特高压超长穿墙套管安装施工工法

1、机电工程专业一级注册建造师继续教育课程论文报告第期（学号：60）特高压超长穿墙套管安装施工工法马钦云南省送变电工程公司摘要：本工法利用科学的施工工艺，完成特高压超长穿墙套管的吊装，降低风险，提高吊装效率。在施工过程中遵循严谨的工作程序，有效地避免吊装安全问题及质量问题。（特高压超长穿墙套管指交流电压等级在1000kV以上，或者直流电压等级士800kV以上，长度约17米至21米长的超长型穿墙套管）本工法重视协调工程建设各方人员的关系，明确职责，对现场安装工作的顺利开展、安装质量控制有很重要的意义。本工法管理思路清晰，安装工序明确，准备条件详细，质量控制措施科学，便于指导施工。关键词：特高压超长穿

2、墙套管吊装效益刖百随着我国特高压交直流输电事业的飞速发展，输电电压等级的不断提高，越来越多的高新型、特大型电力设备投入电网使用。其中，特高压超长穿墙套管以其出色的绝缘结构，导电性能，使用功能在特高压换流站等大型工程中被广泛采用。它在电网系统中起到引导高压导线穿过墙壁、支撑导电部分对地或外壳绝缘的作用。本工法认真总结了特高压超长穿墙套管安装过程中的技术控制和质量管理要点，针对其长度大、重量大、安装高度大、吊装过程保护难度大等不利因素从事前准备、事中质量控制，事后监控管理等几个方面进行全面优化，以期不断提高特高压试验基地交、直流穿墙套管及特高压直流换流站超长换流变阀侧套管安装质量，为试验基地及换流

3、站的安全稳定运行提供基础性保证。一、适用范围适用于特高压试验基地试验室、±500kV及以上特高压直流换流站阀厅穿墙套管、±800kV特高压直流换流变压器阀侧套管的安装。二、工艺原理1 .监控到场质量工艺通过观察穿墙套管外观，判断运输过程中是否损坏穿墙套管，现场试验，确认套管各项技术参数完好。2 .超长套管吊装工艺特高压超长套管有以下特点：超重、超长，一般大约为500kV电力变压器套管的长度的3倍，且质量分布不均匀，安装高度高，分倾斜安装和水平安装两种，在墙内穿行距离长，与常规垂直吊装的变压器套管相比，现场安装难度非常大。通过现场勘测，确定套管尺寸、重量等参数，根据现场场地情

4、况确定套管摆放位置和朝向，在指定位置接收。在吊装过程中，适当设置配重装置，或双吊车实现水平起吊，然后通过缆风绳控制其在高空中的走向平稳，采用多吊车室内外配合，将穿墙套管吊装到位，安装固定。三、施工工艺流程及操作要点1.施工工艺流程2操作要点1.1 现场勘测现场勘测是保证特高压窗墙套管顺利施工的前提，主要包括施工信息收集、施工场地勘测。1.1.1 施工信息收集施工信息收集主要指套管技术资料收集和穿墙套管参数确定、现场施工区域设计位置特点。应收集有关该工程的区域平、断面图、套管技术说明书施工组织措施、工程安全管理规定等相关资料。根据上述资料，确定特高压超长穿墙套管外形参数和各工序的主要控制参数要求

5、。1.1.2 施工场地勘测测量阀厅或者特高压试验基地相关试验室外的场地尺寸，查阅套管外形图，经过计算，确认套管在安装位置附近的摆放位置、方向及吊车站车位置，做好相应的记录。1.2 选定吊车（做好配重沙袋）由于特高压超长穿墙套管的外形特点是重量不均匀分布，安装过程又需要将套管穿入墙内，吊装时除了需要满足水平平稳起吊外，还应在安装时能够通过调整使套管到达倾斜安装位置。因此在安装时除了需要在室外安排吊车起吊套管之外，还应在阀厅（或试验室）内安排吊车采用室内外密切配合的形式进行吊装。2.2套管最终位置示意图1.2.1 三吊车配合型当采用重量较大的瓷质套管时，宜采用户外双吊车水平起吊，将套管穿入墙内，户

