论文部分内容阅读
【摘要】本文主要论述平波电抗器安装工艺研究与应用。包括施工准备、安装工艺、质量标准、成品保护措施、职业安全健康和环境措施、环境因素辨识及控制措等。
【关键词】电抗器；安装；工艺研究
1.施工准备
1.1 人员准备（如表1所示）
1.2 技术准备
1.2.1 施工图纸已经会审，并已对参与施工人员进行安全技术交底。
1.2.2 设备开箱资料齐全，开箱记录完整。
1.2.3 确认设备的型号规格与设计图纸一致，备品备件数量齐全。
1.3 材料准备
1.3.1 一般消耗性材料：镀锌螺栓、润滑脂、电力复合脂、棉纱头、无水乙醇、接地线、油漆等。
1.3.2 厂家提供的材料：连杆、调整垫片、镀锌螺栓等。
1.4 主要机具
1.4.1 起吊运输设备：吊车、汽车、钢丝绳、尼龙吊带等。
1.4.2 安装使用工具：力矩扳手、梅花扳手、电焊机、水准仪、线锤等。
1.5 作业条件
1.5.1 土建基础安装完毕，并已达到安装要求。
1.5.2 安装区域内场地平整、道路畅通，施工机具电源等布置就绪。
1.5.3 规程要求完成的电气试验已完成。
2.施工工艺
2.1 施工方法及要点
2.1.1 施工准备
2.1.1.1 吊装方案的编写。吊装前要进行吊装方案的编写，计算吊装中所需钢丝绳及卸扣的承受力，选择合适的吊具和吊车。
2.1.1.2 技术交底。吊装前对施工人员进行吊装方案的交底，明确每一名施工人员的工作任务和职责，风险关键点的分析及控制。要求所有施工人员一切听从现场总指挥的命令。
2.1.1.3 开箱检查。平波电抗器到达现场后，首先检查包装是否完好，然后检查电抗器表面是否有油漆脱落和机械外伤（包括绝缘有无损伤或者裂纹、线圈变形）。
2.1.1.4 设备试验。进行支持绝缘子和电抗器的常规实验，检测设备能否投入使用。
2.1.1.5 基础检查。检查电抗器八个基础位置是否符合设计要求，基础表面是否水平。土建基础部分具备电气安装条件后，方可进行平波电抗器安装。
2.1.1.6 场地准备。进行平波电抗器安装位置附近的场地清理，以使吊车和升降车能靠近操作。
2.1.1.7 吊具准备。进行吊装过程中常规和专用工具的准备工作。
2.1.2 吊索具及吊车的选择
2.1.2.1 基本要求
由于该平波电抗器重量大，安装高度高，所以需要进行吊装前的计算，选定合适安全的吊具和相应的吊车。
2.1.2.2 钢丝绳的选择
为保证电抗器的水平起吊，安全起见，本施工方案拟采用四根钢丝绳索起吊电抗器，当绳索受力时，其每两根相邻的绳索内夹角按α=45o计算。
电抗器俯视图如下图，吊装4个吊点在φ=4360mm的圆上均匀分布。
钢丝绳长度L计算如下：
L=4360×cos45o/（2×sin22.5）=4028mm
每根钢丝绳与垂直方向的夹角β计算如下：
β=sin-1（2180/4028）=32.8o
当起吊电抗器时，每根钢丝绳所受拉力F计算如下：
F=39000kg/（4×cos32.8o）=11599kg
按照起吊不平衡系数为1.1，冲击系数1.1，安全系数2.5，计算出单根钢丝绳最小破断力：
F1=11599kg×1.1×1.1×2.5=35087kg。
经查相关资料“钢丝绳索性能参数表”可知，选用直径φ=26mm的钢芯钢丝绳，其最小破断力为352kN，满足本工程电抗器起吊要求。
故工程采用四根长为4028mm，直径φ=26mm的钢丝绳作为起吊吊索。
