支柱复合绝缘子双吊带交叉箍顶吊装方案的应用

2023-09-10李章玉茶霖宇韩易容

云南电力技术 2023年4期

李章玉，茶霖宇，韩易容

（云南送变电工程有限公司，云南昆明 650233）

0 前言

随着电网的强劲发展，特高压直流输电的建设已经成为电网建设中举足轻重的一部分。特高压直流输电技术集输电容量大、输电距离远、输电可靠性高、控制方式灵活等优点于一身，直流输电系统中换流站电气设备的稳定运行决定了整个直流输电系统运行的稳定性及可靠性。换流站内直流场设备运行电压等级较高，设备质量较大，通常采用支柱复合绝缘子作为电气设备及导体的支撑件。该类型绝缘子具有很高的抗弯性、抗冲击性、抗震性和防爆性能，被广泛应用于直流母线、直流隔离开关等电气设备中。因此，安装数量庞大、安装精度控制严格、耗时长是支柱复合绝缘子的安装特点。为了提升支柱复合绝缘子的安装效率、提升安装精度、降低安装作业风险、减少安装资源投入，需科学合理的策划施工方案，采取创新、有效的技术手段确保安全风险可控。

1 应用场景

近年来，支柱复合绝缘子作为换流站内大型电气设备、导体的支撑件，展示了不可替代的作用，其安装质量、安装工艺也决定了电气设备、导体运行的稳定性。因其尺寸、质量、外观、材料的不统一性，也衍生了多种安装方法。

以昆柳龙直流工程中±800 kV 昆北换流站工程直流场规模为例，该直流场双极呈对称格局布置，充分利用极母线与中性母线的空间，在有限的空间内向高处延伸，充分应用支柱复合绝缘子的特性支撑导体。直流场双极高端共布置800 kV 支柱复合绝缘子50 支，每支绝缘子由2 节独立绝缘子通过法兰、螺栓连接组成。同样组成形式，双极低端、中性线区域分别布置400 kV 支柱复合绝缘子52 支，120 kV 支柱复合绝缘子110 支。现场安装数量庞大，安装精度要求较高，对制定合理、安全、高效的吊装方案有较高要求。

2 施工方案比选

根据以往常规设备吊装方法及经验，可分为逐节吊装方案、顶部吊点吊装方案两种。本次实践中提出了一种创新的吊装方案为双吊带交叉箍顶吊装方案。具体如下所述。

2.1 逐节吊装方案

逐节吊装是一种常规、常见的安装方法，就是将各节支柱绝缘子逐次起吊，每一次起吊后高空作业人员逐节对绝缘子进行安装固定的方法。该方法需要地面、高空人员同时配合进行，先起吊最下层一节绝缘子进行安装固定，之后起吊中间一节绝缘子安装固定，再起吊最顶端一节绝缘子安装固定。所需地面作业人员2人，高空作业人员2 人，吊车司机1 人，高空车操作人员1 人，吊车1 台，高空作业车1 台。如图1 所示。

图1 逐节吊装示意图

2.2 顶部吊点吊装方案

顶部吊点吊装，是在地面用螺栓将多节绝缘子连接固定后，用尼龙吊带在顶部绝缘子顶端固定牢固，再整体起吊安装的方法。该方法需地面作业人员将各节绝缘子连接固定，吊装之前需考虑整体支柱绝缘子的起吊质量，选择一根合适的尼龙吊带，将吊带在顶部绝缘子顶端位置绑牢固定好，再整体同时起吊安装。此方法避免了高空安装作业，仅需在整体安装固定后，人员利用高空车到顶部吊钩处解除吊带。所需地面作业人员2 人，高空作业人员1 人，吊车司机1 人，高空车操作人员1 人，吊车1 台，高空作业车1 台。如图2 所示。

图2 顶部吊点吊装示意图

2.3 双吊带交叉箍顶吊装方案

双吊带交叉箍顶吊装，是在地面用螺栓将多节绝缘子连接固定后，利用两根合适的吊带在绝缘子中部连接法兰处打结固定、绑牢，再顺着同一侧向绝缘子顶部交叉延申，形成“X”型起吊支撑结构。顶部利用一根短吊带将两根吊带从反面“箍”牢，后同时起吊两根吊带进行安装的方法。同时，在中部法兰双吊带系扣处栓系一根尼龙绳，用于吊装完成后吊带“解扣”。该方法避免了高空作业，吊装固定后，利用吊车吊钩及拉绳便可将吊带轻松脱落，整个吊装过程安全、效率高。所需安装人员2 人，配合人员2 人，吊车司机1 人，吊车1 台。如图3 所示。

