组合式液压控制电缆放线架的研制

2018-05-31黄澄

机电信息 2018年15期

黄澄

（中国南方电网广东省输变电工程有限公司，广东广州510060）

0 引言

近年来，高压电缆作为城市供电的有效手段，极大地解决了城市环境与输电线路的融合问题。同时，根据国家“十三五”规划及南方电网公司加快投资建设速度的要求，高压电缆的应用范围将日趋扩大，相关工程业务量必将不断增长。

但是高压电缆在放线施工过程中，存在着电缆盘重量大、放线盘轮毂转动不灵活和制动困难等施工难题。而目前高压电缆放线架普遍采用放线立架、中心轴承和液压千斤顶现场组装的方式，并不能有效解决以上提及的施工难题。因此，亟需研制一套具备液压动力、张力及制动功能的自动化控制高压电缆放线架。

1 研究思路

结合工程实际应用，从安全稳定、装卸灵活、放线高效、制动可靠四个方面的性能要求进行研究。设计开发的组合式液压控制电缆放线架包括机械支撑和液压控制两部分，其中机械支撑部分为一套可以承载大吨位电缆盘工作的组合式支架，液压控制部分为一套驱动控制电缆盘工作的动力系统。

2 组合式液压控制电缆放线架介绍

2.1 机械支撑部分

组合式支架结构如图1所示，包括三角支架、侧立支架、连接方钢、顶升方钢、驱动马达、减速机、电缆盘轴、限位连板和顶升油缸等部件。其中三角支架的最大顶升及支撑重量达30 t，并可在最小高度1 800 mm、最大高度2 400 mm和中间高度2 100 mm处定位，即适用于大、中、小三种规格的电缆盘。顶升油缸工作作用于顶升方钢做升降运动，而两组顶升方钢带动电缆盘轴的两端同步升降，升降过程中保持平稳。驱动马达通过油管连接控制系统，实现驱动电缆盘轴正反转以及制动的功能，而减速机的设置可增加电缆盘轴转动的稳定性。

图1 机械支撑部分结构图

2.2 液压控制部分

该部分主要由泵站、液压马达、减速机及刹车、液压控制阀及液压胶管组成。液压泵站由电动机驱动，为系统提供动力油，分为油缸工作系统和马达工作系统；由于顶升油缸和卷线马达不需要同时工作，所以两套系统可共享一个泵站。动力控制系统的液压原理如图2所示。

图2 液压控制部分原理图

在油缸工作状态时，将泵站引出的压力油胶管与油缸的快速接头进行连接，扳动泵站的油缸换向阀手柄，便可将液压油输入油缸，实现顶升和下降功能。

在马达工作状态时，将泵站引出的压力油胶管与卷线马达连接，扳动泵站的马达换向阀手柄，便可控制其正反转，实现线盘收线和送线的功能。在制动时，将泵站引出的压力油胶管与卷线马达连接，扳动泵站的马达换向阀手柄和张力阀手柄，便可提供一定的张力，实现线盘制动的功能。

3 组合式液压控制电缆放线架创新点

（1）新型放线架采用液压泵站驱动液压油缸自动顶升电缆盘的方式，油缸为双作用缸，且自带锁阀，能实现起升和下降过程精确控制及定位；

（2）新型放线架可以实现电缆盘的自动正、反转动，以及速度的无极调节；

（3）新型放线架可以为电缆盘提供被动张力，且张力大小可以无极调节，实现可靠制动；

（4）新型放线架的机械结构采用方钢制作的三角支架，并且两组三角支架之间通过方钢连接，确保承重结构安全稳定；

（5）新型放线架利用液压动力系统实现电缆的自动回收，有效解决了应急抢修时人工回收效率低的问题。

4 工程应用实例

新型放线架已成功应用在电缆沟、管道和隧道等环境的工程中，解决了传统高压电缆放线架所存在的施工方法落后和安全风险高等问题。

深圳某220 kV高压电缆隧道工程，新建两回长度450 m的高压电缆线路，其中有一段倾角36.833°、总长度达376 m的斜坡，电缆受自重的作用可产生最高达到47 kN的前进动力，采用新型放线架后可利用张力和制动功能辅助电缆盘安全稳定地转动，同时在全过程中利用智能控制系统实时调节速度。

湛江某220 kV高压电缆工程，新建两回长度10.1 km的高压电缆线路，其施工特点主要有：一是该线路横跨中心城区，距离长，施工组织困难；二是该线路的埋管和顶管部分占了八成，施工时需不断停顿调整进管口的角度以及管内敷设速度；三是需要检查管内电缆状况时无法回抽。应用新型放线架后充分发挥了三大功能：（1）主体结构装卸灵活，突破了环境的限制；（2）无极调节速度以及制动停止，可解决进入电缆管时调整速度的困难；（3）反向驱动电缆盘，可解决电缆进入管道后需回抽检查的困难。