大型变压器高压套管牵引式吊装施工技术与工程应用 

大型变压器高压套管牵引式吊装施工技术与工程应用 

黄刚  王银东  张晓立

西北水利水电工程有限责任公司  陕西西安 710000

摘要：近年来，我国以风电和光伏为代表的新能源发电持续快速增长，致使电力系统中的电源结构发生深刻变化，国家也明确指出要着力构建以新能源为供给主体，以确保能源电力安全为基本前提，以满足经济社会发展电力需求的首要目标，在这一背景下，高电压、大容量的电力变压器逐渐得到广泛应用。为此，本研究提出了大型变压器高压套管牵引式吊装施工工法，即通过通过调整牵引吊索手拉葫芦链条的长度来灵活调节套管的倾斜角度，从而提高施工效率与安全性。

关键词：大型变压器；高压套管；牵引式吊装

0引言

在变电站主变压器安装工程中，高压套管的安装方式根据各变压器厂的升高座设计，主要分为垂直安装和倾斜安装。垂直安装相对简单，只需将两根吊带穿过套管头部的吊耳，然后使用双车起立，套管便可顺利保持在垂直状态。而倾斜安装，则需要根据套管的倾斜角度估算绑扎位置，并设置缆风绳，通过人力拉拽调整套管的倾斜角度。如果角度稍有偏差，施工人员需不断进行人工调整，确保套管的倾角与升高座的倾角一致，以便套管端头能够自然插入升高座。若角度偏差过大，可能会导致套管掉落并需重新绑扎吊点，增加了工时和风险。并且在人工调整过程中，升高座与套管连接处的密封垫可能被挤压移位或变形，造成螺栓穿入不顺畅、固定不牢固，甚至出现螺栓受力不均的问题，从而影响密封性。为了解决高压套管倾斜安装中可能引发的诸多问题，本研究提出了一种大型变压器高压套管牵引式吊装施工工法。该方法通过调整牵引吊索手拉葫芦链条的长度，灵活地调节套管的倾斜角度，操作便捷，有效提高了施工效率和安全性。

1  施工工法特点及原理

1.1 施工工法特点

（1）通过改变牵引吊索手拉葫芦链条长度实现套管角度快速不落地调节。

（2）大大缩短主变高压套管吊装施工时间，节约人工、机械成本。

（3）在快速调整好套管倾斜角度后，可以让套管自然无外应力插入主变升高座，保证密封垫不被挤压移位变形，螺栓插入自然无卡阻，密封性更严密，减少主变后期套管运行故障，提高主变高压套管吊装的施工质量。

1.2 适用范围

本施工工法适用于大型变压器高压套管与主变升高座需倾斜装配的吊装施工。

1.3 工艺原理

（1）大型变压器高压套管因套管长度长、重量大，所以套管本体设置有主吊索和牵引吊索。主吊索吊具采用两条5米长的圆形涤纶吊带，吊带一端悬挂于主吊的主吊钩处，另一端用U型环固定到套管底部受力法兰吊环处，同时在套管顶部用1根2m长的圆形涤纶吊带将两条主吊带绑扎固定。

（2）牵引吊索吊具采用1根3m长、1根2m长圆形涤纶吊带、一个5t手拉葫芦。3m长吊带一端挂于主吊主吊沟处，另一端挂于手拉葫芦上部吊钩，2m长的吊带一端挂于手拉葫芦的下部吊钩处，另一端连接在套管底部法兰盘处，所挂位置应与主吊索吊带底部固定位置各成90°。

（3）采用调节牵引吊索中手拉葫芦长度的方法进行倾斜角调整。利用这种方式，可以在主变高压套管与主变本体升高座对接时，一旦发生角度偏差，就可以在空中直接进行调整，避免再将套管落地后重新绑扎。

（4）在主变高压套管主吊索和牵引吊索吊具安装完成后，进行套管整体起吊，起吊方式采用双车抬吊法，如图1所示，左侧为副吊车，右侧为主吊车。在套管体吊起后，将副吊车吊具拆除，主吊车进行后续工序。                       

图1套管整体起吊示意图

1.4 工序流程及操作要点

（一）施工工艺流程。如图2所示。

图2 单只主变高压套管吊装施工流程图

（二）操作要点

（1）施工准备                                       

①在主变高压套管安装前，应自审和会审相关设计文件及施工图纸，编制并审核吊装专项施工方案，需经施工单位技术负责人和总监理工程师批准后方可实施。进场的主变高压套管应符合设计要求，尺寸、规格与设计图纸一致，且具备完整的出厂质量证明文件。

