廖邢軍,辜良雨,李 鐘,隴源杰,付衛(wèi)斌
(1.中國電力工程顧問集團西南電力設(shè)計院有限公司,四川 成都 610056;2.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司建設(shè)分公司,云南 昆明 650051)
為確保檢修作業(yè)中工作人員上下桿塔和在塔上移位過程中的人身安全,登高作業(yè)一般均要求采取防墜落保護措施。經(jīng)過十余年的創(chuàng)新和發(fā)展[1-4],形成了兩類應(yīng)用廣泛的永久性防墜落裝置:導(dǎo)軌式防墜落裝置和鋼絞線防墜落裝置,其中導(dǎo)軌式防墜落裝置材料主要采用鋼材或鋁合金,鋼絞線防墜落裝置材料主要采用不銹鋼鋼絞線?;谶\維和施工安全需要,目前新建輸電線路桿塔一般均要求安裝永久性的高空防墜落裝置。在特高壓工程中,一般采用塔身導(dǎo)軌式和橫擔鋼絞線組合的防墜落裝置。而在部分地區(qū),則采用全剛性導(dǎo)軌式結(jié)構(gòu),主要由導(dǎo)軌、自鎖器、連接器、連接件、安全繩等組成,其中剛性導(dǎo)軌為主要組件。鋁合金剛性導(dǎo)軌由于具有較好的抗腐蝕、磨損能力,在一些地區(qū)廣泛應(yīng)用[5-6]。雖然相關(guān)企標對防墜落組件的性能參數(shù)、外觀等有詳細的技術(shù)要求,但對防墜落導(dǎo)軌在桿塔上的布置要求并不完善,國家標準和行業(yè)標準也無明確規(guī)定,導(dǎo)致不同設(shè)計單位、廠家和運維單位的理解各不相同,從而影響防墜落裝置的投產(chǎn)使用效果。本文結(jié)合已建工程經(jīng)驗,針對常用500 kV輸電線路桿塔防墜落導(dǎo)軌的布置方案進行探討,以期為后續(xù)工程設(shè)計和安裝提供參考。
結(jié)合國家電網(wǎng)公司和云南電網(wǎng)公司的相關(guān)要求[5-6],防墜落導(dǎo)軌布置主要應(yīng)滿足以下要求:
1)防墜落裝置應(yīng)盡量安裝在桿塔輪廓以內(nèi),不能影響電氣間隙,如超出輪廓應(yīng)校核電氣間隙。
2)導(dǎo)軌布置位置原則上要求塔身導(dǎo)軌與腳釘腿布置一致,鐵塔橫擔上導(dǎo)軌布置應(yīng)科學(xué)合理,便于運行檢修使用。
3)桿塔作業(yè)防墜落裝置宜采用單側(cè)全程安裝(包括桿塔垂直部分、曲臂、左右橫擔及地線支架)。
據(jù)此原則,根據(jù)塔身腳釘布置情況,防墜落剛性導(dǎo)軌一般與腳釘布置一致,橫擔導(dǎo)軌與塔身導(dǎo)軌布置于桿塔同一側(cè),500kV常用塔型全剛性導(dǎo)軌布置方式如圖1~圖3所示。
1)單回路懸垂塔:常見的塔型有貓頭塔、酒杯塔和緊湊型塔,如圖1所示。一般瓶口以下腳釘設(shè)置在D腿,瓶口以上設(shè)置在A、D腿,塔身導(dǎo)軌布置與腳釘布置一致,由于左右曲臂距離較大,為運維方便,一般左右側(cè)均安裝導(dǎo)軌,且與橫擔上水平導(dǎo)軌通過轉(zhuǎn)向器連接形成一封閉體系。酒杯塔、貓頭塔、緊湊型塔曲臂處腳釘一般設(shè)置于外主材上,也可能設(shè)置于內(nèi)主材上,導(dǎo)軌布置應(yīng)與之一致。
圖1500 kV單回路懸垂塔全剛性防墜落導(dǎo)軌布置示意圖
