输电线路铁塔液压抢修装置的研究与分析

王子琦 王彪 郭保林 段小俊

【摘 要】不同于一般建筑物，输电线路铁塔属于高耸结构，一旦因人为或地质因素发生倾斜将影响周围居民的正常用电，严重时还可能发生人身伤害。现阶段我国对一般建筑物纠偏抢修积累了一定经验，但对于输电线路铁塔的纠偏抢修研究则较少，而输电线路铁塔的结构、材料、基础形式及受力情况与一般建筑物有较大的区别，为此本文将介绍一种新型的输电线路铁塔液压抢修装置，以期在不另立新塔的情况下完成纠偏抢修工作，避免长时间停电带来的经济损失和线路的可靠运行。

【关键词】输电线路 铁路 倾斜 液压抢修装置

1 输电线路铁塔倾斜的原因

第一，铁塔基础设计不当。如某铁塔塔形为KGU 1-45，全高为67.5m，呼称高为45m，而基础设计为独立基础未做加固处理。由于基础分为独立的四大块，因此在运行过程中受周围荷载和各种合力的影响，导致铁塔基础产生下沉和位移，塔身多出出现塔材弯曲变形的现象。

第二，人为因素。人为因素是指在输电线路铁塔下进行土石方开挖或者进行施工建设重型机械撞击铁塔以及人为报复毁坏铁塔，盗取塔材破坏了铁塔的整体稳定性等等。例如2009年，浙江嘉兴地区风和日丽的情况下，一座30多米高的高压线路铁塔倾斜倒在附近一座铁塔上，事后查明是因为有人盗走了铁塔4个基座的专用螺栓。

第三，自然因素。自然的因素是山体滑坡泥石流导致的地基抗力降低，自然因素导致的地基失稳等。例如某地7月，因狂风暴雨造成山体滑坡，最终导致输电线路铁塔地基坍塌，塔体倾斜约45°，对线路运行、周围行人及车辆的安全造成极大威胁。

第四，初始勘察时，对复杂地质条件的勘察有误。2011年某地500kV输电线路铁塔因为基础不均匀沉降而导致向送电侧倾斜3%，后调查表明，发现该地地质条件比较复杂，地面以下10m处为软塑、可塑地质，底部有溶洞和灰岩，而基础设计埋深3.9m的阶梯基础并不适合现场地质条件，最终导致铁塔的倾斜。

2 输电线路铁塔倾斜的常见处理方法

第一，另建铁塔再停电移导线。此种处理方法是另选一块地方重新建立一基铁塔，再停电移导线（必要时要加长）、然后对旧铁塔进行拆除。此种方法不仅需要消耗大量的人力物力和较长的抢修时间，而且施工时需要停电（停电申请麻烦且因电网停电造成的经济损失巨大）。

第二，铁塔倾斜一侧的顶升。此种处理方法是将角钢卡座装在铁塔倾斜侧两根主材角钢上，通过螺栓卡紧铁塔主材。扶正时人工操作千斤顶，顶升铁塔倾斜一侧，从而将倾斜的铁塔原地扶正。此种扶正方式，在扶正过程中无法保证同时抬升铁塔，不仅安全及可靠性较差，而且容易损伤主材之间的连接螺栓。

第三，地形条件变化造成铁塔倾斜的处理方法。此种处理方法先用框架将原本独立的4条塔腿连接起来，使铁塔形成一个稳固的整体，然后打入静压桩，将沉降部分较大的一侧用液压千斤顶支撑起来进行灌浆，等混凝沙浆凝固后再将千斤顶撤出。

3 输电线路铁塔液压抢修装置的设计

3.1 设计思路

在铁塔倾斜一侧两塔腿的内外两侧，分别布置两个角钢卡座；每个卡座下布置两个液压缸，分别位于倾斜侧单个塔腿的内外侧附近，用以顶升铁塔；角钢卡座与铁塔主材角钢连接，液压泵站布置在铁塔外适当位置，通过高压软油管与液压缸连接，既可同时给四个液压缸供油，又可向每个液压缸单独供油。采用四个比例流量阀、8个液控单向阀保证四个液压缸既能同时升降，又能保证在任意位置保压。

工作原理如图1所示：

图1 输电线路铁塔液压抢修装置的原理

3.2 技术关键

第一，载荷的确定。根据实际线路的各项参数，确定抢修设备的工作负荷，铁塔顶升载荷应达到导、地线、金具及铁塔自重。设计时用4个液压缸同时提升，每个液压缸承载为1/4。

第二，实现抢修过程同步升降和升降速度的可调节。液压系统内安装有两个直动式溢流阀，八个液控单向阀，四支液压缸上分别安装了四个比例流量阀，用以控制液压油流量。在电控柜操作面板上设有六个选择按钮，可控制四支液压缸同步上升或下降的选择按钮，又可控制单支液压缸单独的上升、下降速度调节旋钮，以及液压系统急紧停车按钮，以保证四支液压缸同步升降，并实现单个或全部四支液压缸升降速度的调节。

第三，抢修过程防止铁塔变形的措施。为了保证铁塔主材角钢顶升过程中不受剪切力、扭力、不变形，在提升支架与铁塔主材角钢的连接方式上，采用了角钢卡座连接方法。装卡接触面积大、压力小、受力均匀，减小了铁塔主材角钢受力变形的倾向。

第四，抢修时发生紧急情况的急停控制及实施效果。在电控柜操作面板上设有一个紧急停车按钮，当出现紧急事故时，可按下此钮，使液压系统停止向液压缸供压力油，液压缸停止工作，倾斜的铁塔处于停止状态，待事故处理完成后，按箭头方向旋转急停按钮使之复位，液压系统再次启动工作，进行抢修工作。

4 结语

本文所研制的输电线路铁塔液压抢修装置，具有如下特点：抢修时不用另立新塔、拆旧塔；抢修时使用液压设备，加载过程平稳、安全可靠，无冲击荷载；角钢卡座装卡方便、操作灵活，适用于多种铁塔。实践表明，输电线路铁塔液压抢修装置能够将倾斜的铁塔在原地恢复，大大节省了抢修时间和成本，避免了长时间停电带来的经济损失，非常值得在各地推广和应用。

参考文献：

[1]吴增辉，邓开清.电力线路铁塔原位带电提升技术的应用[J].供用电，2010（3）.

[2]朱秋晨，方浩 等.自立式输电线路铁塔纠偏[J].供用电，2011（3）.