6、内利用一台吊车配合吃力后保持套管平衡，然后解除户外的其中一台吊车的受力，通过内外配合的方式将穿墙套管穿行到位后固定。以昆明特高压试验基地为例，套管的重量较大（瓷质套管重量约10t），且安装位置较高（约14米），因此在选择吊车时要充分考虑吊车幅度、臂长、作业半径以及承重量。参考厂家给出的吊装角度限制交60°，可确定吊车承重，选定吊车。套管安装高度+吊钩在套管之上的高度=14.05m+9.63224m,套管重约10t,经过查阅25t,50t吊车的吊装性能曲线，可知，该类型套管安装采用50t吊车满足安全吊装要求。因吊车二仅为辅助水平起吊使用，选用25t吊车即可满足要求。按照下图的起吊形式，

7、选用50t，25t吊车各1台在室外工作。图2.2.1（1），室外水平起吊时吊车选用在水平起吊穿入墙内之后，阀厅（或者试验室）内部安排1辆50t主吊配合，吃力后，接触吊车二的吊钩，完成套管的穿入。如下图所示：图2.2.1（2），室内外配合工作时吊车选用因此，当吊装重量较大的瓷质套特高压穿墙管时选用50t吊车2台，25t吊车1台。1.2.2 两吊车配合型（需增加配重）如图2.2.2，因换流站±800kV特高压穿墙套管或特高压换流变阀侧套管一般采用复合材质，其外皮绝缘层比较脆弱，若采用双吊车起吊则会伤害套管外绝缘层，因此只能考虑从法兰及端头处的吊点起吊，因室外部分长于室内部分，因此套管的重

8、心分布在室外部分，当采用下图所示的方式单台吊车起吊时，为了满足水平起吊，在套管外端头增加配重箱，制作配重沙袋以满足水平起吊的条件。图2.2.2(1)室外吊车选用示意图因换流站采用的士800kV特高压穿墙套管一般重量约为510t,通过计算器起吊高度，套管重量，选定室外采用25t吊车并增加配重装置水平起吊，通过调节手动葫芦或调节配重使套管到达安装角度，穿入墙体，进入室内后与室内升降平台车上的人员相配合移动就位安装，若是特高压换流变阀侧套管，则只需要配合水平起吊，手动葫芦微调安装角度，插入变压器本体即可。穿入墙体或特高压换流变的过程中要做好套管角度的控制，用浪风绳控制套管在空中走向平稳。图2.2.2

9、(2)室内外配合示意图(穿墙套管)图2.2.2(3)特高压换流变超长阀套管安装示意图1.3 选定吊具1.3.1 当采用两台吊车在室外配合室内吊装时，此时的套管为10t重的瓷质穿墙套管(试验基地瓷质套管一般为水平安装)，此时吊车一选用4根10米5t尼龙吊带，配合的吊车二选用2根5米5t尼龙吊带完成室外的水平起吊，在室内同样选用2根5米5t的尼龙吊带配合套管的穿入。因过程控制的需要，需要四根20米长的缆风绳同时在室内外牵引，确保套管穿入时套管的运动平稳。1.3.2 当采用1台吊车在室外配合室内吊装时，此时的套管为5t重的复合硅胶材质穿墙套管，此时吊车选用4根7米5t尼龙吊带，配合配重箱完成室外的水

10、平起吊，选用5米5t葫芦1台完成角度调整后穿入换流站阀厅内。因过程控制的需要，需要四根20米长的缆风绳同时在室内外牵引，确保套管穿入时套管的运动平稳，因换流站套管为复合硅胶材质，因此在吊装时，应该在穿墙的部分套上保护管，以防止套管在穿入的过程中受损。1.4 确定施工区域布置1.4.1 根据现场勘查的情况确定施工区域的布置。例如在特高压试验基地污秽试验室外，套管吊装作业区域下方设备较少，可将套管直接布置在孔洞下方与穿入方向一致布置。将吊装用的两台吊车两边布置，在孔洞区域的脚手架上站人工作。具体布置如下图：图2.4.1特高压基地瓷质套管吊装平面布置示意图1.4.2 在换流站阀厅外，套管吊装作业区域

11、下方设备较多，可将套管布置在孔洞下方与穿入方向垂直布置。将吊装用的吊车右侧布置，在起吊后利用缆风绳控制套管在高空的走向，完成方向调整。在孔洞区域的脚手架上站人工作。具体布置如下图：图2.4.2换流站阀厅高压套管吊装平面布置示意图1.5 制定吊装方案将收集到的施工信息和现场勘测情况加以总结分析，结合以往大型设备附件吊装的经验。编写特高压穿墙套管吊装方案。编写出的施工方案能满足安全、质量、工艺要求，公司相关部门组织专家论证后，并上报公司总工程师审批后报监理业主审核通过方能指导施工。编制的施工方案应包含设备接货与验收、电气试验、安装工序安排、工艺要求、工器具准备、绿色环保、危险源分析等方面。1.6

