郭 勇，熊凌彦，章自胜，智 李

（1.湖北省送变电工程公司，湖北 武汉 430063；2.三峡大学，湖北 宜昌 443002）

0 引言

湖北地理、气候复杂，电力设备地处野外、山区，容易遭受冰灾、龙卷风、泥石流、地质等自然灾害损坏[1-3]。目前电网抢修工作，由于无统一的标准和抢修工作方案，抢修的组织、物资、设备、后勤等工作的准备和实施随意性大，往往造成现场指挥不畅、组织不力、物资不能及时供应、工器具与现场实际不符、后勤保障无法满足前方要求等问题[2-4]。而电网的应急抢险救援装备在抢修工作中起着至关重要的作用，目前朝着集成化、智能化、专业化、模块化的方向发展，使救援人员在进行应急抢修工作时，方便、快捷取放工器具，用最短最快的时间处理所生的故障，保障救援抢险工作的高效、顺利进行[5-6]。

1 湖北地区地理气候特点

1.1 地理气候特点

湖北省地处长江中游，三面环山，中间环抱着江汉平原，形成了向南部敞开的不完整盆地。受亚热带气候季风影响，四季气候特征分明，降水、气温的日、月、年际变化幅度较大，可能发生暴雨、干旱、强对流等多种气象灾害，是全国气象灾害发生较为频繁的省份之一。当前，气象灾害已成为制约人类社会和经济可持续性发展的重要因素。由于湖北省内地质条件复杂、降雨丰沛、人类工程活动强烈等因素，造成地质灾害种类多、分布广、频率高、灾情重，也是我国地质灾害多发省份之一[7]。湖北电网位于华中电网的中心,在华中电网乃至全国联网中处于重要地位,既要为湖北省经济发展和人民生活提供电力保障,又担负着西电东送、南北互供、跨区跨省优化配置电力资源的重要任务。

1.2 典型气象灾害

“8.6”鄂西北暴雨灾害，2012年8月6日晚，十堰、襄樊地区遭受暴雨袭击，500 kV十樊一回线170号因山洪爆发造成倒塔跳闸，十堰公司三名职工驾车在前往现场抢修路途中遭遇山洪失踪。事件发生后，检修公司派出抢修队伍进行抢修，8月10日十樊一回线恢复送电。国网湖北省电力公司应急救援基干分队按照应急领导小组调遣，参与了三名失踪职工的搜救任务[8-9]。

2014年湖北冰灾，2014年2月5日至2月19日，湖北境内连续三轮大范围低温雨雪冰冻天气造成公司系统内部分电力设施不同程度覆冰及受损，其中，宜昌、恩施高海拔地区受灾严重，道路交通受雨雪影响，山高路险、道路覆冰造成抢修和物资供应车辆通行困难，给抗冰抢险救援工作增加了难度。期间，累计造成湖北电网8条500 kV线路19次跳闸；6条220 kV线路、12条110 kV线路、25条35 kV线路、18座35 kV变电站、635条10 kV线路、10 928条0.4 kV线路停运；17 928基杆塔受损，19 402处线路断线;10 704个配电台区、812 996个用户停电，占湖北公司用户总数的4.46%；最大损失负荷71.52×104kW，占湖北公司总负荷0.036 1%。

2 电网应急抢修装备配置研究

2.1 应急保障装备框架体系构建

近年来，自然灾害、突发公共事件等对生态环境、社会发展、人民生命财产造成极大破坏，国家应急体系建设地位日益凸显，构建和发展不断完善，国家应急能力稳步提高[10]。应急救援力量作为国家应急能力建设的重要组成部分，已逐渐成为维护国家经济建设成果和人民生命财产安全的重要方式。为保障应急救援工作的有序进行，有必要建立应急管理体系[11]，见图1。

2.2 装置配置总体方向

2.2.1 湖北电网应急救援设备存在的不足

应急救援基干分队成立后，国家电网公司系统内尚未建立一套行之有效的作业规范和手册用于指导应急救援杆分队应对各类突发事件的处置工作，而应急救援基干分队的部分任务领域涉及到专业救援等方面，系统内的各项工作标准不能适用于应急救援基干分队，使得在开展各项应急处置工作时，基本处于“无章可循、无据可依”的状态[12]。

目前救援抢险工具采取零散装车，多以货车、吊车等运输。无法达到作业的集成化、智能化、专业化，导致救援抢险工作无法高效开展[13-14]。

2.2.2 案例分析

2012年“8.6”鄂西北暴雨灾害，应急救援基干分队救援三名失踪职工。参加此次任务时，应急救援基干分队刚刚组建，并按照命令安排，调集人员和物质，但由于没有任何实战经验和工作标准，队伍在出动准备开始均出现一系列的问题。如在物质准备时仅凭想象准备器材和物质，到现场后由于没有携带照明灯具导致夜间搭设冲锋舟十分困难，携带的发电机功率过小，无法驱动充气泵给冲锋舟充气，后经多方协调，在附近农户取电才完成了冲锋舟的充气，但也严重耽误了工作计划安排。另外，现场后勤保障装备和物质没有准备，导致现场作业人员无休息场所，餐饮也无法满足需要，部分队员出现中暑现象，现场携带的海事卫星电话也由于无话机而根本无法使用。

