500 kV输电线路杆塔全刚性防坠落导轨布置探讨

廖邢军，辜良雨，李 钟，陇源杰，付卫斌

(1.中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司，四川 成都 610056；2.云南电网有限责任公司建设分公司，云南 昆明 650051)

0 引言

为确保检修作业中工作人员上下杆塔和在塔上移位过程中的人身安全，登高作业一般均要求采取防坠落保护措施。经过十余年的创新和发展[1-4]，形成了两类应用广泛的永久性防坠落装置：导轨式防坠落装置和钢绞线防坠落装置，其中导轨式防坠落装置材料主要采用钢材或铝合金，钢绞线防坠落装置材料主要采用不锈钢钢绞线。基于运维和施工安全需要，目前新建输电线路杆塔一般均要求安装永久性的高空防坠落装置。在特高压工程中，一般采用塔身导轨式和横担钢绞线组合的防坠落装置。而在部分地区，则采用全刚性导轨式结构，主要由导轨、自锁器、连接器、连接件、安全绳等组成，其中刚性导轨为主要组件。铝合金刚性导轨由于具有较好的抗腐蚀、磨损能力，在一些地区广泛应用[5-6]。虽然相关企标对防坠落组件的性能参数、外观等有详细的技术要求，但对防坠落导轨在杆塔上的布置要求并不完善，国家标准和行业标准也无明确规定，导致不同设计单位、厂家和运维单位的理解各不相同，从而影响防坠落装置的投产使用效果。本文结合已建工程经验，针对常用500 kV输电线路杆塔防坠落导轨的布置方案进行探讨，以期为后续工程设计和安装提供参考。

1 塔身导轨布置

结合国家电网公司和云南电网公司的相关要求[5-6]，防坠落导轨布置主要应满足以下要求：

1)防坠落装置应尽量安装在杆塔轮廓以内，不能影响电气间隙，如超出轮廓应校核电气间隙。

2)导轨布置位置原则上要求塔身导轨与脚钉腿布置一致，铁塔横担上导轨布置应科学合理，便于运行检修使用。

3)杆塔作业防坠落装置宜采用单侧全程安装(包括杆塔垂直部分、曲臂、左右横担及地线支架)。

据此原则，根据塔身脚钉布置情况，防坠落刚性导轨一般与脚钉布置一致，横担导轨与塔身导轨布置于杆塔同一侧，500kV常用塔型全刚性导轨布置方式如图1～图3所示。

1)单回路悬垂塔：常见的塔型有猫头塔、酒杯塔和紧凑型塔，如图1所示。一般瓶口以下脚钉设置在D腿，瓶口以上设置在A、D腿，塔身导轨布置与脚钉布置一致，由于左右曲臂距离较大，为运维方便，一般左右侧均安装导轨，且与横担上水平导轨通过转向器连接形成一封闭体系。酒杯塔、猫头塔、紧凑型塔曲臂处脚钉一般设置于外主材上，也可能设置于内主材上，导轨布置应与之一致。

图1500 kV单回路悬垂塔全刚性防坠落导轨布置示意图

2)单回路耐张塔：常见的塔型有酒杯塔、干字塔和紧凑型塔，如图2所示。基于电气间隙考虑，其中酒杯塔，一般右转时，在瓶口以下脚钉设置在D腿，瓶口以上布置在A、D腿；左转时，在瓶口以下脚钉设置在B腿，瓶口以上布置在B、C腿，塔身导轨布置与脚钉布置一致，横担上水平导轨通过转向器连接形成一封闭体系，其布置方式与直线塔类似。干字型和紧凑型耐张塔：基于电气间隙考虑，一般在下横担以下，脚钉设置于内角侧的D腿或B腿(右转时设置于D腿，左转时设置于B腿)；下横担以上，脚钉设置于外角侧A腿或C腿(右转时设置于A腿，左转时设置于C腿)，塔身导轨布置与脚钉布置一致。

图2500 kV单回路耐张塔全刚性防坠落导轨布置示意图

3) 500 kV双回路杆塔一般采用鼓型塔和羊角型塔，图3为常用鼓型塔示意图。脚钉一般从上至下均按对角线的B、D两条腿设置，也有工程仅设置在一条塔腿上。基于经济性和实际使用情况考虑，塔身导轨一般单侧布置在一条腿上，双回路直线塔一般安装在D腿；双回路耐张塔考虑间隙要求，左转时安装在B腿，右转时安装在D腿。

2 横担、支架和塔窗导轨布置

铁塔横担结构主要呈水平状或倾斜状，一般不设置脚钉，但倾角较大的地线支架为便于攀爬也会在主材上设置脚钉，如酒杯塔地线支架，此时导轨布置应与脚钉一致。

以往线路工程未安装防坠落装置运维时，一些运维人员习惯从横担内侧攀爬。当装设刚性防坠落装置后，由于横担导轨与塔身导轨连通、转向的原因，横担导轨需装于横担立面外侧，因此在横担上需沿外立面攀爬。为便于连接安全绳的自锁器在导轨上顺利通过，横担导轨一般平行于下平面主材安装，且距下平面高度一般取为0.8～1.0 m。但对水平地线支架，倾斜地线支架、单回路直线塔塔窗等特殊部位还应特殊处理。

