跨越架线辅助装置在配网放线施工中的运用探讨
时间：2023-03-10 21:50:04 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
国网四川省电力公司成都供电公司 杜仁杰
配网工程建设或维护作业中，经常需要对绝缘导线、架空裸导线等进行安装或更换。在此过程中，如果跨越其他已有线路或在建线路，为了确保施工安全，通常用竹竿在现场架设跨越架。但缺点是占地面积大、拆装时间长、作业成本高[1]。为了降低成本，若搭设不符合标准的简易支架，容易诱发安全事故。因此，研究跨越架线辅助装置，将其应用在配网放线施工中，成为电力企业和从业人员的关注重点。
1.1 跨越架跨越法
1.1.1 脚手架式
常用跨越架是由竹竿、木材、钢管脚手架等组成，是应用较广泛的跨越架线方法。根据架空线的不同布局，跨越架可分为以下几种：一是单排单侧，在需要跨越的物体一侧搭设跨越架，适用于电压等级低于380V的弱电线路中。二是单排双侧，在需要跨越的物体两侧搭设跨越架，并对架顶封顶处理，适用于普通公路、低压线路、通讯电站的线路中。三是双侧双排，适用于高压线路、铁路、主干道、重要通讯线路中，重点是立体部分的搭设。四是双侧多排，在需要跨越的物体两侧搭设多个跨度的跨越架。跨越架的使用，金属作为导体，自重作为支撑，封顶绝缘网作为保护装置。工程实践方面，国家电网公司已研发出可在≤500kV的线路中使用的非停电跨越架，以及在≤220kV、宽度≤26m的线路中使用的多功能带电跨架[2]。
1.1.2 站立抱杆式
站立抱杆式跨越架，是在被跨越物两侧支立站立抱杆，然后在抱杆之间搭设悬索，最后进行封网，完成放线施工。相比于脚手架式，站立抱杆式的搭设更加便捷，具有较高的通用性和经济性[3]。施工关键在于架体需要拉线固定，对地形有一定要求，随着搭设高度增加，还存在倾倒危险，因此要做好固定工作。
1.1.3 拉线式
拉线式跨越架的结构组成如图1所示。在放线施工中应用，工作高度最大为22m，跨越宽度最大为17.5m。其中，主桁架采用桁架式结构，主要承受轴力，保证整体结构的受力稳定性。各部件组装完成后，利用下液压柱将主桁架顶升至垂直状态，利用上液压柱将臂架展开至水平状态，即可搭设拉线。最后在跨越架之间展放引导绳、搭设封网，就能进行放线施工。
1.2 索道跨越法
1.2.1 利用两端铁塔跨越
索道跨越是利用架桥两侧的铁塔，构成绝缘索道，其中铁塔作为承载架，绳索承担跨越索道的力量，完成附件安装、挂线平衡等作业。该方法适用于≤500kV的线路，优点是：对地形条件的影响小，尤其适用于不宜搭设跨越架的地区；
绝缘网宽度可控，能提高跨越施工安全性；
方便运输施工材料。缺点是：跨越距离不宜过大，承力索的成本较高，防护装置的冲击性能有待提升。近年来，得益于新材料、新技术的出现，迪尼玛绳的抗拉性能、绝缘性能提高，促使索道的跨距进一步增大，加快了索道跨越技术方案的发展[4]。
图1 拉线式跨越架的结构示意图
1.2.2 利用地形封网跨越
在特殊地形条件中，例如新建线路位于山顶或山坡，而被跨越物位于山谷，此时可在山谷间架设承载索和封顶网，在被跨越物两侧地形上选择承载索的锚固点，锚固点和承载索相连，并在承载索之间封网。该方法的优点是：充分利用地形，可减少材料运输量，节省安装成本，缩短施工周期[5]。施工关键在于地锚承受主要荷载，应合理选择地锚的位置，既要满足抗拉强度要求，又要预留出封网作业场地。
1.3 液压装配式跨越法
该跨越装置是由基础套架、标准节、爬爪、活动推板、液压缸等组成，利用双油路进行调速，精确控制标准节的顶升速度。配合限速锁、双向液压锁，可保证作业安全，不会出现停电事故。相比于跨越架或索道，该装置的优点包括：一是使用高强度钢材，加工后形成装配式架体，不仅架体的自重减轻，而且稳定性增强。二是配置专用的搬运和就位设备，具有较强的野外运输能力，可提高施工效率、降低成本。三是该装置和地面接触，利用液压系统顶升，空中作业时间缩短，能进一步保证人员安全。
