支柱復合絕緣子雙吊帶交叉箍頂吊裝方案的應用

李章玉，茶霖宇，韓易容

（云南送變電工程有限公司，云南 昆明 650233）

0 前言

隨著電網的強勁發展，特高壓直流輸電的建設已經成為電網建設中舉足輕重的一部分。特高壓直流輸電技術集輸電容量大、輸電距離遠、輸電可靠性高、控制方式靈活等優點于一身，直流輸電系統中換流站電氣設備的穩定運行決定了整個直流輸電系統運行的穩定性及可靠性。換流站內直流場設備運行電壓等級較高，設備質量較大，通常采用支柱復合絕緣子作為電氣設備及導體的支撐件。該類型絕緣子具有很高的抗彎性、抗沖擊性、抗震性和防爆性能，被廣泛應用于直流母線、直流隔離開關等電氣設備中。因此，安裝數量龐大、安裝精度控制嚴格、耗時長是支柱復合絕緣子的安裝特點。為了提升支柱復合絕緣子的安裝效率、提升安裝精度、降低安裝作業風險、減少安裝資源投入，需科學合理的策劃施工方案，采取創新、有效的技術手段確保安全風險可控。

1 應用場景

近年來，支柱復合絕緣子作為換流站內大型電氣設備、導體的支撐件，展示了不可替代的作用，其安裝質量、安裝工藝也決定了電氣設備、導體運行的穩定性。因其尺寸、質量、外觀、材料的不統一性，也衍生了多種安裝方法。

以昆柳龍直流工程中±800 kV 昆北換流站工程直流場規模為例，該直流場雙極呈對稱格局布置，充分利用極母線與中性母線的空間，在有限的空間內向高處延伸，充分應用支柱復合絕緣子的特性支撐導體。直流場雙極高端共布置800 kV 支柱復合絕緣子50 支，每支絕緣子由2 節獨立絕緣子通過法蘭、螺栓連接組成。同樣組成形式，雙極低端、中性線區域分別布置400 kV 支柱復合絕緣子52 支，120 kV 支柱復合絕緣子110 支。現場安裝數量龐大，安裝精度要求較高，對制定合理、安全、高效的吊裝方案有較高要求。

2 施工方案比選

根據以往常規設備吊裝方法及經驗，可分為逐節吊裝方案、頂部吊點吊裝方案兩種。本次實踐中提出了一種創新的吊裝方案為雙吊帶交叉箍頂吊裝方案。具體如下所述。

2.1 逐節吊裝方案

逐節吊裝是一種常規、常見的安裝方法，就是將各節支柱絕緣子逐次起吊，每一次起吊后高空作業人員逐節對絕緣子進行安裝固定的方法。該方法需要地面、高空人員同時配合進行，先起吊最下層一節絕緣子進行安裝固定，之后起吊中間一節絕緣子安裝固定，再起吊最頂端一節絕緣子安裝固定。所需地面作業人員2人，高空作業人員2 人，吊車司機1 人，高空車操作人員1 人，吊車1 臺，高空作業車1 臺。如圖1 所示。

圖1 逐節吊裝示意圖

2.2 頂部吊點吊裝方案

頂部吊點吊裝，是在地面用螺栓將多節絕緣子連接固定后，用尼龍吊帶在頂部絕緣子頂端固定牢固，再整體起吊安裝的方法。該方法需地面作業人員將各節絕緣子連接固定，吊裝之前需考慮整體支柱絕緣子的起吊質量，選擇一根合適的尼龍吊帶，將吊帶在頂部絕緣子頂端位置綁牢固定好，再整體同時起吊安裝。此方法避免了高空安裝作業，僅需在整體安裝固定后，人員利用高空車到頂部吊鉤處解除吊帶。所需地面作業人員2 人，高空作業人員1 人，吊車司機1 人，高空車操作人員1 人，吊車1 臺，高空作業車1 臺。如圖2 所示。

圖2 頂部吊點吊裝示意圖

2.3 雙吊帶交叉箍頂吊裝方案

雙吊帶交叉箍頂吊裝，是在地面用螺栓將多節絕緣子連接固定后，利用兩根合適的吊帶在絕緣子中部連接法蘭處打結固定、綁牢，再順著同一側向絕緣子頂部交叉延申，形成“X”型起吊支撐結構。頂部利用一根短吊帶將兩根吊帶從反面“箍”牢，后同時起吊兩根吊帶進行安裝的方法。同時，在中部法蘭雙吊帶系扣處栓系一根尼龍繩，用于吊裝完成后吊帶“解扣”。該方法避免了高空作業，吊裝固定后，利用吊車吊鉤及拉繩便可將吊帶輕松脫落，整個吊裝過程安全、效率高。所需安裝人員2 人，配合人員2 人，吊車司機1 人，吊車1 臺。如圖3 所示。

