浅谈±1100kV古泉换流站大件运输车辆爆胎率问题

王国宝，陈金印

（安徽送变电工程有限公司，合肥230022）

1 工程概况

±1100kV古泉换流站高端换流变压器质量为535.5t，变压器外形尺寸为13.60m×5.50m×5.90m。低端换流变压器质量为432t，外形尺寸为12.4m×5.0m×5.45m。该换流站换流变压器是目前世界上重量最重、体积最大的变压器。根据计算及相关要求，采用3纵列18轴线液压平板车，轮胎数量216只，平板车自重90t。运输时采用2台德国产奔驰Actros4160 8×8牵引车（发动机动力603马力（443.51kW），驱动方式8×8），一台牵引车在前方作为主牵引车，另一台在后方顶推。

变压器本体从码头卸船装车，经公路运输38.6km至古泉换流站内，其中要经过9km进站山路，这9km道路约有弯道81处，且道路狭窄，上下坡道较多。现在换流站大件运输正值天气炎热，在9km进站道路运输途中，需要频繁地对液压平板车进行手动转向，运输高端换流变时车货总重达到625t。由于轮胎摩擦、挤压受热等原因，造成平板车频繁爆胎。

在运输途中一旦爆胎，就必须进行轮胎更换，更换轮胎不仅费时费力，影响正常运输进度，由于车辆超宽，需要封锁道路，会加剧交通拥堵，运输途中更换轮胎，还存在较大的交通隐患，而且增加了运输成本。

7月份运输的2台的高端换流变，在9km山路上平均爆胎数量为5只，每只轮胎更换时间20min，用时大约100min，同时增加了很大的工作量，也带来了一定的安全隐患。因此，必须减少爆胎频率，提高工作效率，同时保证运输安全。

2 爆胎原因分析

爆胎原因主要可以归纳为以下几方面：（1）手动对平板车转向时，轮胎与地面摩擦过大，造成轮胎磨损和发热；（2）天气炎热，使轮胎温度上升过快；（3）平板车承载重量较大，对轮胎挤压，会造成温度升高和转向摩擦力变大。

3 应对措施

基于以上原因分析，设计了平板车自动洒水系统，降低轮胎与地面的摩擦力，同时降低轮胎温度，达到减少爆胎的频率。

自动洒水系统采用2只27m3的钢板焊接水箱，分别放置在平板车前端和中后端（见图1）。在水箱低端开一个直径5cm的孔，在孔上插入外径5cm水管，作为总水管。水管上装阀门，作为总控制开关。每个总水管下设4个间距为1.5m等间距的分水管，分水管直径5cm，分水管作为出水口，每个出水口出设一个阀门开关，控制水流大小及开关（见图2）。当将水阀打开时，水靠自身压力差完成自动为轮胎路面降温过程。无须额外增加动力源，从而可以降低故障率、降低噪声，同时操作简单、节能环保、节省成本。

图1 自动洒水系统安装示意图

图2 自动洒水系统示意图

4 平板车自动洒水系统可行性分析

4.1 性能参数

根据车辆性能参数得：

1）平板车轮胎在湿沥青路面和湿混凝土路面的摩擦系数0.7，干沥青路面和混泥土路面摩擦系数为0.85；

2）平板车轮胎自主转向最大角度为45°；

3）平板车滚动摩擦系数为0.018。

4.2 液压平板车在最大转向瞬间受力分析

当平板车自主转向角度最大时：

根据图3可知，牵引车牵引力为F，平板车滚动方向的分力Fx=cos45°F。

假如车辆向牵引车牵引力F方向移动，轮胎需要可滑动的摩擦力F滑=0.7G。

图3 轮胎最大转角时受力分析图

此时的轮胎滚动摩擦力Fx=cos45°F滑=0.7×0.7G=0.49G（G为平板车自重）。

轮胎需要的滚动摩擦力F滚=0.018G。

综上所述，平板车轮胎在潮湿的路面进行自主转向时，不会造成打滑现象，不影响自主转向的正常使用。

由于车辆运行速度约为4.5km/h，运行速度较慢，且不允许急刹车。经计算，潮湿的路面能够满足刹车制动要求。

4.3 水箱尺寸计算

为保证平板车轮胎始终处于湿润状态，因此，需要足够的水量，本平板车共有216只轮胎，正常9km路程需要2h，计算车速75m/min。

路宽6m，每分钟走过的道路面积约为6×75=450m2；

平均道路水深1mm，则需水量为450×0.001=0.45m3；

因此，9km路需要水量约为0.45×120=54m3，每个水箱水量为 54/2=27m3，则水箱尺寸选为 3×3×3=27m3。

4.4 经济效益

此设计在第3台、第4台高端换流变运输过程中，平均每次爆胎数量为1只，有效地解决了轮胎频繁爆胎的问题。同时取得了以下效益：

1）降低了运输成本，轮胎每只加工按1200元计算，平均每次运输节省费用1200×（5-1）=4800元；

2）节约运输时间，每次运输节约时间 20×（5-1）=80min；

3）由于减少了运输时间，减少了由封路造成的交通堵塞，减少了对正常交通秩序的影响；

4）减少了工人劳动量；

5）由于减少了更换轮胎频率，从而减少了人员在马路上的作业时间，降低了交通事故的发生概率；

6）由于采用自带洒水系统，因此，降低了车辆运输过程的扬尘污染，也取得了一定的环境效益。