12、施工准备1.6.1 按照施工方案做好施工工器具准备、吊绳吊具、安全防护用具、施工机械的准备，并在使用前严格检查吊车车检期限是否处于有效期内。1.6.2 人员准备按照施工方案设置的人员组织结构，安排各工序的相关负责人，严格控制吊车及升降平台车操作人员的资质，确保安全施工。精选1.6.3 完成相关报审工作，按照质量管理的要求做好设备开箱记录、设备试验，见证点见证等相关手续，提前通知监理到场监督施工过程。1.7 试吊装在采用上述的两种方法进行吊装时，除保证吊绳吊具确在有效期内之外，还应进行试吊。试吊必须在开箱后的套管架上进行。配重法调整时，调整完成后将套管在支架上缓慢地向上提升，同时观察套管两个端部

13、，如果在初始状态发现仅有一端先受力抬起，则立刻停止提升，恢复原状态，再次调整配重和手动葫芦后再次提升，直到两侧达到同时提升为止。当完成套管水平调整后，将其提升至箱外，仔细检查套管的各个部位、吊绳、吊具、吊车是否有异常现象，并确认套管在不受外力时能保持水平静止状态，不发生由于不平衡而引起的晃动。试吊及调整成功后正式起吊。1.8 完成吊装在试吊成功后，套管水平起吊。水平安装的套管无须调整，直接内外有序配合穿入室内进行安装完毕。倾斜安装的套管则需要在空中完成一个倾斜角度调整。利用已经安装好的手动葫芦进行微调，直到达到安装角度为止，根据情况利用缆风绳平稳适时的完成套管在空中方位的调整。内外同意听从指挥

14、，完成吊装穿入，套管固定等工作。经过精密的策划，整个安装过程将人员分工配置如下：工作负责人及户外安装人员在图中位置；户外安装人员在位置；平台车操作人员应在位置；起重指挥和吊车驾驶员在位置；所有位置配置对讲机，由工作负责人统一指挥，其他人员配合反馈各位置情况。安装2根缆风绳同时在户外稳定套管，吊车缓慢将套管孔洞的相应位置，由位置的人稳定与户外缆风绳稳定套管。套管缓缓插入，室外工作人员在脚手架或平台车上工作，户内使用升降平台车安排人员接应，防止套管晃动碰撞。整个过程应缓慢、仔细，及时进行信息沟通，服从指挥，完成吊装。图2.8协作吊装示意图3 .注意事项与常规的500kV及以下电压等级的变压器套管相

15、比，特高压穿墙套管安装高度达，穿行距离长，安装及其复杂，为保证安装质量，本工法要求做到以下几点：做好套管穿行过程中的瓷质或复合硅胶材料的保护工作。现场作业统一指挥，内外协作配合得当，听从一个司索的指挥。加强与监理单位、建设单位的沟通与协作，工作前应较早的取得相关技术资料，完成方案的科学编写、专家论证及审批手续。吊具拆除时的注意事项：应避免在套管上方工作，防止物品掉落损坏套管。下降吊钩使吊带松弛，解除吊带，并将配重箱由吊车吊下4 .劳动力组织特高压超长套管进场之前，按照设备进场计划，及时协调相关人员进场，包含厂家技术指导。对人员进行组织人工，如表劳动力组织情况序号作业内容作业人员数量备注1现场安

16、装总协调总负责人1施工队长2安装技术指导技术把关2施工方1名；制造厂1名。3安全监督安全负责人1有证4质量检查监督质量负责人15安全检查监督安装负责人16设备吊装起重负责人1有证7设备吊装作业人员3有证10设备吊装司索1有证11设备安装变电安装工312材料机具管理库工1材料与设备材料与设备清单序号名称型号单位数量备注1吊车50T辆22吊车25T辆13吊带5T,10m付64吊带15m对25吊带8m对26吊带5m对27平台车(可升高度20米)辆18U型环5T个69撬棍根210对讲机对3含充电器11手动葫芦5t,5m付112配重沙袋2kg袋20四、质量控制1 .质量控制标准1.1 «100

