周云童,徐銘蔚
(國網(wǎng)吉林省電力有限公司吉林供電公司,吉林吉林 132001)
目前,隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展,新建高壓線路進城持續(xù)增加,同時進行了大量原有城網(wǎng)的增容改造。傳統(tǒng)角鋼塔占地面積大、高壓電纜造價昂貴,而鋼管桿具備結構簡單、占地面積小、加工制造容易、施工方便等優(yōu)勢,因此越來越多的城網(wǎng)建設采用了鋼管桿。在增容改造過程中,許多輸電線路面臨遷改、T 接,桿塔編號也隨之改變,并且存在部分老舊標識牌缺失或不明確的情況,需要及時更換新的標識牌,從而導致標識牌安裝、更補工作量加大。
輸電線路設備、禁止標識牌是輸電線路中每一基桿塔的識別標識、提示標識,起到區(qū)別不同桿塔、提示禁止攀登等作用。運檢人員巡視線路、檢修作業(yè)都需要依據(jù)標識牌來確認設備的位置和操作對象。標識牌缺失或不明確,將給輸電線路的運檢工作帶來很大的安全風險。標識牌安裝、更補工作屬于高處作業(yè),常規(guī)工作地點距地面基準線2.5 m。相較于角鋼塔的標識牌安裝、更換工作,鋼管桿存在落腳點小、安裝位置受限、工作方法復雜等問題,操作費時、費力、效率低,并增加了作業(yè)的安全隱患。傳統(tǒng)鋼管桿標識牌安裝方式主要包括外側(cè)孔位安裝、鐵絲綁扎塔身、制作貼紙粘貼塔身等,但無論是哪種安裝方式,都未改變安全作業(yè)風險高、安裝復雜、效率低的弊端。采取貼紙粘貼、鐵絲綁扎塔身方式,還存在易受損、不符合目前國網(wǎng)設計規(guī)范等問題。
為有效解決目前鋼管桿安裝及更補標識牌工作中安全作業(yè)風險高、安裝復雜、效率低,以及標識牌易受損等問題,本文提出了鋼管桿標識牌加設夾持式支架的設計方案,安裝、更補標識牌工作時只需在地面組裝支架,并通過爬梯將支架固定到指定高度即可,有效克服了傳統(tǒng)標識牌安裝、更補工作方法中存在的弊端。
對吉林地區(qū)輸電線路鋼管桿進行調(diào)查研究,并查閱線上各地區(qū)鋼管桿資料,發(fā)現(xiàn)目前鋼管桿的標識牌安裝方式主要是通過桿身自帶的外側(cè)孔位以螺栓固定支架進行安裝(圖1a))。對于部分沒有預留外側(cè)孔位的鋼管桿,則通過貼紙粘貼塔身的方式進行標識牌安裝(圖1b))。制作貼紙粘貼塔身對安裝工藝有一定要求,同時由于標識牌長期暴露在野外,日曬雨淋,貼紙式標識牌容易褪色模糊,導致牌上的信息模糊不清,需要頻繁鏟除更換標識牌,增加了運維人員的工作量。
圖1 傳統(tǒng)鋼管桿標識牌安裝方式
針對鋼管桿標識牌組裝工作進行調(diào)查研究,標識牌安裝操作步驟并不復雜,但由于鋼管桿標識牌安裝過程中存在落腳點范圍小、安裝位置受限因素影響,導致安裝費時費力、效率低,同時也增加了作業(yè)安全風險。而借助梯子作為落腳點進行鋼管桿標識牌安裝,受限于安裝高度,又造成大量時間浪費在搬運、固定梯子等工作上。
上述兩種傳統(tǒng)鋼管桿標識牌安裝方式都受限于標識牌支架與塔身的固定方式,導致作業(yè)人員需要登桿塔至一定高度后探身進行安裝。作業(yè)人員需要站在爬梯位置,距安裝位置周長約0.5 m。對于耐張鋼管桿,尤其是涉及轉(zhuǎn)角的鋼管桿,其桿身直徑較大,距安裝位置周長可達1.5 m,更增加了安全作業(yè)風險(圖2、圖3)。
