- 頭條帶電更換直線砼桿下（中）節的施工方法2020-09-14 作者：肖春偉、朱玉偉 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語本文主要針對輸電線路砼桿長期運行，由于受到不平衡張力及自然條件下長期風化作用，使得部分桿段出現老化裂紋現象，如果不能及時處理，會嚴重影響輸電線路安全運行。所以本文提出采用“帶電更換砼桿下（中）節”的施工方法，并對帶電更換砼桿下（中）節的可行性及采用的設備及工具進行分析計算，以提高帶電更換砼桿下（中）節作業的安全性。 此作業方法可以實現及時更換砼桿受損的部分，提高了設備可用率，避免了輸電線路長時間停電造成的損失，其產生的經濟效益和社會效益是重大的。
1 引言
在運行中為何不會輸電線路砼桿由于構造簡單、消耗鋼材少、經濟指標低等優點，被廣泛應用于輸電線路上。輸電線路長期運行受各種不平衡力作用以及制造過程中存在的質量問題，使其在自然條件下長期風化，發生混凝土剝落、露筋、裂紋等現象。
其抗拉抗壓強度已不能滿足線路正常運行要求，嚴重影響了輸電線路安全運行。如果要停電更換砼桿將造成巨大損失，所以必須探討采用帶電的方法更換直線砼桿下（中）節。
2 帶電更換直線砼桿下節可行性分析
2.1 以220kV線路常用的（φ400×6000mm）×4呼稱高21.5m砼桿結構為例：
桿段組合為（φ400×6000mm）×4共計24米、呼稱高21.5m、導拉對地夾角α＝60°、導線采用2×LGJ－185、地線采用GJ－50、垂直檔距400米、絕緣子串長度為146mm×13片、絕緣子串重量3×13×6.7kg、桿段總重量為8063kg。
2.2 安全的進行帶電作業必須滿足三個技術條件
2.2.1220kV輸電線路人體與帶電體應保持1.8米以上的距離。
更換砼桿下（中）節時作業人員一直處于低于導線下方位置作業，作業人員工作中需要在高出下（中）節2米位置安裝防異常包箍及專用活動包箍，工作位置距離帶電體最小距離為5.6米。滿足人體與帶電體保持1.8米以上安全距離。
2.2.2人體局部場強不超過人體感知水平2.4kV/cm。
常用的屏蔽服通常有40dB和60dB兩種，
通過公式S.E＝20㏒E1/E2
S.E——屏蔽效率（單位dB）
E1——無屏蔽狀態場強（單位kV）
E2——屏蔽服內場強（單位kV）
經計算后可知當在40dB和60dB兩種屏蔽服外加220kV的電場時其屏蔽服內電場分別為2.2kV/cm和0.22kV/cm都小于人體感知水平所以能滿足本次帶電作業需要。
2.2.3作業過程中流經人體的電流不大于1mA。
各部分連接良好，屏蔽服衣褲最遠端之間電阻不大于20Ω
根據分流公式Ir＝I R1/(R1+R2)
Ir —— 流過人體電流（單位mA）
I —— 總電流（單位mA）
R1 —— 人體電阻（單位Ω）
R2 —— 屏蔽服電阻（單位Ω）
人體電阻一般為1000左右，由于作業人員處在地電位作業，所以計算后通過人體的電流為μA級滿足帶電作業技術要求
3 主要工具選擇及強度效驗
3.1 抱桿及承力工具的選擇
根據公式G＝g1 A Lv
G —— 垂直載荷（單位N）
g1 —— 自重比載（單位N/m㎡）
A —— 導線計算截面（單位m㎡）
Lv —— 垂直檔距（單位m）
