天津送变电工程公司 天津市 300161
摘要：随着电网建设的迅猛发展，输电线路放线施工跨越障碍物情况越来越复杂。近年来输电线路建设者们大胆创新，研制了各具特色的跨越方式，总体上说以软封顶和无封顶为主，但都存在着较大的风险，在跨越非电力行业障碍物时，跨越申请难以得到批复，如电气化铁路、高速公路等。因此，研究一种快捷、安全、可靠的硬封顶跨越方式是输电线路建设者们亟待解决的问题。为此，我们研制绝缘折臂拱桥式对接跨越设备，对于输电线路放线施工过程中实现快捷、安全、可靠的跨越具有重大意义。同时也符合国家电网公司输电线路实行全过程机械施工的总体要求。
关键词：跨越方式；障碍物；硬封顶跨越设备；机械化施工
1. 研制绝缘折臂拱桥式对接跨越设备的必要性
目前，在输电线路施工中跨越点较多，跨越方式各不相同，跨越施工难度和危险性越来越大，跨越申请难以得到批复，即使得到批复其允许的施工时间也非常短，尤其是在跨越非电力行业的被跨越物，如：电气化铁路、高速公路等。给施工单位带来了巨大的施工难度、经济负担和工期压力。并且国家电网公司提出了输电线路工程全过程机械化施工的要求，现阶段基础施工、杆塔组立施工、放线施工已基本实现了机械化，唯独在障碍物的跨越施工上未实现机械化施工。所以研究一种更安全、更高效的跨越设备是十分必要的。
2. 绝缘折臂拱桥式对接跨越设备的研制思路
绝缘折臂拱桥式对接跨越设备是解决输电线路跨越的新方式，跨越设备分为三个型号规格：Ⅰ型主要是跨越110KV以下电力线路，普通铁路和一般等级公路；Ⅱ型主要是跨越电气化铁路、重要公路和高速公路以及220KV及以下的输电线路；Ⅲ型用于跨越超高压输电线路和特殊跨越，最终形成系列产品为输电线路建设服务。绝缘折臂拱桥式对接跨越设备设计成为三至五折臂全液压电气控制，折臂可以按不同跨越高度和跨越距离设计成多臂方式。各个臂可以独立调整起伏角度，可以完全收回、仰起、转向等功能。最上臂节顶端设有空中对接装置，两两钢性对接，机械自锁。在上折臂上平面设有若干个绝缘横梁辊道，间隔为2米，长度为6米。横梁辊道可以纵向完成2°～90°的转动和垂直方向0°～20°的起伏，对展放导线形成V字形保护。在被跨越物电力线路、铁路及公路等两侧（线路的正下方）各对称设置一台跨越设备，跨越设备的折臂伸出并与对端的跨越设备的对接器在空中实现对接，绝缘横梁辊道展开，由此形成硬封顶桥式拱架，对展放导线与被跨越物形成有效的隔离和保护，提高了跨越施工效率和安全可靠性。
图1绝缘折臂拱桥式对接跨越设备示意图
3. 绝缘折臂拱桥式对接跨越设备的设计
本文以Ⅱ型跨越设备为例，对绝缘折臂拱桥式对接跨越设备的结构及功能进行介绍，跨越设备的主要结构部件为臂架和底盘。考虑综合成本，跨越设备设计为非自行式，自带有动力系统、操作系统和对接监控系统，可以独立工作。
3.1底盘结构
底盘上安装有动力系统、操作系统、支腿及回转臂架支承。支腿设有滑桶装置，用于增加设备的工作宽度，提高设备的工作稳定性。支腿带有液压缸，可以实现横向和纵向伸缩，纵向伸缩行程为1600㎜。底盘在全缩状态下尺寸为9000㎜×3000㎜（长×宽），底盘在全伸状态下尺寸为9000㎜×5800㎜。
为了保证设备运输过程的安全，在底盘底部设置有6条支撑脚，并在底盘的末端设置有臂架支撑。
图2 底盘示意图
3.2臂架结构
臂架包括回转支座、臂节、变幅液压缸、高空视频监控系统、对接器、过往绳附着装置及旋转绝缘横梁辊道系统。
图3臂架示意图
臂节分为3段，臂节1全长8m；臂节2全长7.5m；臂节3全长6.4m；臂节1的变幅角度设计为0°～85°，臂节2的变幅角度设计为0°～166°，臂节3的变幅角度设计为0°～157°。