2.1 组成结构
该跨越架线风险控制装置，是由人字形支撑架、多向滚轴、支撑脚等组成，结构如图2所示。现场施工时，两人就能完成安装或拆除，耗时15min左右。具体来看：一是第二梯子和顶端及第一梯子连接，连接后可以转动。二是在第一梯子的顶端设置多向滚轴，拉线时滚轴转动，既能节省力气，又能减小摩擦、避免卡阻。三是两个梯子的底端，均使用抓地器。四是两个梯子靠近地面的部位，使用连接绳连接，控制梯子张开角度，提高稳定性。五是侧支撑杆为可折叠的人字形，起到稳定支撑的效果。六是两个梯子的脚可以设置为伸缩脚，以便应对不同地形，提高实用性。
图2 跨越架线风险控制装置的结构示意图
2.2 应用原理
以多向滚轴、伸缩腿、侧支撑杆为例，介绍该装置的应用原理如下：
第一，多向滚轴。在水平、竖直方向上，均安装了滚轴，导线被滚轴包裹，一方面在收线、放线时能减小摩擦，不易出现卡阻、跑线等情况；
另一方面活动灵活，不会对导线表面造成损伤，满足现场施工要求。
第二，伸缩腿。梯子的支撑脚使用伸缩腿，长度可以独立调节，面对凹凸不平的地面，通过调整某个伸缩腿的长度，即可达到稳固效果。另外，支撑脚设置了抓地器，和地面的接触面积增大，摩擦力增大，可提高防倾覆能力，防止承重结构发生倒塌。
第三，侧支撑杆。侧支撑杆的材质是铝合金+绝缘材料，既能达到绝缘效果，又能减轻自重，方便在施工现场搬运。侧支撑杆采用人字形，打开后能提高结构的稳定性，不用时可以折叠，搬运和存放较为灵活。另外，爬梯能方便技术人员开展简单的高空作业。
2.3 使用步骤
在配网放线施工中，该辅助装置的使用步骤如下：
第一步，搬运。对装置搬运时，支撑腿处于合拢状态，伸缩杆进入支撑杆内，从而减小支架长度和体积，方便携带和运输。
第二步，准备。将装置放在目标施工部位，打开支撑腿，调整合适角度；
然后固定基座，调整伸缩杆确保装置的平整度，将偏差控制在允许范围内。
第三步，放线。放线时，使用绝缘操作棒和钩头，勾住滑车结构的拉环；
然后轻轻下拉，打开闭锁结构；
最后用钩头将导线举起来，放置在滚轴内，将闭锁结构关闭。
第四步，拉线。调整绝缘滑车的高度，位置要高于跨越线路。使用吊物绳拉高导线，从被跨越的物体上方穿过，重复以上步骤，直至放线作业完成。值得注意的是，如果被跨越线路只有一组垂直排列线，支架可以靠近一些，此时只需要一个支架，就能完成放线目标。
2.4 作业优点
和现场搭设跨越架相比，该辅助装置的优点包括：一是各个构件是提前预制的，在施工现场简单拼装即可，不仅质量轻、成本低，而且安全可靠，使用范围较广泛。二是在传统跨越架的基础上，增加了一些新功能，例如多向滚轴的使用，可对跨越线路、施工线路进行隔离开，避免线路卡阻，减小摩擦力。三是伸缩腿的使用，能解决施工现场地面不平的问题，保证跨越架结构的稳定性，更好地适应不同地形条件。四是抓地器的使用，可增加和地面的接触面积，提高防滑倒、防倒塌、防倾覆性能，保证作业人员的安全。
2.5 安全措施
该辅助装置现场使用时，安全措施总结如下：一是结合地形地貌特点、架线施工方法，合理设计跨越架施工方案，满足因地制宜的原则。二是跨越方式应简单易行、安全可靠，且经济成本适宜。三是在保证安全的前提下，跨越架应满足施工强度要求。四是跨越架各个构件安装后，保证牢固性、位置准确，跨越架中心线和封顶网的中心线重合。五是跨越不停电的线路时，对跨越架进行加固，并且使用绝缘材料封顶。六是封顶装置位于重要跨越物上方时，不能有松动或脱落的构件。七是需要跨越高速公路、超高压线路时，尽量缩短导线的牵引段，加快施工效率。八是在风力作用下，被跨越线路会产生风偏，此时架面和线路之间要保持安全距离，见表1。九是跨越架在搭设、拆除时，均要有安全指导员在现场指挥。十是跨越架搭设完成，由专业人员进行验收，合格后悬挂醒目标志。发生气象灾害、地质灾害后，对跨越架进行检查，不合格及时采用加固措施或拆除。