圖3 雙吊帶交叉箍頂吊裝示意圖

2.4 吊裝方案對比

以昆北換流站800 kV 支柱復合絕緣子作為試件（該絕緣子設計總長為12.15 m，分為上下2 節組裝而成，下節長度6.10 m、重472 kg，上節長度6.05 m、重464 kg），分別用以上三種方案分別對其進行現場組裝，并分別記錄三種吊裝方案情況下作業時間、人員投入、機具投入、成本投入、高空作業風險，得到如表1所示的數據。

表1 方案對比數值

方案對比效果：通過表中記錄和現場實際情況進行方案對比、分析，創新的雙吊帶交叉箍頂吊裝方案在單只支柱絕緣子吊裝過程中實現吊裝時間減少約50%，成本投入節約超過30%，且因不涉及高空作業，極大程度降低作業風險。確定采用此方案完成現場支柱復合絕緣子吊裝的作業。

3 施工流程及管控重點

3.1 施工流程

本流程適用于雙吊帶交叉箍頂吊裝方案中支柱復合絕緣子（或其它支柱式設備）吊裝、檢修作業，施工流程如圖4 所示。

圖4 施工流程

3.2 施工準備

3.2.1 資源準備

同樣以昆北換流站800 kV 支柱復合絕緣子為例，資源準備如下：

1）工器具、吊車準備：該類型絕緣子總長12.15 m，上節絕緣子長6.05 m，總重936 kg。按照安全可靠、經濟適用的原則，現場選擇長度8 m，承重5 t 尼龍吊帶2 根；選擇長度1 m，承重1 t 尼龍吊帶1 根；“解扣”尼龍繩1 根。

吊車選擇根據吊件質量、作業半徑、起吊高度等因素綜合分析，現場選擇25 t 吊車一輛。

所有工器具、車輛均經過試驗檢驗、外觀檢查并經報審合格后投入使用。

2）人員準備：地面組裝人員2 名，安全監護人1 名，吊車司索員1 名，吊車操作員1 名。

3.2.2 技術準備

1）方案編制。依據現場實際情況，吊裝作業前編審完成《支柱復合絕緣子吊裝專項方案》。

2）吊具核算、檢查。吊裝作業前，對吊裝作業所用吊帶、吊車、卡環等吊具進行全面安全檢查，確保所有吊具滿足吊裝要求。

3）吊裝受力示意圖如圖5 所示，單根吊帶受力計算如下：

圖5 吊裝受力示意圖

總質量：464 kg+472 kg=936 kg

總重力：936 kg×9.8 N/kg=9173 N

根據吊帶出場試驗報告，5 t 吊帶滿足吊裝要求。

4）試吊：支柱絕緣子吊起離地約10 cm 時，停止起吊，觀察吊具、吊件受力情況。

5）正式吊裝：試吊無誤后開始正式吊裝作業。吊裝過程中對作業環境、作業安全風險點等進行實時監控。

3.3 實施要點

雙吊帶交叉箍頂吊裝的方案的制定意在提高現場支柱復合絕緣子吊裝效率、降低現場作業風險、有效降低施工成本。吊裝作業前，應確保現場材料、工器具、機具、場地、人員情況、作業環境等滿足吊裝要求。吊裝過程中，正確的吊帶布置和系扣、卸扣繩的合理設置是該方案成功的關鍵。

4 實施效果

通過此次認真、細致的創新實踐，雙吊帶交叉箍頂吊裝的方案具備明顯且實用的技術優勢，該方案的實施讓直流場支柱復合絕緣子吊裝作業時間較以往常規吊裝方案作業時間縮短約50%，較大程度提升作業效率；因方案中減少了高空作業車、高空作業人員的投入，總體吊裝成本節約30%以上；同時，因不涉及高空作業，極大程度降低作業安全風險。

雙吊帶交叉箍頂吊裝的方法在直流場支柱復合絕緣子吊裝中應用成功，除帶來相當可觀的安全、經濟效益外，也具備很強的推廣性、實用性，其他電氣設備的吊裝作業可參考使用此方案進行，如套管、支柱式電壓互感器、支柱式避雷器等。

5 結束語

在國家經濟高速、高質量發展的今天，供電可靠性、穩定性要求不斷提高，高效、安全、經濟的電力供應保障措施將不斷得到應用及提升。昆北換流站直流場支柱復合絕緣子雙吊帶交叉箍頂吊裝方案在施工作業中成功應用，為相似類型、相似結構的電氣設備吊裝施工、檢修更換等提供了實踐經驗和參考價值。