經計算后起吊總重量為5257kg根據受力情況，選擇采用400×400mm鋁合金抱桿，單根長度9.5米，兩根抱桿根開4米。承力工具許用應力選擇大于5257㎏,我們選用兩個6T倒鏈同時進行起吊。
4 施工方案
適用帶電更換220kV直線∏型桿下段（包括八字門型桿中、下段更換），作業方法采用地電位作業法，應根據工作要求停用進行作業線路自動重合閘裝置，人員組合方面本項工作工作人員共計20人，其中工作負責人1人（監護人），電工12人，氣焊工1人，輔助工6人。
開始工作前工作負責人應按規定辦理線路帶電作業工作票，向調度履行許可手續，檢查工器具是否完好齊全，明確作業分工以及安全注意事項。
作業現場將人字抱桿按順線路方向布置在被更換電桿的兩側，利用原桿起立人字抱桿，固定好抱桿根部絆腳；在焊口上方打好兩根橫線路方向臨時拉線，用雙鉤拉緊使拉線受力平衡，并能調節拉線長度。組裝抱桿頭專用抱箍及導鏈，專用抱箍套在被更換電桿上段，二者同心。
在被更換桿適當位置（桿段2/3高度）綁好吊點繩，在專用活動抱箍上方裝一付防異常抱箍固定在桿身上，調松永久拉線下把U型螺絲，放松約80mm（若U型螺絲已經到頭無法繼續放松，可加U型環調整，更換完后再去掉U型環），挖開桿根露出底盤，并在不更換桿的桿根外側挖深約0.8米左右，用導鏈吊緊被更換桿上段，將被更換的整根電桿向上吊離底盤50mm左右。
砼桿吊起后在專用抱箍與普通抱箍之間墊上方木，防止起吊過程中導鏈失控下滑，砼桿吊起后穩定一段時間（約5分鐘），檢查各部件受力情況用吊車輕微收緊被換桿吊點鋼絲繩，進行高空切割焊口。焊工及操作人員站在設立的梯子上切割焊口。
待焊口完全切斷后，用吊車將被更換的桿段吊離桿坑。用吊車將新換的下段吊于上段下方，通過新換桿段上部的控制繩調整新換桿段方位，調直整根電桿，調好焊縫，進行正式焊接，焊縫冷卻后，對焊口進行防腐處理，拆掉專用抱箍上方木塊，然后將電桿慢慢落人底盤，拆除抱桿及抱桿拉線，恢復原狀，夯實桿根基礎工作結束。
圖1 更換砼桿下節全景圖
圖2 更換砼桿下節局部圖
5 施工過程中技術措施
5.1 由于砼桿制造的誤差
不同批次生產的砼桿長度可能相差50mm，因此應提前測量被換桿下段長度，再選擇合適的新砼桿。若新桿較長，可修割焊口調整。若新桿較短，需在桿下加墊永久的圓墊塊鋼板，或重新調整底盤高度。控制更換前后實際誤差在15mm以內。
5.2 起吊過程
起吊過程中注意觀察桿身始終保持垂直，發現傾斜現象及時調整。
5.3 切割焊口
切割焊口時，應在焊口兩端纏上吸水性較強的棉紗或海綿撤上涼水降溫，防止溫度過高炸裂砼桿。新焊口焊接使用電焊焊接。
5.4 桿段吊起
做好各項準備工作，盡量縮短桿段吊起時間，尤其是切割完至焊接完的時間。抱桿腳必須用兩根鋼絲繩連接以防抱桿順線路方向滑沉，鋼絲繩不能妨礙桿根處立桿操作。
6 結論
通過直線砼桿帶電更換作業，證明運用這種方法帶電更換直線砼桿下（中）段，具有不影響系統的正常運行，不需倒閘操作，不需改變運行方式等特點，因此不會造成用戶停電，可以多供電，提高經濟效益和社會效益。但是在實際作業現場進行直線砼桿帶電更換作業時，工序復雜，必須制定嚴密的安全措施及監護制度。此作業方法只適用于對供電可靠性較高的重要線路，不提倡大面積推廣應用。
（本文選編自《電氣技術》，作者為肖春偉、朱玉偉。）