主臂对接器设计为带有导向孔和导向柱的机械式插接，并安装了液压锁紧夹爪和机械式或电磁式过往绳对接器。
图4主臂对接器示意图
旋转绝缘横梁辊道系统是跨越设备与导地线直接接触的部位，采用钢结构骨架，外层绝缘结构。该系统安装在臂节2、3上（最上端两节）。在非工作状态下可以合拢附着在臂节上，工作时通过液压系统实现旋转展开，旋转角度为2°～90°。横梁辊道垂直上仰0°～20°，工作状态为V字形网架结构，防止导地线或导引绳等滑出辊道，实现居中。横梁辊道与导地线或导引绳等发生摩擦时，可以滚动，消除摩擦力对横梁辊道、导地线或导引绳的破坏。
图5 横梁辊示意图
4. 绝缘折臂拱桥式对接跨越设备的使用方法
绝缘折臂拱桥式对接跨越设备的使用需按照以下几个步骤进行。
4.1 施工单位要对跨越位置进行现场勘察，测量跨越物的高度及宽度，选择跨越设备型号，确定跨越设备进场线路，对跨越设备的工作地点进行平整并硬化处理，根据跨越要求确定跨越设备位置。
4.2 使用运输车将跨越设备运送就位，在支腿位置用钢板或枕木铺垫，防止工作过程中支腿下沉。动力系统启动，将支腿横向和纵向伸展，当跨越设备与运输车箱体脱离后，确定跨越设备平稳，运输车撤场，调整支腿高度。
图6 设备就位示意图
4.3 分别将跨越物两侧跨越设备的臂节1、臂节2、臂节3依次展开，将主臂对接器调整至水平状态，通过高空视频监控系统确认主臂对接器和过往绳对接器对接良好。
图8 跨越设备工作状态示意图
4.5放紧线施工结束后，跨越设备的撤场是进场的逆过程，打开主臂对接器，依次收回旋转绝缘横梁辊道系统、臂节，支腿纵向伸展，当支撑脚高于运输车箱体高度时，运输车倒入跨越设备正下方，收回支腿，运送出场地。
5.跨越方式对比
下面以现阶段使用较多的防护横梁跨越施工、金属跨越架封网施工与跨越车施工进行对比，详见下表。
式简述通过两台跨越设备实现被跨越物上方的钢性保护。确保被保护跨越物始终处于钢性保护状态，实现被跨越物的安全可靠运行。在跨越物两侧各设置两台吊车，利用两台吊车的吊钩抬吊10m长横梁，用于支撑导引绳和导地线。在跨越物两侧30米处，横线路方向各浇筑4基小基础，组立4根金属立柱支撑封网滑道绳，通过封网保护跨越物。
通过以上对比可以看出，绝缘折臂拱桥式对接跨越设备施工在安全性能、施工周期、难易程度、综合成本等方面都具有一定的优越性，在今后的跨越施工中，该跨越设备必将发挥其高效、快捷、安全的作用，为输电线路施工实现机械化跨越提供保障。
6.结束语
绝缘折臂拱桥式对接跨越设备的研发使用，提高了施工安全性，降低了施工成本，缩短了输电线路工程跨越施工周期，实现了输电线路工程跨越的机械化，在国家电网公司提出的输电线路工程全过程机械化施工中必将发挥巨大的作用。同时也满足了中国铁路集团公司杜绝软跨越实现硬跨越要求，便于输电线路工程跨越电气化铁路施工。绝缘折臂拱桥式对接跨越设备具有一定的推广应用价值。
作者简介
杜春阳（1983—），男，大学本科，工程师，毕业于天津城市建设学院，主要从事输电线路施工管理与机具研发。
毕建全（1961—），男，大学本科，高级工程师，毕业于华北电力大学，主要从事输电专业机具设备研究与管理。
王似松（1983—），男，大学本科，工程师，毕业于华北电力大学，主要从事输电专业机具设备研究与管理。
论文作者:杜春阳,毕建全,王似松
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/12
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