②流动式起重机的车辆保险、年检和驾驶证需检查合格。所有使用的计量和检测仪器应符合国家计量法规，经过检定和校准，精度等级不低于被检测对象，满足项目要求。

③参加安装的作业人员需经过培训合格，特种设备和特殊工种人员应持证上岗。现场的临时设施、作业场所及相关设备应满足吊装需求，吊车和吊具需到位并检查合格。

（2）开箱验收

主变高压套管开箱验收时，应由建设单位、监理单位、施工单位、设备厂家代表共同参加，按下列项目进行检查和记录：

①主变高压套管箱号、箱数以及包装情况。

②主变高压套管的设备名称、规格和型号，重要零部件还需按质量标准进行检查验收。

③检查随机技术文件（如使用说明书、合格证明书和装箱清单等）及专用工具。

④检查有无缺损件，表面有无损坏和锈蚀。

⑤其他需要记录的事项。

（3）套管交接试验

主变高压套管吊装前，应先进行套管的部分交接试验，具体包括测量主变高压套管的介质损耗因数正切值和电容值、测量套管的绝缘电阻，试验结果需符合GB50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的相关要求。

（4）单只套管吊具组装

①主吊索吊具安装。用两条5米长的圆形涤纶吊带，吊带一端悬挂于主吊的主吊钩处，另一端用U型环固定到套管底部受力法兰吊环处，同时在套管顶部用1根2m长的圆形涤纶吊带将两条主吊带绑扎固定。

②牵引吊索吊具安装。牵引吊索采用1根3m长、1根2m长圆形涤纶吊带、一个5t手拉葫芦。3m长吊带一端挂于主吊主吊沟处，另一端挂于手拉葫芦上部吊钩，2m长的吊带一端挂于手拉葫芦的下部吊钩处，另一端连接在套管底部法兰盘处，所挂位置应与主吊索吊带底部固定位置各成90°，手拉葫芦与套管瓷瓶相接触部位用棉被进行包裹，避免瓷瓶破损。

   （5）套管起吊及入孔

①在主变高压套管主吊索和牵引吊索吊具安装完成后，进行套管整体起吊，起吊方式采用双车抬吊法。

②在套管整体吊起后，将副吊车吊具拆除，主吊车进行后续套管与主变本体升高座对接装配吊装工序。 

③在主变高压套管与升高座对接时，如发生角度偏差，可通过高空中的手拉葫芦调整牵引吊索，避免套管落地需重新绑扎。当套管底部需向上拉升时，顺时针拉动手拉链条；若需下降，则逆时针拉动链条，棘轮在棘爪作用下静止，五齿长轴带动起重链轮反向运行，从而调节套管与升高座的角度。

④在套管穿入升高座前，用工业酒精清洁法兰面，确保密封垫位置正确。在调节手拉葫芦和套管穿入时，需避免瓷件与变压器碰撞。套管就位后，应按对角线顺序均匀紧固法兰螺栓，确保法兰间隙均匀，紧固力矩符合技术要求。穿缆式套管引线要与套管顶部接线板连接牢固可靠。

（6）套管吊具拆除

在主变高压套管与主变升高座装配完成后，取下手拉葫芦、U型环、吊带等材料。在拆除吊具过程中，应保护好套管瓷件，避免套管瓷件破损。

1.5 施工人员配备

施工人员配置见表1。

表1 施工人员配置表

1.6 施工机具

（1）所有设备材料符合国家相应规范标准的要求，产品应有合格证明文件。

（2）特种设备及人员均应持证上岗，并经过岗前培训及考核。

（3）设备操作需注意安全防护，并配备相应安全装置。

主要配置设备、材料及机具见表2所示。

表2 主要施工机械、机具配置表

2 质量管控

2.1 工程质量控制标准

主变高压套管吊装施工质量执行GB 50148-2010《电气装置安装工程 电力变压器、油浸式电抗器、互感器施工及验收规范》。

2.2 质量保证措施

（1）在安装主变高压套管前，应制定详细的作业指导书，并对施工人员进行全面的技术安全交底，确保严格遵循指导书。明确责任分工，严格按照施工顺序和质量要求实施三级检查制度，包括自检、互检和专检。