表1 跨越架对电力线路的最小安全距离（单位：m）
钢管跨越架搭设和拆除均属于高空作业，作业时应采用防坠落保护措施，如图3所示。其中，连接手柄是主体，设置了弧形固定卡扣、弧形锁止卡扣、二次保护模块。在φ48～φ51mm常用钢管上，设计相应的锁孔、弧形卡扣、保护机构，促使该装置紧扣在跨越架的立杆上，手柄后环和作业人员的保护绳连接。
图3 高空作业保护装置的结构示意图
该辅助装置的使用，在装置和保护绳的重力作用下，会有一定倾斜角度，此时防滑纹产生摩擦力，保护弹簧产生反弹力，二次保护模块产生支撑力，促使装置和钢管立杆紧扣在一起。人员作业时，会导致钢管产生小振动，在三重作用力的保护下，能防止装置下滑，避免发生“低挂高用”情况。一旦发生坠落意外，在三重作用力的保护下，可产生缓冲、限位效果，在一定下坠距离内锁死装置，从而保障人员生命安全。
使用跨越架进行跨越放线时，在多种因素的干扰下，跨越架存在倒塌风险，原因主要有：一是架体本身搭设不规范，不满足稳定性要求。二是受到环境条件干扰，例如坡度过大、软土地基，因受力不均匀引起倒塌。三是极端天气影响，如暴雨、大风、大雪、连续阴雨天气，造成地面松软沉降使架体倒塌。
跨越架倒塌报警装置，将对讲系统、模块系统相结合，利用脉冲载波信号，设置重锤触碰开关电路、时间设定电路、语言录制播放电路等。工作原理是：重锤、接触圈等机械装置检测架体运行状态，当架体在垂直方向上产生偏移，此时重锤和线圈接通，将电信号传输至继电器，控制电路运行。继电器接通语音电路、对讲机电路，通过耳机孔输入声音信号，此时作业人员就能接收到报警信息，及时排查隐患。该辅助装置的使用，本身体积小、方便携带，能准确采集跨越架的不安全信息，提高放线施工安全性。
5.1 实例一：线路修理工程
某10kV线路在修理工程中，发现1#～15#杆塔的导线发生破损，需要进行修复或更换。现场勘查表明，放线作业存在多个跨越架线的情况。为了验证跨越架线辅助装置的使用效果，选取1#～2#杆塔进行导线展放；
同时选取2#～3#杆塔作为对照，采用传统跨越架进行导线展放，对比结果见表2。分析可知，跨越架线辅助装置的施工效果优于传统跨越架，不仅节省人力，而且作业时间缩短，能保护导线不受损伤。
5.2 实例二：导线更换工程
在跨越架线辅助装置的基础上，经技术改造形成导线防磨损越线架，组成构件包括支架主杆、连接件、支撑腿、基座、滑车等。使用方法如下：第一步，测量被跨越物体的高度，将导线提升至这一高度，对越线架的水平度进行校正。第二步，如果位于软土路面，应打入固定地针，提高支架的防风性。第三步，控制操作杆，将闭锁结构打开，把牵引绳置于支架两侧，促使导线滑过滑车。第四步，控制操作杆，将闭锁结构闭合，导线完成跨越，再将闭锁拉环打开。
某10kV线路需对架空导线进行更换，现场调查发现要经过3处高度4.5m的低压导线。为保证施工安全，应用导线防磨损越线架完成放线作业，以低压导线的高度为准，对越线架进行搭设；
然后牵引导线控制低压导线，确保导线在绝缘车上滑动，最终安全顺利完成导线展放工作。
表2 不同跨越架线方法的效果比较
综上所述，配网建设或维修作业中，需要安装或更换架空线路，如果作业中跨越已有线路时，可应用跨越架线辅助装置。本次研究以跨越架线风险控制装置、高空作业保护装置、跨越架倒塌报警装置为例，阐述了这些辅助装置的应用原理和使用情况，实例证实：跨越架线辅助装置的应用，能节省人力、提高效率，保护导线不受损伤，可在类似工程中推广应用。
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