变电站槽钢架固定式二次屏柜安装技术研究

曾少红

（广东省输变电工程有限公司，广东 广州 510160）

由于变电站户内设备安装无法采用吊车，户内设备安装是一个难题。尤其是主控楼内布置了大量的控制保护屏柜，楼面在敷设完控制电缆后还需要做静电地板，所以主控室内保护屏柜槽钢基础一般做得比较高。常规变电站达500 mm，再加上保护屏本身高2 200 mm，一般屏柜重约300 kg，而屏柜安装工序复杂，需要将屏柜转运到室内，然后抬到安装位置，画好螺栓孔位置后又需要将屏柜移开，待钻孔后重新将屏柜抬到安装位置，上方又无行车吊钩，采用原始的人工搬抬就位安装风险十分巨大，容易发生倾倒事故。

1 现状调查

传统的变电站屏柜就位安装搬运多采用滚筒法运输、液压叉车及人工搬运和就位安装的施工方法。

滚筒法搬运需要专人不断地铺放滚筒并推动前行，过程中如果配合不当，容易压伤手指，并且操作人员视线存在盲点，安全因素不易控制。在上坡时滚筒容易移位，设备容易倾倒，人手很难推动前行，需要花费大量的人力物力。在凹凸不平的硬底道路时无法进行滚筒铺设。因此，这种方法的弊病是运输速度缓慢、效率低、危险性大。

液压叉车虽然机动性好，但由于其两荷重梁距较小（5T液压叉车梁距为1 000 mm）[1-3]，而且没有固定装置，因此在搬运屏柜时，重心易偏移，容易侧翻，也存在危险性大的弊端。

人工搬运方法投入的人力多，需要搬运人员相互配合好，但是由于视线盲区，搬运路线看不清楚，搬运人员容易绊脚，容易引起设备损坏及多人受伤。在屏柜就位到基础槽钢的时候，需要人将其抬到基础槽钢上，屏柜容易压伤施工人员的手指，并且屏柜放下过程中，如果配合不当或者屏柜放偏时，都容易发生屏柜侧翻事故。该施工方法增加了施工人员的劳动量，而且危险系数高。

2 屏柜就位安装存在的问题

（1）屏柜设备重心高，在运输过程中重心偏移容易倾倒，作业安全风险大。（2）屏柜一般布置在室内，需进行二次运输，运输作业空间狭窄，不宜使用大型机械运输。

3 二次屏柜搬运装置可行性分析及技术原理

3.1 可行性分析

针对变电站屏柜的难题，对众多运输设备和运输方法进行调查和分析，并经过充分论证和实践，自主研制出二次屏柜搬运装置。

3.2 技术原理

变电站屏柜就位安装施工方法是运用自主研制的二次屏柜搬运装置，将屏柜搬运、就位、安装合于一体的一种屏柜安装新方法。该施工方法通过屏柜安装装置实现屏柜自起重，在不采用辅助吊机的情况下，实现装卸屏柜的功能。待屏柜搬运至指定位置时，通过该搬运装置的自起重功能，将屏柜提升至略高于安装标高的高度，将屏柜平移到基础的正上方，然后将屏柜落到基础槽钢上，完成屏柜的就位安装，如图1—3所示。

图1 二次屏柜搬运装置

图2 二次屏柜搬运装置正视

图3 二次屏柜搬运装置侧视

二次屏柜搬运装置制作说明：（1）主体受力材料使用的是六号槽钢，切割1 470 mm一条，1 200 mm 12条，1 000 mm 3条，600 mm两条，425 mm 4条，共21.87 m。切割宽500 mm，长500 mm铁板12块，用于固定千斤顶[4-5]。（2）槽钢连接部位、铁板连接部位、钩子与滚轴连接部位、滚轴的固定螺栓位置打φ13孔，采用M12螺栓紧固[6]，支架下方打孔安装刹车万向轮。

3.3 受力分析

（1）屏柜通过两个钩子与滚轴固定，两个钩子与滚轴的角度垂直或接近于垂直，因而可得滚轴与屏柜受力分析如图4所示。

图4 滚轴受力分析

可得滚轴受到的力为：

（2）下面继续对钢丝绳的受力情况（见图5）进行分析，F为钢丝绳受到的拉力。

图5 钢丝绳受力分析

F1取最大值，即屏柜与搬运装置总的重力，结合实际情况，α最大设为60°，即钢丝绳受力F最大值为：

选用钢丝绳直径D=12.5 mm，安全系数5倍，则钢丝绳的最小破断拉力为：

式中：F0—钢丝绳最小破断力，kN。d—钢丝绳公称直径，mm。R0—钢丝绳公称抗拉强度，MPa。K′—某一指定结构钢丝绳的最小破断拉力系数[7]。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

对搬运屏柜进行荷载计算（运输工具的受力分析计算），核定搬运装置满足安装要求。施工工艺流程如下：现场勘查，熟悉现场环境，确定搬运路径。编写屏柜安装施工方案，对人员配备及分工、安装方法、风险评估及安全注意事项等进行全面的分析（见图6）。

图6 施工工艺流程

4.2 屏柜安装专用支架的组装

（1）主体受力材料使用的是六号槽钢，1 470 mm一条，1 200 mm12条，1 000 mm 3条，600 mm两条，425 mm 4条。使用M12螺栓固定连接，4个千斤顶通过焊接的铁板用M12螺栓固定在装置上，滚轴通过固定螺栓固定在槽钢上，刹车万向轮通过螺栓固定，使用前需组装。

（2）组装前检查支架各焊接处是否有裂缝，支架各受力梁、主材等在运输过程中有无压弯变形或最后一次使用变形等。检查各受力螺栓是否完好。

二次屏柜搬运装置运用的弊端如下：（1）高重设备在运输过程中重心偏移容易倾倒，存在作业安全风险大的问题。（2）屏柜运输作业空间狭窄，不宜使用大型工机具运输，作业效率低。

5 结语

由于该施工方法降低了施工人员劳动强度，提高了施工效率，加快了施工进度，进而加快了变电站的建设速度，节约了工期，减少了施工过程中存在的安全隐患，为电网的加快建设和电网的安全稳定性作出了很大的贡献。