2)單回路耐張塔:常見的塔型有酒杯塔、干字塔和緊湊型塔,如圖2所示?;陔姎忾g隙考慮,其中酒杯塔,一般右轉(zhuǎn)時,在瓶口以下腳釘設(shè)置在D腿,瓶口以上布置在A、D腿;左轉(zhuǎn)時,在瓶口以下腳釘設(shè)置在B腿,瓶口以上布置在B、C腿,塔身導(dǎo)軌布置與腳釘布置一致,橫擔上水平導(dǎo)軌通過轉(zhuǎn)向器連接形成一封閉體系,其布置方式與直線塔類似。干字型和緊湊型耐張塔:基于電氣間隙考慮,一般在下橫擔以下,腳釘設(shè)置于內(nèi)角側(cè)的D腿或B腿(右轉(zhuǎn)時設(shè)置于D腿,左轉(zhuǎn)時設(shè)置于B腿);下橫擔以上,腳釘設(shè)置于外角側(cè)A腿或C腿(右轉(zhuǎn)時設(shè)置于A腿,左轉(zhuǎn)時設(shè)置于C腿),塔身導(dǎo)軌布置與腳釘布置一致。
圖2500 kV單回路耐張塔全剛性防墜落導(dǎo)軌布置示意圖
3) 500 kV雙回路桿塔一般采用鼓型塔和羊角型塔,圖3為常用鼓型塔示意圖。腳釘一般從上至下均按對角線的B、D兩條腿設(shè)置,也有工程僅設(shè)置在一條塔腿上?;诮?jīng)濟性和實際使用情況考慮,塔身導(dǎo)軌一般單側(cè)布置在一條腿上,雙回路直線塔一般安裝在D腿;雙回路耐張塔考慮間隙要求,左轉(zhuǎn)時安裝在B腿,右轉(zhuǎn)時安裝在D腿。
鐵塔橫擔結(jié)構(gòu)主要呈水平狀或傾斜狀,一般不設(shè)置腳釘,但傾角較大的地線支架為便于攀爬也會在主材上設(shè)置腳釘,如酒杯塔地線支架,此時導(dǎo)軌布置應(yīng)與腳釘一致。
以往線路工程未安裝防墜落裝置運維時,一些運維人員習(xí)慣從橫擔內(nèi)側(cè)攀爬。當裝設(shè)剛性防墜落裝置后,由于橫擔導(dǎo)軌與塔身導(dǎo)軌連通、轉(zhuǎn)向的原因,橫擔導(dǎo)軌需裝于橫擔立面外側(cè),因此在橫擔上需沿外立面攀爬。為便于連接安全繩的自鎖器在導(dǎo)軌上順利通過,橫擔導(dǎo)軌一般平行于下平面主材安裝,且距下平面高度一般取為0.8~1.0 m。但對水平地線支架,傾斜地線支架、單回路直線塔塔窗等特殊部位還應(yīng)特殊處理。
圖3500 kV雙回路鼓型塔全剛性防墜落導(dǎo)軌布置示意圖
一般導(dǎo)線橫擔下平面水平、上平面傾斜,理論上沿下平面攀爬更加安全,導(dǎo)軌一般平行于下平面主材安裝。水平地線支架則相反,一般下平面傾斜、上平面水平,實際運維時沿上、下平面攀爬均有可能,應(yīng)根據(jù)運維意見進行導(dǎo)軌布置。
單回路酒杯塔、貓頭塔、緊湊型懸垂塔,雙回路羊角型塔的地線支架一般成傾斜狀,傾角多大于30°??紤]腳釘?shù)倪B續(xù)性和攀爬的方便性,在腳釘腿側(cè)的地線支架主材上設(shè)置腳釘或腳踏。一般情況下,500 kV貓頭塔、緊湊型懸垂塔地線支架高度較小,可不再設(shè)置導(dǎo)軌。酒杯塔和雙回路羊角型塔地線支架懸挑高度較大,宜在雙側(cè)地線支架上均布置防墜落導(dǎo)軌,且應(yīng)與腳釘布置一致。
值得注意的是,雙回路羊角型塔腳釘一般按對角線的B、D兩條腿設(shè)置,考慮腳釘?shù)倪B續(xù)性和攀爬的方便性,地線支架主材上腳釘也基本沿B、D腿設(shè)置,在地線支架處防墜落導(dǎo)軌布置應(yīng)考慮腳釘?shù)淖兿騿栴},可通過增設(shè)腳釘、改變腳釘安裝位置或調(diào)整導(dǎo)軌布置,避免出現(xiàn)導(dǎo)軌安裝位置與腳釘不一致的情況。
為運維方便,單回路貓頭塔、酒杯塔和緊湊型塔一般均要求在塔窗左右側(cè)曲臂均安裝導(dǎo)軌,為避免因從一側(cè)曲臂爬上而從另側(cè)曲臂爬下時自鎖器朝向發(fā)生變化導(dǎo)致自鎖功能失效的現(xiàn)象,應(yīng)在拐點處增設(shè)轉(zhuǎn)向器改變防墜器朝向。且在變坡處,應(yīng)將左右曲臂導(dǎo)軌連通,避免因防墜器通過問題導(dǎo)致爬塔人員繞塔窗原路返回而增加爬塔路徑長度,減少爬塔風(fēng)險,500 kV單回路懸垂塔塔窗導(dǎo)軌布置示意圖如圖4所示。