图3500 kV双回路鼓型塔全刚性防坠落导轨布置示意图

2.1 水平地线支架

一般导线横担下平面水平、上平面倾斜，理论上沿下平面攀爬更加安全，导轨一般平行于下平面主材安装。水平地线支架则相反，一般下平面倾斜、上平面水平，实际运维时沿上、下平面攀爬均有可能，应根据运维意见进行导轨布置。

2.2 倾斜地线支架

单回路酒杯塔、猫头塔、紧凑型悬垂塔，双回路羊角型塔的地线支架一般成倾斜状，倾角多大于30°。考虑脚钉的连续性和攀爬的方便性，在脚钉腿侧的地线支架主材上设置脚钉或脚踏。一般情况下，500 kV猫头塔、紧凑型悬垂塔地线支架高度较小，可不再设置导轨。酒杯塔和双回路羊角型塔地线支架悬挑高度较大，宜在双侧地线支架上均布置防坠落导轨，且应与脚钉布置一致。

值得注意的是，双回路羊角型塔脚钉一般按对角线的B、D两条腿设置，考虑脚钉的连续性和攀爬的方便性，地线支架主材上脚钉也基本沿B、D腿设置，在地线支架处防坠落导轨布置应考虑脚钉的变向问题，可通过增设脚钉、改变脚钉安装位置或调整导轨布置，避免出现导轨安装位置与脚钉不一致的情况。

2.3 单回路悬垂塔塔窗

为运维方便，单回路猫头塔、酒杯塔和紧凑型塔一般均要求在塔窗左右侧曲臂均安装导轨，为避免因从一侧曲臂爬上而从另侧曲臂爬下时自锁器朝向发生变化导致自锁功能失效的现象，应在拐点处增设转向器改变防坠器朝向。且在变坡处，应将左右曲臂导轨连通，避免因防坠器通过问题导致爬塔人员绕塔窗原路返回而增加爬塔路径长度，减少爬塔风险，500 kV单回路悬垂塔塔窗导轨布置示意图如图4所示。

2.4 纵向横担

塔身导轨和横担导轨近似共面于竖直面上。500 kV单回路干字耐张塔和换位塔，一般会设置纵向跳线横担。由于纵向横担支架朝向垂直于塔身和横担导轨平面，在纵向横担上设置刚性导轨，在与横担导轨连接处构造不易处理，且考虑纵向横担悬挑长度较短，一般不宜设置刚性导轨。

图4500 kV单回路悬垂塔塔窗导轨布置示意图

2.5 转向器布置

转向器用于连接水平、垂直刚性导轨，可以改变自锁器运动方向，图5为工程上常用的一种转向器结构。转向器主要用于横担、塔身导轨交叉处，塔窗导轨分流处，以及其他需要改变自锁器朝向的部位。在导轨大角度弯折处，如猫头塔、酒杯塔塔窗变坡处，一般可通过将导轨火曲处理转向，不需设置转向器。各类塔型的转向器建议设置位置详见图1～图3，数量见表1所列。

表1 常用杆塔类型推荐转向器数量

图5 一种转向器示意图

3 特殊位置导轨布置

在一些特殊部位，导轨布置还需结合铁塔结构特点进行特殊处理，如：

1)对一些高跨塔，塔头和部分塔身可能会设置护笼式爬梯，横担导轨布置应注意与护笼式爬梯的相互影响问题，宜将护笼式爬梯装于横担导轨对侧塔身立面上，或将横担导轨弯曲安装于爬梯主材外侧，避免出现爬梯主材与导轨距离较近，导致防坠器无法通过的问题，图6为护笼式爬梯影响防坠器通过的工程实例。

图6 爬梯护笼影响防坠器通过

2)一些工程因融冰需要，需将地线通过安装在塔身主材的支柱绝缘子引下到腿部，此时，考虑融冰时间隙要求，引下线应避开脚钉腿和塔身导轨，同时也应尽量避免横担导轨与融冰引下线交叉，若有交叉，可通过加装绝缘护套进行防护，以免影响运维攀爬和安全，如图7所示。

图7 融冰引下线与横担导轨交叉

3)个别塔型塔头大节点板处，为方便攀爬设置了U型脚钉，防坠落导轨不宜安装于U型脚钉内侧，宜将导轨火曲安装于脚钉外侧或更换脚钉型式，以免影响防坠器顺利通过，如图8所示。同时，导轨布置时还需注意螺栓、节点对导轨和防坠器的影响，导轨与螺栓和节点应保证一定的通过距离。

图8 U型脚钉影响防坠器通过

4 结语

近年来，随着对本质安全的日益重视，全刚性防坠落导轨在杆塔应用越来越多，但目前相关标准对杆塔全刚性防坠落导轨的布置尚无明确规定，导致不同单位的认识和理解存在较大差异。针对这一问题，结合已建工程经验，对常规500 kV输电杆塔的刚性导轨布置方案进行了探讨和经验总结，供后续相关工程参考。考虑到不同地区攀爬习惯可能存在差异，建议防坠落装置在设计和安装时征求相关运维人员意见。