李俊堂 歐陽娟 劉敏

摘 要：針對變電站光纜施工應急搶險效率低、費時費力的不足，研發(fā)一種一體化作業(yè)平臺的光纜應急搶修小車，結構穩(wěn)定、省力90%，應急出動快，同時具有安全高效、節(jié)約成本的優(yōu)點，特定條件下可節(jié)約成本一半以上。

關鍵詞：變電站；光纜熔接；一體化作業(yè)平臺；行走機構

中圖分類號：TM755 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）01-0083-02

Abstract： In order to solve the problem of low efficiency， time-consuming and laborious in emergency repair of optical cable construction in substations， an integrated cable emergency repair vehicle with stable structure with 90% labor-saving and quick emergency response is developed. At the same time， it has the advantages of safety， high efficiency and cost saving， and under certain conditions， the cost can be reduced by more than half.

Keywords： substation； fiber optic cable welding； integrated working platform； walking mechanism

光纖通信技術由于高帶寬、強抗電磁干擾等優(yōu)點，已在電力通信和自動化專業(yè)廣泛應用，隨著智能變電站全面推廣，保護設備原有的二次電纜接線逐漸被光纖網(wǎng)絡取代，光纜運檢工作也成倍增加，成為大二次專業(yè)共有的常態(tài)作業(yè)。由于電力光纜施工所需儀器、工器具、備品備件多雜，工前準備時間長，應急搶修速度慢，不僅攜帶費力，而且易漏帶檢修工器具和材料造成返工；另一方面，戶外作業(yè)平臺搭建費時費力、俯身作業(yè)易疲勞。新方法基于集中收納、折疊式作業(yè)平臺、統(tǒng)一電源分配和便攜行走機構，研制多功能、模塊化光纜應急搶修小車，解決傳統(tǒng)光纜施工的不足，節(jié)約人力及施工成本，優(yōu)化工程施工方式。

1 技術方案

1.1 施工環(huán)境調(diào)研及可行性分析

通信光纜施工分為戶外和室內(nèi)兩種情形，戶外主要為線路通信光纜故障搶修和智能化變電站場地光纜接續(xù)施工；室內(nèi)主要為機房通信ODF架、自動化及保護等小室光纜接續(xù)測試。戶外典型施工現(xiàn)場分別如圖1所示。

根據(jù)室內(nèi)外兩種情況總結光纜施工標準流程如下。

從上可以看出光纜應急搶修耗時可劃分為三部分：工器具準備和平臺搭建為準備耗時，故障定位和光纜熔接為施工耗時，標簽標識和清理現(xiàn)場為收尾耗時。統(tǒng)計2017年500kV變電站光纜應急搶修耗時如表1所示。通過設計“多功能光纜應急搶修小車”，一方面無需耗時準備儀器及工器具，也無需耗時搭建平臺，將準備耗時降低為0；另一方面通過改善施工條件、集中取電及定置化集成工器具將工效提高50%。

1.2 力學分析

根據(jù)車體平地運動方式力學分析，平地行走時施力為推（或拖）動，給力為克服輪子與地面摩擦力，查機械設計手冊得u=0.05，根據(jù)胡克定律f=uN，平地行走比克服重力搬運省力95%。另一方面，較傳統(tǒng)搬運方式，其光纜施工出發(fā)前大量工器具、耗材儀表清點費時長（約50分鐘），零散大包小包攜帶費力，準備倉促且易遺漏，尤其是應急搶修時倍感責任壓力大。一體化檢修小車分層分模塊裝載光纜施工所需全部儀器具、材料，到達施工現(xiàn)場即可在指定工位展開成臨時作業(yè)平臺，并提供符合人體力學約束條件的最優(yōu)坐姿作業(yè)，施工省力性、舒適性優(yōu)于傳統(tǒng)俯身蹲姿或站姿熔纖測試方式。

2 總體設計

2.1 車體裝載結構設計

光纜快速應急響應重點在于出動前大量儀器儀表準備和到達現(xiàn)場后施工平臺搭建高效性。車體結構設計集中模塊化定置收納和一體化作業(yè)平臺，要求能滿足裝載光纜施工流程各類工序所需工器具、儀器儀表、耗材，并提供足夠作業(yè)面積的施工平臺；其中一體化集成度是保證車體便攜高效的關鍵。為實現(xiàn)目標，項目從以下三個方面設計：（1）作業(yè)平臺式模塊化收納箱：按材料工器具清單分類收納光纜檢修所需大量工器具和耗材，避免遺漏。（2）按作業(yè)順序分層格子化定置，方便流水作業(yè)，提高工作效率和舒適度；（3）折疊作業(yè)平臺：提供穩(wěn)固、高矮合適的光纜熔纖、性能測試作業(yè)平臺；提供坐姿作業(yè)，舒適性優(yōu)于傳統(tǒng)站姿或蹲姿。車體結構由四層構成，結構原理如圖3所示。

一層折疊式熔纖模塊（集成作業(yè)平臺）：熔纖機（及附屬電池）、破纜工具（滾刀、爬山虎刀、美工刀等）、端面制作工具（米勒鉗、切刀）；二層圖紙、測試尾纖模塊（集成電源分配PDU）：各型號尾纖（FC-FC、FC-ST、FC-LC、FC-SC、 ST-ST等）及圖紙收納；三層參數(shù)檢測模塊：各參數(shù)型號測試工具及附件（光源、光功率計、光時域反射儀（OTDR）、紅光筆）收納；四層文明施工模塊：標簽機、吊牌、馬扎、手套、色帶、扎帶等文明施工材料收納。各層根據(jù)光纜施工工序按熔纖、測試、標簽標識定置收納所需工具設備，并集成于可調(diào)支撐結構的行走小車。

2.2 集中取電、光纜臨時固定附件設計

光纜施工長時間使用熔纖機、光源、光功率計、OTDR、標簽吊牌機均需取電，為避免現(xiàn)場雜亂接線方式及方便取電方便，小車設計PDU集中取電模塊，提高取電安全及文明施工水平，且方便操作。另一方面，設計“8”字型雙孔光纜固定扣，進一步釋放勞動力及提高取電效率，穩(wěn)固作業(yè)對象（光纜），提高工藝水平，方便操作。

3 性能測試

以某500kV變電站通信機房ODF光纖配線熔纖和室外龍門架OPGW光纜熔纖為試驗對象，對多功能光纜應急搶修小車性能測試。小車由1個施工人員、耗時18分鐘完成24芯ADSS光纜熔接和測試，單次作業(yè)節(jié)約人工1至2人，節(jié)約工時2.4小時，節(jié)約人工成本300至600元/天，施工省力性、舒適性較傳統(tǒng)方式均顯著提高，達到預期目的。與目前施工方式對比效果如表2所示。

4 結束語

輸變電工程及電力通信、信息、保護、自動化設備光纜日常運維存在大量光纜作業(yè)，目前方式應急響應速度慢、費時費力、成本大。新方法有效解決應急低效、室外施工困難，顯著節(jié)約人力，提高效率縮短工期，適用于熔纖、測試、對芯等光纜相關施工。經(jīng)過對比分析，創(chuàng)新成果在安全、經(jīng)濟、社會效益方面具有傳統(tǒng)方法無法比擬的優(yōu)勢，是一種值得推廣的綠色、文明施工新技術。

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