2014年2月份湖北地区遭受低温雨雪冰冻天气袭击，湖北宜昌、恩施、咸宁等地区受灾严重，部分电网受损。公司在第一时间出动应急队伍进行保电和抢修，面对冰封的道路，参加500 kV蒲咸一、二回保电工作的车辆行进艰难，保电人员上山前往塔位的路途中，也由于山体表面全部是冰雪而无法前进，极大地影响了保电工作效率。2月13日，公司接国网湖北省电力公司通知，派出抢修队伍对恩施巴东县35 kV小场线进行抢修，由于公司主要从事的是220 kV及以上主网的建设，面对电压等级为35 kV的输电线路，施工工器具根本无法使用，只能向当地供电公司借用专业工具。

针对湖北电网目前救援抢险存在的不足，结合国内外经验，对电网应急抢修装备配置进行研究，来应对突发的自然灾害对电网带来的风险，研制救援抢修移动装备，使救援抢险工作朝着集成化、智能化、现代化发展[15]。

3 应急保障装备移动系统配置方案

该应急保障装备移动系统，具有厢体设计、厢体工艺、器材架设计、内饰和外饰、供配电系统、方舱升降机构设计。共包括两套方舱设计，分别为抢修工具方舱、应急装备方舱。

3.1 厢体设计

厢体采用钢骨架铝蒙皮，具备良好的机械性能保证结构不被破坏及损伤，当厢体结构为了保证厢体强度和刚度，厢体骨架采用空间框架结构，并起到承载厢体负荷的作用，具备一定的强度，并有一定的刚度及抗扭曲、抗变形、抗疲劳的特点。

在设计过程中，整车建模进行模态分析与受力计算，根据厢体内设备的布局位置与重量，实际路况上行驶的受力状况，使用仿真计算节点分析，对厢体的每一节点分析其最大受力状况和变形量，然后通过回归方程式分析厢体最大受力状态，集中荷载状态、最大变形状态等，最后通过工程优化理论完成厢体骨架设计图。

3.2 抢修工具方舱设计图

该线路抢修工器具移动自卸系统，具体设计包括：厢体设计、厢体工艺、器材架、内饰和外饰、供配电系统、方舱升降机构。厢体结构设计上，选择钢骨架铝蒙皮，厢体骨架是保证厢体强度和刚度而构成的空间框架结构，并起到承载厢体负荷的作用，同时还连接厢体蒙皮及附件，因此厢体骨架除了要有一定的强度外，还要有一定的刚度及抗扭曲、抗变形、抗疲劳的能力。方舱设计考虑了抢修时间，采用了翼开门设计；厢体的侧面布置图、左右布置图见图2和图3；舱内物品布置合理、紧凑、具有足够的抢修救援工具，舱内物品布置见图4。

图2 厢体侧面布置图Fig.2 Body side layout

图3 厢体前后面布置图Fig.3 Front and back of body layout

3.3 应急装备方舱设计图

该装备方舱的厢体侧面布置（见图2），外形尺寸和抢修工具方舱一样；厢体的左右布置图见图5；舱内物品布置见图6。

图4 抢修工具方舱舱内物品布置图Fig.4 Repair tool square cabin items arrangement

图5 厢体前后面布置图（厢体侧面布置图）Fig.5 Front and back of body layout

图6 应急装备方舱舱内物品布置图Fig.6 Emergency equipment application in items of plan

说明：1）方舱使用钢骨架、钢板蒙皮结构。2）舱内侧壁铺花纹铝板。3）舱内重型设备舱内铺花纹钢板，其余铺铝板，铝板上贴地板革。4）该升降支腿只能承载8 t，厢体、厢体内骨架及安装辅件等总质量约4 t，建议所装设备总质量不要超过4 t。

3.4 升降机构设计

升降机构由升降机构、连接座、底座及其附件构成(见图7)，可以方便地把方舱从装载车辆上卸下和装上，使得方舱摆脱了吊车或铲车配套使用的限制，在场地狭小，吊车、铲车无法开进的情况下，升降结构是一个必不可少的装卸工具，大大地提高了其机动性和适应性,并具备以下功能：1）手动升降；2）任意工作状态停止；3）在任意位置上可自锁工作。

图7 升降机构设计图Fig.7 Lifting mechanism design

4 结论

本文是在对湖北电网的安全运营情况进行调查和分析的基础上，总结了湖北地区自然灾害类型与特征，并在电网公司现有抢修和救援工具的基础上，结合实际情况，构建了应急救援框架体系，研制了应急救援装备和抢修装备，改善应对自然灾害救援的现状[16]。

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