2.1.2.3 卸扣的选择
由以上计算可知，每个卸扣所受拉力同每根钢丝绳所受拉力F=11599kg。
经查相关资料《大型设备吊装工程施工工艺标准》中“D型卸扣（DX）参数表”可知，选用S6 DX 12t-1 1/4型D型带螺帽卸扣作为本工程卸扣，其本体直径为1 1/4英寸，起重量为12吨，强度级别为6倍强度，破断载荷为480kN。
2.1.2.4 吊车的选择
以下计算只针对极母线平波电抗器的安装，中性母线电抗器安装高度相对较低，且两处安装的电抗器技术参数（尺寸、大小、重量）一样，故所选吊车能满足极母线安装的要求，就必可满足中性母线的安装要求。
吊车起重重量P应大于电抗器线圈重量39000kg，按75%工作载荷计算。
P=39000kg/75%=52000kg
吊车臂升垂直起吊高度要大于电抗器安装就位高度与吊钩和电抗器顶面高度之和S。
S=16970mm（电抗器安装高度）+4028mm× cosβ（32.8o）=20356mm
吊钩与吊车桅杆顶点垂直距离一般为：2500mm，则吊车臂升垂直起吊高度M=20356+2500=22856mm。
另电抗器顶面与吊臂顶点距离M’=22856-16970=5886mm
故电抗器吊点与吊臂顶点连线与垂直方向夹角：
γ=tan-12180/5886=20.3o
因为电抗器吊点与吊臂顶端连线与垂直方向夹角γ=20.3o，且根据吊装安全规程要求，吊臂必须与起吊物之间保持一定水平距离，大于200mm，故吊车吊臂与垂直方向夹角必大于该角度γ，本方案为增加保险系数，按吊臂与垂直方向夹角γ=25o，即吊臂仰角为65o考虑，计算吊臂臂升长度N。 N=22856mm/cos25o=25219mm
由以上计算可知，所选吊车需满足吊臂仰角为65o，臂升长度达到25219mm时，起吊工作载荷为52000kg。
另由以上计算可得知吊车回转半径R：
R=25219mm×sin25o=10658mm
由此可知，吊车将布置在与电抗器安装位置水平距离大于10658mm的地方方能满足其工作半径。
经查相关资料，推荐选择LT1200型德国利勃海尔200吨汽车起重机作为本工程使用吊车，其工作半径为10.9米，臂升长度29.4米时额定提升能力为51.5吨，满足本工程施工需要。
2.2 支柱绝缘子的安装
2.2.1 底座的安装
在基础表面水平的前提下，尽量不使用垫片，使十二支底座安装后保持垂直，顶面水平，为下一步支持绝缘子安装打好基础。
2.2.2 第一层支持绝缘子的安装
安装过程中随时进行测量监控，注意保持绝缘子的垂直度和绝缘子法兰的水平，可通过改变1至2个绝缘子紧固孔位置来调整。
2.2.3 第二层支持绝缘子的安装
和第一层支持绝缘子安装一样，安装过程中随时进行测量监控，确保绝缘子的垂直度和绝缘子法兰的水平。
2.2.4 最后检查
待所有支持绝缘子安装完毕后，进行绝缘子的垂直度和绝缘子法兰水平的检查，8支支持绝缘子全部合格后，方可进行下一步的电抗器线圈的吊装。
2.3 电抗器安装
2.3.1 吊车定位
将吊车开到工作区域，根据现场实际情况，寻找最佳位置定位。
2.3.2 吊车就位，支车
吊车定位后，做细小调整，选择最合适位置，视野开阔，便于总指挥与操作人员之间联系的地方就位。展开支腿，支腿下垫专用垫块，将吊车支起，使吊车离地，并进行调整保持水平。
2.3.3 仰起吊臂，核实吊车工作半径