图3 双吊带交叉箍顶吊装示意图

2.4 吊装方案对比

以昆北换流站800 kV 支柱复合绝缘子作为试件（该绝缘子设计总长为12.15 m，分为上下2 节组装而成，下节长度6.10 m、重472 kg，上节长度6.05 m、重464 kg），分别用以上三种方案分别对其进行现场组装，并分别记录三种吊装方案情况下作业时间、人员投入、机具投入、成本投入、高空作业风险，得到如表1所示的数据。

表1 方案对比数值

方案对比效果：通过表中记录和现场实际情况进行方案对比、分析，创新的双吊带交叉箍顶吊装方案在单只支柱绝缘子吊装过程中实现吊装时间减少约50%，成本投入节约超过30%，且因不涉及高空作业，极大程度降低作业风险。确定采用此方案完成现场支柱复合绝缘子吊装的作业。

3 施工流程及管控重点

3.1 施工流程

本流程适用于双吊带交叉箍顶吊装方案中支柱复合绝缘子（或其它支柱式设备）吊装、检修作业，施工流程如图4 所示。

图4 施工流程

3.2 施工准备

3.2.1 资源准备

同样以昆北换流站800 kV 支柱复合绝缘子为例，资源准备如下：

1）工器具、吊车准备：该类型绝缘子总长12.15 m，上节绝缘子长6.05 m，总重936 kg。按照安全可靠、经济适用的原则，现场选择长度8 m，承重5 t 尼龙吊带2 根；选择长度1 m，承重1 t 尼龙吊带1 根；“解扣”尼龙绳1 根。

吊车选择根据吊件质量、作业半径、起吊高度等因素综合分析，现场选择25 t 吊车一辆。

所有工器具、车辆均经过试验检验、外观检查并经报审合格后投入使用。

2）人员准备：地面组装人员2 名，安全监护人1 名，吊车司索员1 名，吊车操作员1 名。

3.2.2 技术准备

1）方案编制。依据现场实际情况，吊装作业前编审完成《支柱复合绝缘子吊装专项方案》。

2）吊具核算、检查。吊装作业前，对吊装作业所用吊带、吊车、卡环等吊具进行全面安全检查，确保所有吊具满足吊装要求。

3）吊装受力示意图如图5 所示，单根吊带受力计算如下：

图5 吊装受力示意图

总质量：464 kg+472 kg=936 kg

总重力：936 kg×9.8 N/kg=9173 N

根据吊带出场试验报告，5 t 吊带满足吊装要求。

4）试吊：支柱绝缘子吊起离地约10 cm 时，停止起吊，观察吊具、吊件受力情况。

5）正式吊装：试吊无误后开始正式吊装作业。吊装过程中对作业环境、作业安全风险点等进行实时监控。

3.3 实施要点

双吊带交叉箍顶吊装的方案的制定意在提高现场支柱复合绝缘子吊装效率、降低现场作业风险、有效降低施工成本。吊装作业前，应确保现场材料、工器具、机具、场地、人员情况、作业环境等满足吊装要求。吊装过程中，正确的吊带布置和系扣、卸扣绳的合理设置是该方案成功的关键。

4 实施效果

通过此次认真、细致的创新实践，双吊带交叉箍顶吊装的方案具备明显且实用的技术优势，该方案的实施让直流场支柱复合绝缘子吊装作业时间较以往常规吊装方案作业时间缩短约50%，较大程度提升作业效率；因方案中减少了高空作业车、高空作业人员的投入，总体吊装成本节约30%以上；同时，因不涉及高空作业，极大程度降低作业安全风险。

双吊带交叉箍顶吊装的方法在直流场支柱复合绝缘子吊装中应用成功，除带来相当可观的安全、经济效益外，也具备很强的推广性、实用性，其他电气设备的吊装作业可参考使用此方案进行，如套管、支柱式电压互感器、支柱式避雷器等。