17、0kV变电站电气设备施工质量检验及评定规程(Q/GDW189-2008);1.2 电气装置安装工程高压电器施工及验收规范。1.3 中国南方电网有限责任公司企业标准。2 .质量控制措施施工前，确保接收质量过关，无任何损坏和其他质量问题。施工完成后，测试相关参数，确保套管状态完好。施工中，遵循“质量管理，预防为主”的方针，采取主动控制、对关键工序实行旁站监督、重点盯防的措施，认真执行班组自检、施工队复检、项目管理部门终检。对施工有关的质量标准实施全方位、全过程的跟踪检验和控制，做到上道工序未经检验合格，不得转入下道工序施工。五、安全措施1.1 进入施工现场的工作人员必须服从施工现场负责人、安全员、

18、技术负责人的管理.1.2 所有施工人员应进行安全意识及安全知识教育,树立安全第一的思想,文明施工。1.3 特种作业人员应进行严格培训,经考试合格后,持证上岗。1.4 吊车驾驶员证件必须齐全，一切操作必须听从指挥员指挥。1.5 高空作业所用的工具、材料一律放在工具包内，上、下物件用小绳传递，严禁抛扔，以防落物伤人，损坏设备。1.6 高空作业所用工器具、安全用具、导线架设用滑车、U型环、绳索等在使用前，必须由使用人进行外观检查，发现不合格或不符合要求者严禁使用。1.7 高空作业必须系好安全带（绳），安全带（绳）应挂在上方的牢固可靠处。高处作业人员应衣着灵便，衣袖、裤脚应扎紧，穿软底鞋。1.8 高空

19、作业人员工作时，地面必须设安全监护人。设专人指挥，统一行动，统一信号，分工明确。1.9 严禁进行夜间作业危险源分析及控制措施危险源可能导致的事故安全措施高空作业未系安全带人员伤害安全监督员在开始工作前检查高空工作人员安全带是否按要求系带好并进行全过程监督。高空传递物件未使用绳索和工具袋人员伤害、设备损坏工作负责人在工作前要准备好相关的物件并要求工作人员遵守规定，不得抛递物件。吊点不止确人员伤害、设备损坏在正式起吊前，起重工应充分考虑吊点并进行试起吊，试吊成功后在进行正式起吊，起吊工程中时刻注意设备的情况。绑扎方法不止确人员伤害、设备损坏在正式起吊前，起重工应充分考虑吊点和绑扎方法，在确定绑扎牢

20、固后要进行试起吊，试吊成功后在进行正式起吊，起吊工程中时刻注意设备的情况。吊具选用/、当人员伤害、设备损坏吊具选用耍正确，正式起吊前要进行试吊。套管穿行部分保护不当设备损坏对穿行部分要传入塑料保护套以保护套管。靠梯未固定人员伤害使用的梯子要固定好并有专人看护。吊车司机与指挥人员配合不当人员伤害、设备损坏吊车司机要保持与指挥人员的信号畅通，要听从指挥人员的止确指挥，不得随意进行操作。当对指挥人员的指挥有异议或不清楚时,要立即停止操作，沟通清楚后在进行操作。吊车司机误操作人员伤害、设备损坏吊车司机要服从指挥，不得随意进行操作。进行每一步操作前要明确意图，避免误操作。吊车机械故障人员伤害、设备损坏吊

21、车在使用前应经过检查并取得合格证。吊车司机在操作前要对吊车进行再次检查。不合格的不得使用。六、环保措施1 .施工过程符合绿色施工的相关管理规定。结合各施工岗位，制定严格的作业制度，规范施工人员作业行为，做到文明施工，科学施工，避免有害物或不良行为对环境造成污染或破坏，如固体废弃物随地丢弃等。2 .组织开展环境保护的宣传教育，强化施工人员环保意识，使环境保护成为职工的自觉行为。3 .增加适量的资金投入为施工中环保创造条件，推行文明施工加强现场管理。4 .安装剩余的零部件，及时清理并分类保管。七、效益分析本工法使特高压穿墙套管安装的过程紧凑，对吊装机械选择等一系列重点工作进行改进和规范，使整体工作效率较高，工序合理，实现现场安全、质量、进度、工艺、效率的优化。它的成功应用为运行单位提前了投运时间，所取得的经济效益非常巨大。1. 社会效益方面1、实现零的突破。首次实现了世界最高直流电压等级特高