确认附近无障碍物，确保吊车可以通畅地进行回转。
2.3.4 安装人员就位
按照技术交底的要求，每名安装人员各就各位。
2.3.5 安装卸扣及钢丝绳
在电抗器顶部的吊耳上安装卸扣，要求厂家出厂时吊耳安装在顶面圆周上均匀分布，以确保电抗器能水平起吊。安装钢丝绳，与吊钩连接。
2.3.6 安装临时拉线
在电抗器圆周4个均分位置用四根φ=18mm的白棕绳作临时拉线，保持起吊时的平衡及协助电抗器就位。
2.3.7 试吊
正式起吊前，先进行试吊。将电抗器调离地面一个较低距离，稳定后，慢慢进行回转移动，确认吊车及吊索具工作是否正常，安全可靠。
2.3.8 正式起吊
将电抗器缓缓调离地面，慢慢升高。起吊时要注意水平起吊和接线板方向的正确性。地面指挥人员密切关注电抗器起吊过程，随时指挥吊车操作人员。整个过程吊车操作人员及临时拉线牵引人员均应严格听从总指挥的号令，保持电抗器起吊过程中的平衡。当电抗器吊至合适高度时停止起钩，进行回转，将电抗器吊至支持绝缘子正上方。
2.3.9 设备就位
当电抗器吊至指定高度和位置后，听总指挥号令，将电抗器缓缓落下，四周负责牵拉临时拉线的人员在总指挥的指挥下，使电抗器保持平衡，对下落位置进行微调，协助电抗器就位。当电抗器调整就位后离支持绝缘子还有缝隙尚未完全落在支持绝缘子上时，安装人员将配套安装螺栓插入电抗器安装孔和支持绝缘子就位孔内，将电抗器固定，旋上螺母，但不需上紧。当所用螺栓都插入孔中后，电抗器下落到位，至此电抗器安装就位。
2.3.10 整体平衡调整
电抗器就位后，在紧固螺丝前，采用专用仪器观测电抗器安装的垂直度和水平，适当采用垫片进行调整，确保整体的平衡稳定。
2.3.11 紧固螺栓
电抗器整体平衡调整完成后，安装人员紧固螺栓。按照设计或厂家要求打力矩，直至满足要求。在螺栓紧固过程中，吊车及临时拉线不要随意动作。
2.3.12 吊车脱钩，解除钢丝绳、卸扣及临时拉线
当所有安装螺栓都按要求紧固后，进行吊车脱钩，解除钢丝绳、卸扣及临时拉线。
2.3.13 附件安装及连线
最后，安装上下、内外的均压环，等位线缆的连接，端子连接线，注意导电回路要去净氧化物，按要求涂好导电脂。
2.3.14 至此，电抗器安装全部完成
主要工器具配置如表2所示。
3.质量标准
电抗器安装如表3所示。
施工验收按照GBJ147-90《电气装置安装工程施工及验收规范》及DL/T5161.1～5161.17-2002《电气装置安装工程质量检验及评定规程》进行验收。
4.成品保护措施
4.1 电抗器吊装前应用棉纱将支柱瓷瓶擦拭干净，表面光洁无污垢。
4.2 设备吊装宜采用尼龙吊带进行起吊。如采用钢丝绳时，不得将钢丝绳直接捆绑在设备上，应在设备与钢丝绳之间垫上橡皮等物品，防止损坏设备油漆或支柱瓷瓶釉面。
4.3 设备补刷油漆时应注意保护设备，防止设备淋上油漆。
4.4 在设备上方或周围存在危及设备安全的作业时，必须对设备进行必要的隔离保护。
5.职业安全健康和环境措施
5.1 施工过程危害辨识及控制措施（如表4所示）
5.2 环境因素辨识及控制措施（如表5所示）
参考文献
[1]GB 50147《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》.
[2]DL/T 5161.1～5161.17-2002《电气装置安装工程质量检验及评定规程》.