（2）隐蔽工程和密封试验需做好签证。单根套管起吊时，必须采用两点或以上的起吊方式，禁止单点起吊。安装用紧固件应为热镀锌制品，并符合国家标准GB 5273等要求，套管瓷件质量应符合相关标准，如GB/T 772和GB/T 4109等。

（3）所有法兰连接处应使用耐油密封垫圈，法兰螺栓需均匀紧固，紧固力矩符合技术要求。法兰连接面应清洁平整，密封垫圈的厚度和压缩量应符合规范。变压器安装完成后，应通过增压检查确认无渗漏。

（4）套管到场后需进行外观检查，确保包装完好无损。装卸和存放应符合技术要求。雨、雪及大风天气时，严禁进行吊装作业。排氮前，任何人不得进入油箱，油箱含氧量未达18%时禁止进入。安装完成后，所有检查记录和报告应齐全。

3 安全和环保措施

3.1 安全措施

施工中严格遵循“安全第一，预防为主”的方针，建立由专职和兼职安全员组成的安全管理网络，明确职责以确保工程安全。施工现场需符合防火、防风等安全规定，并设置明显的安全标识。组装和吊装前，工作负责人进行安全技术交底，作业人员必须做到“四清楚”：任务、危险点、安全措施和程序明了。登高作业时，必须系安全带，起吊过程中由司索工统一指挥，确保指令清晰。主要负责人配备对讲机，确保信息准确传递。吊装作业需遵循西北院操作规程和“十不吊”要求，由公司领导协调，并严格遵守国网“十不干”原则，严禁违章作业。3.2 环保措施

（1）成立施工环境卫生管理机构，严格遵守国家和地方环境保护法规，加强对燃油、材料、设备、废水、垃圾和弃渣的控制和治理，落实防火和废弃物处理制度，确保交通环境顺畅，接受监督检查。

（2）施工场地应限制在允许范围内，合理布置和设置围挡，确保标牌清晰齐全，保持施工场地整洁文明。

（3）制定防止损坏公共设施的措施，加强监测与验证，确保相关方案和要求向全体施工人员详细交底。

（4）优先使用环保机械，设立隔音墙和罩，降低施工噪音，尽量避免夜间施工。

（5）施工道路进行硬化，晴天定期洒水，防止扬尘污染周围环境。

4  经济效益评估

4.1 社会效益

使用大型变压器高压套管牵引式吊装施工工法，可以通过改变牵引吊索手拉葫芦链条长度实现套管角度快速不落地调节。同时本工法与同类吊装方法的工法相比，场地易于布置、工程进度快、干扰因素少、有利于文明施工、各种资源能较好地利用，能确保周围既有设施完好无损，确保施工人员生命、财产安全，避免主变高压套管安装不规范造成工程质量问题，节约了工程进度、更好地控制施工质量。

4.2 经济效益

在采常规安装方法的情况下，安装A相、B相、C相、中性点4个高压套管，需要4个大工、6个小工、1台25t汽车吊、1台16吨斗臂车及其相关吊装材料，每根套管需要2h进行吊装，其中人工、机械一个正常工作班时间为8h，则吊装完所有高压套管需要1个正常工作班时间，其所需费用如下：

人工费：大工4人*600元/人·天=2400元

小工6人*300元/人·天=1800元

机械费：1台25t汽车吊2000元/台班=2000元

1台16t斗臂车1600元/台班=1600元

材料费：工业酒精4瓶*30元/瓶=120元

        无毛白布10块*15元/块=150元

        5t手拉葫芦500元/1套=500元

共计：8570元。

采用大型变压器高压套管牵引式吊装施工工法，节省了套管起吊后倾斜角度调整的时间，每根套管吊装时间可由原先2h降至1h，4根高压套管吊装总时间4小时，较常规方法安装节省一半时间，可节省费：

节省费用=（人工费+机械费）*1/2=（2400+1800+2000+1600）*1/2=3900元

5 总结

采用“大型变压器高压套管牵引式吊装施工工法”施工后，施工全过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态，可缩短套管倾斜吊装时调整倾斜角度的时间，在快速调整好套管倾斜角度后，可以让套管自然无外应力插入主变升高座，保证密封垫不被挤压移位变形，螺栓插入自然无卡阻，密封性更严密，减少主变后期套管运行故障。提高了主变高压套管安装的施工效率，保证了施工质量。

参考文献

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