圖2 鋼管桿上作業(yè)環(huán)境
圖3 原因分析
2.2.1 桿號牌支架改進
將傳統(tǒng)的桿號牌支架更換為抽插式桿號牌支架。首先設計用于固定桿號牌的底座,在底座上留有供桿號牌插入的插槽,桿號牌可通過插槽方便地安裝和取下,如此就可以避免用螺母固定標識牌[1]。同時可以在抽插支架上方鉆孔并安裝防盜螺母卡住插槽,防止桿號牌出現(xiàn)人為因素造成的丟失。
抽插式桿號牌支架由可活動的上邊框、固定邊框、擋板、底部防積水邊框組成。其中上邊框采用防盜螺絲固定,可以實現(xiàn)以螺栓為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動功能。上邊框內(nèi)設有用于桿號牌抽插的凹槽,另一端通過可打開結構進行連接,實現(xiàn)桿號牌的抽出和放入(圖4)。
圖4 抽插式桿號牌支架
2.2.2 固定方式改進
為實現(xiàn)作業(yè)人員在爬梯處不用探身便可進行標識牌安裝,以減少安全隱患,設計選用磁吸式固定、夾持式固定兩種鋼管桿標識牌安裝方式。其中磁吸式固定通過磁吸鋼管桿表面進行固定,夾持式固定通過在爬梯進行固定。
磁吸式固定的磁鐵吸力實測為89~120 N,夾持式固定的螺栓剪切力實測為150~300 N,金屬標識牌重量為500 g,所受重力約50 N,因此采用磁鐵式、夾持式兩種方式均能固定標識牌,并保持穩(wěn)定。
但是磁吸式固定只能承受磁吸力范圍的垂直磁鐵的力,不能承受水平方向的力,因此風力會使磁鐵慢慢移位,最終導致其承受不住風力而脫落。而夾持式固定爬梯能夠承受5 kN 的力,風對螺栓剪切力幾乎沒有影響。
根據(jù)以上分析,決定采取夾持式標識牌支架作為最終設計方案(圖5)。夾持式標識牌架安裝原理是利用鋼管桿爬梯腳架進行固定安裝,在確保安裝后支架穩(wěn)定性的同時,能夠有效減少作業(yè)人員工作量。
圖5 夾持式支架整體結構
具體安裝及更換步驟為:①將夾持式標識牌支架固定在鋼管桿爬梯上;②將U 形螺栓穿過支架設置好的螺絲孔以及爬梯梯梁;③將螺絲擰入U 形螺栓,U 形螺栓的安裝位置應在爬梯兩側(cè),螺栓緊固處可加裝防松墊、彈簧墊確保緊固到位;④需要調(diào)整桿號牌時,可通過插槽方便地安裝和取下桿號牌,操作快捷。
本文設計的鋼管桿夾持式標識牌支架,只需在地面將桿號牌好,然后爬梯固定。安裝操作步驟簡單,降低了標識牌安裝作業(yè)的安全風險。后續(xù)需要更補桿號牌時,僅需抽插支架即可完成更換工作,而不需要拆卸原有支架。固定支架、更補桿號牌時,作業(yè)人員在爬梯位置即可完成全部操作,不再需要探身工作,降低了操作難度和安全風險,取得了良好的應用效果。
夾持式標識牌支架投入使用后,有效提高了輸電線路鋼管桿安裝及更補標識牌工作的效率,同時降低了操作過程中的安全隱患。標識牌作為桿塔的“身份證”,目前作用僅用于顯示線路名稱、桿號識別等信息,隨著電力物聯(lián)網(wǎng)的提出,未來可以通過科技手段、賦予標識牌更強大、更多樣的功能,例如結合液體涂料、微型太陽能電池板賦予其夜間顯示功能;通過與感應器、高清攝像結合,實現(xiàn)語音報警提示;制作每基桿塔專屬的二維碼,實現(xiàn)桿塔信息現(xiàn)場隨時查,后臺全掌握的功能。