用于大高差输电线路工程的架空索道驱动装置研制

侯东红，翟飞，刘建锋，高永站

(河南送变电建设公司，郑州市 450051)

0 引言

丹巴—大杠500 kV同塔双回输电线路是大渡河流域梯级电站电力外送的重要通道，由河南送变电建设公司承建的Ⅱ标段位于四川省甘孜藏族自治州丹巴县、康定县境内，工程起于开绕村N75塔，经中扎河坝、孔泥坝沟和磨子沟至猴子岩水电站。线路从猴子岩水电站起，为避让大渡河左侧大熊猫栖息地自然保护区，线路在大渡河右岸沿S211省道走线，翻越照壁山至孔玉乡后沿大渡河右岸顺山势向南经巴射沟至巴射沟以西N142塔，线路长度为39.383 km，海拔为3 200～3 600 m，个别塔位高差达到1 700 m，材料运输极为困难［1-2］。

本次索道施工运输距离远、高差大，按照文献［3］的要求，最终确定采用多跨单索循环式索道运输，设计最大运输质量为1.5 t，最高运行速度为60 m/min。目前国内输电线路工程货运架空索道的现状是:索道工作索、支架、货车、地锚及牵引导向轮等部件均有成熟产品，但是缺乏设计成熟的驱动装置，而驱动装置是保证索道安全运行的关键机具［4-5］。因此本文研究了驱动装置，以期为今后输电线路工程施工架设临时性简易货运索道提供技术支撑［6-7］。

1 索道驱动设备结构形式及传动控制方式

1.1 设备结构形式

在分析现有汽车后桥式牵引机、张力架线牵引机结构优缺点基础上，将设备设计成分体式，通过简单组装便可开展施工。具体设计分为原动力模块、控制传动模块、动力输出模块3个部分。其中，原动力模块与控制传动模块之间通过皮带传递动力，发动机安装在倾斜平行导轨上，便于张紧V形皮带。控制模块与动力输出模块之间通过液压管路传递动力，液压管路的联接采用快速接头型式。动力输出部分采用绞磨磨辊形式，磨辊和减速机一体化设计，在一定程度上减轻了设备重量，设备结构如图1所示。

图1 设备结构Fig.1Device structure

1.2 传动和控制方式

为提高施工效率、适应不同的运重，液压传动系统采用三泵并联(1台主泵、2台辅助泵)、单马达输出的结构形式，如图2所示。系统根据不同的负载自动控制泵端口的压力阀，实现泵的开启和闭合。以中型驱动装置为例:当牵引力不超过15 kN时，主泵和2台辅助泵同时工作;当牵引力为15～22 kN时，主泵和辅助泵Ⅰ工作、辅助泵Ⅱ泄流;当牵引力超过22 kN时，主泵工作、2台辅助泵泄流。

图2 三泵并联Fig.2Principle diagram of paralleled three pumps

考虑到施工人员操作便利，设备工作状态改用单手柄进行控制，实现设备启动、停止、正向牵引、反向牵引等功能。索道运行速度通过调节发动机油门大小进行控制。

2 驱动设备的安全控制

2.1 制动控制

设备制动控制是保证索道运输安全的关键因素，因此，在减速器输入端设计了常闭式机械刹车，并在液压系统中设置了平衡安全阀。当设备操作手柄(压力切断阀)扳至中位时系统主油路切断，刹车油路压力降至0，刹车片在弹簧力的作用下自动闭合，抱死传动轴，设备制动。同时双向平衡安全阀自动切断马达进出端口油路，马达内部油液锁定，在马达内部形成保持停机前的系统压力。为防止油管破损或其他意外事故导致的系统压力瞬间损失，在马达进出口设计了集成阀块，将平衡阀插装在阀块内部。采用此双重自动制动控制模式达到了文献［3］的要求。

2.2 启动控制

索道在运行过程中，绳索和运重存在动能和惯性，因此索道在启动和停止过程中必须逐步改变绳索运行速度，避免发生绳索“颤动”现象。为此，操作手柄采用了三位四通Y型换向结构，并对原阀芯进行了倒角加工，如图3所示。当操作手柄换位时，系统流量逐步增加至最大，实现平稳过渡，避免了设备流量突然改变引起的冲击，导致牵引索颤动、支架倾翻。

图3 操作手柄结构Fig.3Operation handle structure

3 驱动设备主要技术参数及优点

驱动设备主要技术参数如表1所示。

表1 牵引设备技术参数Tab.1Technological parameters of traction equipment

驱动设备主要优点如下:

(1)施工场地需求小、现场搬运方便。在山区、林区等地形复杂的环境中，驱动装置采用分体式结构设计，可根据现场状况灵活布置，缩短施工的准备时间，减轻人员的工作强度。在确定动力输出模块的工作位置后，可选用不同长度的液压软管连接原动机模块与动力输出模块，使得驱动装置的2模块之间保持一定距离，操作人员能得到最佳的操作视野以及安全的操作位置，不用高速滑车即可满足文献［3］的要求。在需要转场施工时，将驱动装置拆解后即可由人力进行转移，简单快捷。

(2)工作平稳、传动性能好。驱动装置采用液压传动，液压油具有缓冲作用，可吸收载荷的冲击和振动，传递运动均匀、平稳，并可频繁启动。原动力模块和控制传动模块采用带传动方式，V形皮带传动简单、通用性强，并具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动，避免了发动机振动传递到控制系统，保证了系统平稳运行，也避免了发动机过载。

4 结语

本项目研究成果在500 kV丹巴—康定同塔双回输电线路新建工程Ⅱ标段中得到了应用，其优点获得了实际验证，解决了大高差线路工程货物运输的难题。我国“西电东送”工程已大范围展开，西部大规模、高等级电网工程正在加速建设，工程安全性不容忽视。新型液压索道驱动装置采用机械刹车片式制动器和液压平衡阀双制动器结构，当设备停机时能够自动制动，有效避免了索道运行飞车事故的发生，保证了电力施工货运索道的安全运行。

［1］国家电网公司基建部.国家电网公司输电线路工程货运架空索道运输标准化手册［M］.北京:中国电力出版社，2010.

［2］DL/T 372—2010输电线路张力架线用牵引机通用技术条件［S］.北京:中国电力出版社，2010.

［3］Q/GDW 418—2010输电线路工程货运架空索道运输施工工艺导则［S］.北京:中国电力出版社，2010.

［4］孙竹森，缪谦，江明.输电线路工程货运架空索道标准化施工方案［J］.电力建设，2011，32(3):117-120.

［5］张锦周.一种施工运输索道的设计［J］.广东输电与变电技术，2009，11(5):49-51，55.

［6］GB 540127—2007架空索道工程技术规范［S］.北京:中国计划出版社，2007.

［7］GB 12141—2008货运架空索道安全规范［S］.北京:中国标准出版社，2008.

(编辑:张磊)