超高压变电站狭窄空间组合式起重机的研制探析

李璐 连伟华 胡润阁

摘 要：目前超高压变电站检修作业过程中需要几种设备联合作业，需要运输车把相应设备运输到指定位置，需要起重机把设备起吊到指定高度，然后还需要高空作业车载人进行安装和维护作业，施工过程需要设备种类多，配合相对复杂。多功能组合式起重机械的研发能够提供满足周围环境带电要求的狭窄空间升降平台、狭窄空间起吊机械、狭窄空间运输平台这三类施工设备需求，一物多用，并能在狭小空间使用。

关键词：狭窄空间；组合式起重机；电力檢修

一、背景

随着国家电网公司500kV典型变电站的大量建设和投运，占地面积小，设备安装紧凑带来的检修空间不能满足大型起重机械的矛盾越来越突出。经过调查，超高压变电站内狭窄空间主要分为以下几类，500kV设备区GIS间隔间空间狭小，是石子铺垫路面不平整、硬度不够，导致大型吊车、斗臂车难以进入，运输车辆无法平稳通过；220kV设备区不论是敞开式还是GIS式，设备安装紧凑，敞开式相间距离仅为4m，设备安装基础构架高2.5m，普通的吊车、斗臂车、运输车辆是在非全部停电的情况下想安全进入并安全作业难度是极高的；同样110kV设备区、35kV设备区、主变设备区的空间就更为狭小，普通的作业车辆难以满足要求。遇到了双列布置和三列布置的情况，常规检修车辆无法进入检修现场。因此，研制与应用满足超高压变电站狭窄空间的组合式起重机械具有重大的现实意义。[1]因此，如果能够研制与应用满足超高压变电站狭窄空间的组合式起重机械，不仅解决大型起吊设备无法满足狭小空间检修的问题，而且将极大地改善现有检修条件，提高检修效率，减少停电时间。具有重大的现实意义。显著提升我国电力检修的技术装备水平。

二、组合式起重机的设计

通过“研制目的-设计-制造-试用-修改-再试用-再修改”的技术路径进行研发设计。同时，立足国内现有技术，遵循“先进、实用、经济、可靠”的原则。执行现行有效的国家标准、行业标准和企业标准。充分运用优化设计、可靠性设计、维修性设计、价值工程等专业工程技术进行设计。[2]具有良好的三防能力。由于变电站内空间设备之间的狭窄性等特征，因此狭窄空间起重机的设计必须满足其可通过性，且功能齐全。狭窄空间起重机具体分为两大部分，上装起吊部分和履带行走部分，两部分通过锁紧机构连为一体。在进行作业时，由履带底盘带动上装起吊部分行走到合适位置，支起支腿，将履带底盘与上装起吊部分分离，形成两个独立工作单元。然后上装起吊部分单独工作，能将设备吊送到指定工作位置。如需要高空作业，加装上吊篮，具备升降平台能够，可作为高空作业车使用。其中履带底盘可以作为运输车，在狭小空间内外运送设备或配件，运到起吊位置，也可把拆下来的废旧物品运出到指定位置，遥控操作。结构图图1所示。

带吊篮完全收拢外形尺寸（长×宽×高）：4000mm×1000mm×1800mm（图2）；支腿最大跨距（长×宽）：3800mm×3540mm（图3），吊臂最大举升高度：10米。主要性能指标如表1所示。

三、组合式起重机功能

多功能组合式起重机械装置具有动力强、通过性强、体积小等特点，能够解决满足周围环境带电要求的狭窄空间升降平台[3]、狭窄空间起吊机械、狭窄空间运输平台这三类需求，即使紧凑狭小的空间也能够正常施工。吊、载两部分能够自由分离与组合，协同工作，也可单独使用，不仅具有吊载功能，还具有货物运输功能。[4]实现一机多能、一机多用，减少现场工作设备进场数量。解决狭窄空间条件下，中大型起吊、运输设备无法进入施工现场的问题，实现文明高效作业。减轻工作人员工作量，提高检修效率和检修水平。

采用电液控制系统，亦可以选用遥控操作的控制模式，减少了人力，操作方便；安全装置采用先进的力矩限制，液晶屏幕显示，实时显示操作高度、角度、重量，作业状态一目了然，过载保护时刻保证作业安全。高空作业平台自动调平锁定，360度旋转，可根据施工要求微调角度，省时省力。

（1）可折叠式蜘蛛外形，能够非常方便通过狭小空间，进入使用现场。蛙形支腿，既最大程度的利用了材料的力学性能，又极其方便的根据现场条件在合适的位置安置，不受场地限制。（2）履带式设计载运平台，解决变电站内复杂地面环境的行走问题。无死角转弯性能，无论是变电站内石子铺垫路面，还是草地路面均能适应。（3）采用模块化设计吊、载平台。集狭窄空间升降平台、狭窄空间起吊机械、狭窄空间运输平台于一体。既具有吊载功能，还具有货物运输功能。（4）遥控操作的控制模式，不仅可以操控起吊机械的升降、360度无死角摆臂，而且还可以控制载运平台，完成设备的搬运工作。远距离超控，大大降低人身意外风险。

三、结论

技术方案立足于实际使用需求，从人机工程、等方面考虑，进行了深入的论证和优化，提出了一套完善的解决方案。[5]实现一机多能、一机多用，解决狭窄空间条件下，中大型起吊、运输设备无法进入施工现场的问题。能够满足500kV设备区GIS间隔的狭小空间；220kV设备区GIS间隔的狭小空间进场作业维护，同样适用于110kV设备区、35kV设备区、主变设备区的狭小空间的作业维护。同时适用于1000kV特高压变电站内狭窄空间施工作业，做到了所有电压等级的全覆盖，因此，推广应用前景广泛，应用意义深远。

参考文献：

[1]周慎杰，王锡平，等.履带起重机臂架有限元分析方法.山东大学学报（工学版），2005，35（1）：22-26.

[2]王俊美.履带式起重机的安全使用及应用前景.科学技术创新，2011（5）：152-153.

[3]屈福政，刘海涛.履带起重机臂架后倾动力学仿真.起重运输机械，2005（12）：40-43.

[4]履带式装甲车辆推进系统通用规范.GJB 1445-1992.

[5]浅谈电站建设项目施工机械管理规范[J].中国设备工程，2017，03：22-25.

作者简介：李璐（1980-），男，硕士，正高级工程师，主要从事电力系统检修管理工作。