10kV配网不停电作业旁路柔性电缆架空敷设装置的优化设计

王志军 罗健斌 陈韬 梁国开

摘 要：随着城市配网的迅速发展，10kV配网不停电作业是提高供电可靠性的重要途径，开展不停电作业是社会进步和经济发展的必然要求。在进行旁路作业时，采用柔性电缆架空敷设，可以极大程度的降低作业设备对城市交通的影响。在开展配网不停电作业的同时，必须以保证设备及作业人员的安全为前提，进而通过技术创新手段提高作业检修效率和降低作业劳动强度。本文基于以上考虑，设计了一套旁路柔性电缆架空敷设装置，本装置的设计和研发可以促进不停电作业的高效开展，进一步提升不停电作业的安全性和可靠性。

关键词：不停电作业；旁路柔性电缆；履带车底盘；自动敷设装置

1 现状

当10kV配网系统进行故障检修或例行维护时，在现场快速装配一条临时输电线路，跨接该故障检修或例行维护线路段。通过旁路开关操作，断开该故障段电源，并将电源引向这条临时旁路输电线路，通过旁路系统保持对用户的不间断供电。同时进入停电状态下的线路故障检修或例行维护，确保工作安全。其原理图见图1。

在10kV配网进行旁路作业时，目前多利用电缆保护盒采用地面敷设的方式。电缆线路大多在交通繁忙、人口密度大的市区，地面敷设的方式对旁路设备的现场安全防护工作要求更高，特别是交通繁忙的路口，机动车辆的碾压给旁路设备的安全运行带来巨大的压力。由于目前旁路电缆地面敷设保护盒多为硬质塑料制成，实际作业时仅允许2吨左右的轿车通过，无法满足5吨以上的货车通行的防护要求。路口均设置了专人看守，防止货车通过，甚至与交通部门协作，严禁车辆通行。

上述情况一方面电缆旁路不停电作业给交通带来了较大的影响，另一方面现场的交通状况会给旁路作业现场的安全及防护带来了较大的影响。

因此，有必要设计开发一套新型的旁路柔性电缆敷设装置，本装置采用自重450kg的履带车作为载重底盘设计，具有灵活机动、可以适应复杂的作业环境的特点，并且配置了蛙式液压支腿，完全可以满足实际作业现场的载重需求，同时本装置通过无线遥控可以实现自动控制，极大程度提高作业效率和劳动强度，具有极高的实用价值。

2 實施方案

旁路电缆过路口架空敷设装置，选用液压履带车作为载重底盘，加装液压支腿，底盘的稳定性及可靠性完全可以满足10kV配网旁路检修作业的柔性电缆过道路架空敷设的载重需求。

旁路过街液压履带车是以自身电瓶为动力源，而驱动履带车各个部件，以实现履带底盘的行走、液压支腿的扩展支撑，及支撑杆的翻转和升降。使用时，控制履带底盘移动到工作位后，展开液压支腿，待将旁路电缆固定在过街横向伸缩杆上后，然后翻转和升降支撑杆，将旁路电缆举升到一定高度，使其不妨碍道路的正常通行。

旁路柔性电缆架空敷设装置需要2台履带车及结构件为一组，配合使用，每一台履带车及结构件如图2所示。

履带车配套的支撑腿为蛙式液压支腿由支腿油缸、支腿摆臂及伸缩套筒组成。可以根据实际情况调整支腿展开的距离。使用时，车体重量由支腿承担，每条支腿的静载为1T。当该底盘在泥土地内使用，每个支腿在使用前，均需在支腿支脚下面垫上枕木。

升降杆及升降杆力矩总成安装在履带底盘上部，其主要功能是将旁路电缆举升到道路的上空，电缆离地高度不小于6m，然后将两台履带车上部的升降杆同步升起，升降杆的顶部都配置了自动伸缩杆，两台履带车的自动伸缩杆伸出后完成球星连接，连接后的伸缩杆长度设计有6～12m的调节裕度，伸缩长度可满足不同宽度的道路的旁路检修作业，采用球形连接设计可以满足升降杆不同步升降的弊端。本装置还设计有限高预警功能，当限高预警装置检测到有超过设定高度的车辆欲通过作业区域时，实时发出告警信号，提示不允许穿行，极大程度上消除作业区域发生交通事故的隐患，装置整体布置图如图3所示。

3 技术创新

鉴于10kV电缆线路在城市电网中的重要地位和提高电缆线路供电可靠性的迫切需求，随着科学技术的进步以及旁路作业装备的创新，本装置在经过城市旁路作业柔性电缆过道路敷设需求的广泛调研后，总结并化解风险点，形成一套旁路柔性电缆架空敷设装置。

其主要技术创新点如下：

（1）旁路电缆过路口架空敷设装置，采用450kg的液压履带车作为载重底盘设计，并且配置了液压支腿，具备足够的抗风、防倾倒的能力，底盘的稳定性及可靠性完全可以满足10kV配网旁路检修作业的柔性电缆过道路架空敷设的载重需求。

（2）由于普通轮式底盘对地面适应能力不及履带底盘，因此本次设计的旁路电缆过路口架空敷设装置采用履带车底盘结构，以使其满足车辆对于动力、稳定性、爬坡、涉水等要求，具有灵活机动、可以适应复杂的作业环境，并且通过履带车运输及自动敷设可以有效降低作业人员的劳动强度。

（3）用于旁路作业的两台履带车上装的横向伸缩杆采用球形对接设计，对接后伸缩杆，以球形连接装置为中心，两侧的升降杆可以纵向360°及横向80°活动，可以完全克服两侧履带车运行速度不一致及两侧升降杆升降速度不一致，因受力不均，导致设备结构损坏的隐患。

（4）本装置到达旁路作业区域后，旁路柔性电缆固定在过街横向伸缩杆上后，然后翻转和升降支撐杆，将旁路电缆最高举升到6m的高度，横向伸缩杆的伸缩长度设计有一定裕度，可以适应不同道路宽度的旁路作业现场的柔性电缆架空敷设需求。

（5）本装置在横向伸缩杆上设计了红外限高预警装置，当限高预警装置检测到有超过设定高度的车辆欲通过作业区域时，实时发出告警信号，提示不允许穿行，极大程度上消除作业区域发生交通事故的隐患。

（6）采用无线遥控装置可以自由控制履带车底盘的运动以及上装结构的提升回收，遥控装置控制距离可达100m，操作简单，极大程度的简化作业人员对本装置的操控需求，提高作业效率。

4 结语

鉴于10kV电缆线路在城市电网中的重要地位和提高电缆线路供电可靠性的迫切需求，结合旁路检修作业现场的具体需求，进行旁路柔性电缆过道路架空敷设装置的创新设计、设备组装和试验验证，以保证装置整体结构设计稳定合理、移动性好、操控便捷、绝缘可靠，具备超高车辆限行预警功能等等。确保在开展旁路电缆过道路架空敷设作业时，作业人员和设备的安全，保证旁路不停电作业的高效开展，对于提高10kV线路的供电可靠性及旁路电缆不停电作业技术的全面推广与应用具有极其重要的意义。因此，关于10kV配网不停电作业旁路柔性电缆架空敷设装置的技术创新和优化设计，也具有极高的实用价值和经济效益。

参考文献

[1]肖辉，牛捷.10kV电缆线路不停电作业旁路系统研究[A].全国第九次电力电缆运行经验交流会[C].2012：27.

[2]杨晓翔，毛嬿萍.10kV配电网不停电作业中旁路柔性电缆的保护接地研究[J].华东电力，2013，41（8）：1711-1715.

（作者单位：广州供电局有限公司）