塔身導(dǎo)軌和橫擔導(dǎo)軌近似共面于豎直面上。500 kV單回路干字耐張塔和換位塔,一般會設(shè)置縱向跳線橫擔。由于縱向橫擔支架朝向垂直于塔身和橫擔導(dǎo)軌平面,在縱向橫擔上設(shè)置剛性導(dǎo)軌,在與橫擔導(dǎo)軌連接處構(gòu)造不易處理,且考慮縱向橫擔懸挑長度較短,一般不宜設(shè)置剛性導(dǎo)軌。
圖4500 kV單回路懸垂塔塔窗導(dǎo)軌布置示意圖
轉(zhuǎn)向器用于連接水平、垂直剛性導(dǎo)軌,可以改變自鎖器運動方向,圖5為工程上常用的一種轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向器主要用于橫擔、塔身導(dǎo)軌交叉處,塔窗導(dǎo)軌分流處,以及其他需要改變自鎖器朝向的部位。在導(dǎo)軌大角度彎折處,如貓頭塔、酒杯塔塔窗變坡處,一般可通過將導(dǎo)軌火曲處理轉(zhuǎn)向,不需設(shè)置轉(zhuǎn)向器。各類塔型的轉(zhuǎn)向器建議設(shè)置位置詳見圖1~圖3,數(shù)量見表1所列。
表1 常用桿塔類型推薦轉(zhuǎn)向器數(shù)量
圖5 一種轉(zhuǎn)向器示意圖
在一些特殊部位,導(dǎo)軌布置還需結(jié)合鐵塔結(jié)構(gòu)特點進行特殊處理,如:
1)對一些高跨塔,塔頭和部分塔身可能會設(shè)置護籠式爬梯,橫擔導(dǎo)軌布置應(yīng)注意與護籠式爬梯的相互影響問題,宜將護籠式爬梯裝于橫擔導(dǎo)軌對側(cè)塔身立面上,或?qū)M擔導(dǎo)軌彎曲安裝于爬梯主材外側(cè),避免出現(xiàn)爬梯主材與導(dǎo)軌距離較近,導(dǎo)致防墜器無法通過的問題,圖6為護籠式爬梯影響防墜器通過的工程實例。
圖6 爬梯護籠影響防墜器通過
2)一些工程因融冰需要,需將地線通過安裝在塔身主材的支柱絕緣子引下到腿部,此時,考慮融冰時間隙要求,引下線應(yīng)避開腳釘腿和塔身導(dǎo)軌,同時也應(yīng)盡量避免橫擔導(dǎo)軌與融冰引下線交叉,若有交叉,可通過加裝絕緣護套進行防護,以免影響運維攀爬和安全,如圖7所示。
圖7 融冰引下線與橫擔導(dǎo)軌交叉
3)個別塔型塔頭大節(jié)點板處,為方便攀爬設(shè)置了U型腳釘,防墜落導(dǎo)軌不宜安裝于U型腳釘內(nèi)側(cè),宜將導(dǎo)軌火曲安裝于腳釘外側(cè)或更換腳釘型式,以免影響防墜器順利通過,如圖8所示。同時,導(dǎo)軌布置時還需注意螺栓、節(jié)點對導(dǎo)軌和防墜器的影響,導(dǎo)軌與螺栓和節(jié)點應(yīng)保證一定的通過距離。
圖8 U型腳釘影響防墜器通過
近年來,隨著對本質(zhì)安全的日益重視,全剛性防墜落導(dǎo)軌在桿塔應(yīng)用越來越多,但目前相關(guān)標準對桿塔全剛性防墜落導(dǎo)軌的布置尚無明確規(guī)定,導(dǎo)致不同單位的認識和理解存在較大差異。針對這一問題,結(jié)合已建工程經(jīng)驗,對常規(guī)500 kV輸電桿塔的剛性導(dǎo)軌布置方案進行了探討和經(jīng)驗總結(jié),供后續(xù)相關(guān)工程參考??紤]到不同地區(qū)攀爬習(xí)慣可能存在差異,建議防墜落裝置在設(shè)計和安裝時征求相關(guān)運維人員意見。