV設備的整體吊裝，提高了作業效率，降低了勞動量和安全風險。

該110 kV設備現場吊裝工具由吊裝單元和轉運單元兩部分組成，其中吊裝單元結構示意圖如圖1所示，包括三角承重支架1、雙平面軸承組2、上節吊桿3、登高腳踏板4、槽鋼底座5、省力葫蘆掛鉤6、旋轉式吊臂7、鎖銷8、鎖槽9、吊桿法蘭10、下節吊桿11；轉運單元為轉運推車。吊裝單元通過快速組合式安裝和人手簡便操作，可順利進行110 kV斷路器瓷柱、避雷器等吊裝作業，配置的轉運推車可承重400 kg，能迅速將110 kV設備安全轉運離開工作現場。

圖1 吊裝單元結構示意圖

吊裝單元中，三角承重支架1下端安裝有雙平面軸承組2，雙平面軸承組2由軸承座配上、下兩個平面軸承組成，通過轉動雙平面軸承組2可控制旋轉式吊臂7轉到所需吊裝角度。旋轉式吊臂7轉到所需吊裝角度后，可將鎖銷8頂部插入雙平面軸承組2底部的鎖緊孔中，并將鎖銷8底部把手卡在鎖槽9內，從而將旋轉式吊臂7鎖緊保持固定位置。

上節吊桿3下端的下法蘭和下節吊桿11上端的上法蘭通過緊固螺絲組成吊桿法蘭10，可通過增加上節吊桿3的數量，也就是吊桿法蘭10的數量，將旋轉式吊臂7調整到所需吊裝高度。

上節吊桿3和下節吊桿11采用高度分別為1 600 mm、2 600 mm的φ90無縫鋁管作為主受力桿件，主受力桿件下部采用槽鋼底座5夾緊110 kV設備安裝基礎橫梁槽鋼的固定方式，容易找準固定點，且可以大大縮短主受力桿件的長度，減輕主受力桿件的重量。

上節吊桿3和下節吊桿11上均配有登高腳踏板4，方便人員上下組裝吊裝工具并進行作業。旋轉式吊臂7設計有省力葫蘆掛鉤6，適配載荷為1 t的省力自鎖手動葫蘆進行吊裝作業，為現場施工的便利性提供了可靠保障。

110 kV設備現場吊裝工具具備如下技術創新點：

（1）現場組合式結構，能結合110 kV設備構架槽鋼，方便固定和拆裝；

（2）主受力桿件使用7075材質無縫鋁管材料加工，屈服強度高，密度低；

（3）設計登高腳踏板，方便人員上下組裝；

（4）設計吊臂旋轉式結構，配置鎖定裝置，方便110 kV設備移出吊裝；

（5）設計手動升降葫蘆，方便人員吊裝操作；

（6）配置轉運推車可承重400 kg，能迅速將110 kV設備轉運離開工作現場。

3 應用成效

2020—2021 年，110 kV設備現場吊裝工具在廣東電網江門供電局掛網試運行，在220 kV外海站、220 kV群星站、110 kV杜阮站等共開展150相110 kV避雷器、9相110 kV斷路器瓷柱的現場快速吊裝工作，減少了大量的8 t或12 t汽車吊裝作業，降低了施工成本，節約了作業時間，有效避免了吊裝作業帶來的誤碰和觸電風險。

在110 kV設備現場吊裝工具掛網試運行期間，參考既有設備技術標準和規范，結合試運行過程總結相關經驗，形成了包括110 kV設備現場吊裝工具計量檢定、運行維護等過程的全生命周期技術標準，能有效支撐后續大規模推廣應用。

110 kV避雷器與斷路器現場吊裝圖分別如圖2、圖3所示。

圖2 110 kV避雷器現場吊裝圖

圖3 110 kV斷路器現場吊裝圖

如采用常規汽吊作業，需每組110 kV設備安裝使用一臺8 t或12 t汽吊（1臺班），用車價格約為1 500元/臺班，全省共有1 120個間隔需要加裝出線避雷器，共需用車臺班數為1 120臺班。根據工程量計算，施工吊車成本總費用達168萬元，同時還要考慮擴大的停電范圍和需增設的安全監護人員，供電可靠性的降低和人身安全風險的產生。

如采用110 kV設備現場吊裝工具進行吊裝，施工過程大約只需0.5 h，施工配合人員需3～4人，施工過程中吊裝費用支出為零。江門供電局2021年在110 kV出線避雷器專項反措施工中，直接節省的成本費用超16萬元。

針對該110 kV設備現場吊裝工具掛網試運行工作總結如下：

（1）2020年至今產品試運行已滿兩年，在此期間，該吊裝工具在保證作業安全距離和人身安全的前提下，花費約0.5 h即可順利地進行110 kV斷路器瓷柱、避雷器吊裝作業，提高了設備運維安全性和供電可靠性；

（2）系統試運行階段，項目組未雨綢繆，采用了多方面的措施手段，有效避免了可能出現的人身、電網、設備、網絡安全等方面的問題；

（3）試運行階段暴露的若干故障和缺陷，在項目組及時發現和積極采取合理措施進行完善的情況下，對系統總體功能未產生不良影響；

（4）試運行中對系統完善的過程鍛煉了隊伍的技術能力，提升了產品的性能，達到了預期目標，且產品的性能得到了驗證和完善，可以進一步推廣。

4 結語

110 kV設備現場吊裝工具設計載荷為400 kg，目前變電站現場的110 kV避雷器重量約為160 kg，110 kV斷路器單相極柱重量為270～300 kg，該吊裝工具可以滿足變電站現場的吊裝需要，能避免使用8 t或12 t汽吊作業；具備快速組合式安裝、滿足110 kV設備吊裝負荷和人手操作簡便的特點，在保證作業安全距離和人身安全的前提下，花費約0.5 h即可順利進行110 kV斷路器瓷柱、避雷器吊裝作業，并配置轉運推車，可迅速將110 kV設備安全轉運離開工作現場。110 kV設備現場吊裝工具為變電站現場施工提供了可靠保障，提高了作業效率，降低了勞動量和安全風險，值得在電網系統進行全面推廣。