【关键词】电抗器；安装；工艺研究
1.施工准备
1.1 人员准备（如表1所示）
1.2 技术准备
1.2.1 施工图纸已经会审，并已对参与施工人员进行安全技术交底。
1.2.2 设备开箱资料齐全，开箱记录完整。
1.2.3 确认设备的型号规格与设计图纸一致，备品备件数量齐全。
1.3 材料准备
1.3.1 一般消耗性材料：镀锌螺栓、润滑脂、电力复合脂、棉纱头、无水乙醇、接地线、油漆等。
1.3.2 厂家提供的材料：连杆、调整垫片、镀锌螺栓等。
1.4 主要机具
1.4.1 起吊运输设备：吊车、汽车、钢丝绳、尼龙吊带等。
1.4.2 安装使用工具：力矩扳手、梅花扳手、电焊机、水准仪、线锤等。
1.5 作业条件
1.5.1 土建基础安装完毕，并已达到安装要求。
1.5.2 安装区域内场地平整、道路畅通，施工机具电源等布置就绪。
1.5.3 规程要求完成的电气试验已完成。
2.施工工艺
2.1 施工方法及要点
2.1.1 施工准备
2.1.1.1 吊装方案的编写。吊装前要进行吊装方案的编写，计算吊装中所需钢丝绳及卸扣的承受力，选择合适的吊具和吊车。
2.1.1.2 技术交底。吊装前对施工人员进行吊装方案的交底，明确每一名施工人员的工作任务和职责，风险关键点的分析及控制。要求所有施工人员一切听从现场总指挥的命令。
2.1.1.3 开箱检查。平波电抗器到达现场后，首先检查包装是否完好，然后检查电抗器表面是否有油漆脱落和机械外伤（包括绝缘有无损伤或者裂纹、线圈变形）。
2.1.1.4 设备试验。进行支持绝缘子和电抗器的常规实验，检测设备能否投入使用。
2.1.1.5 基础检查。检查电抗器八个基础位置是否符合设计要求，基础表面是否水平。土建基础部分具备电气安装条件后，方可进行平波电抗器安装。
2.1.1.6 场地准备。进行平波电抗器安装位置附近的场地清理，以使吊车和升降车能靠近操作。
2.1.1.7 吊具准备。进行吊装过程中常规和专用工具的准备工作。
2.1.2 吊索具及吊车的选择
2.1.2.1 基本要求
由于该平波电抗器重量大，安装高度高，所以需要进行吊装前的计算，选定合适安全的吊具和相应的吊车。
2.1.2.2 钢丝绳的选择
为保证电抗器的水平起吊，安全起见，本施工方案拟采用四根钢丝绳索起吊电抗器，当绳索受力时，其每两根相邻的绳索内夹角按α=45o计算。
电抗器俯视图如下图，吊装4个吊点在φ=4360mm的圆上均匀分布。
钢丝绳长度L计算如下：
L=4360×cos45o/（2×sin22.5）=4028mm
每根钢丝绳与垂直方向的夹角β计算如下：
β=sin-1（2180/4028）=32.8o
当起吊电抗器时，每根钢丝绳所受拉力F计算如下：
F=39000kg/（4×cos32.8o）=11599kg
按照起吊不平衡系数为1.1，冲击系数1.1，安全系数2.5，计算出单根钢丝绳最小破断力：
F1=11599kg×1.1×1.1×2.5=35087kg。
经查相关资料“钢丝绳索性能参数表”可知，选用直径φ=26mm的钢芯钢丝绳，其最小破断力为352kN，满足本工程电抗器起吊要求。
故工程采用四根长为4028mm，直径φ=26mm的钢丝绳作为起吊吊索。
2.1.2.3 卸扣的选择
由以上计算可知，每个卸扣所受拉力同每根钢丝绳所受拉力F=11599kg。
经查相关资料《大型设备吊装工程施工工艺标准》中“D型卸扣（DX）参数表”可知，选用S6 DX 12t-1 1/4型D型带螺帽卸扣作为本工程卸扣，其本体直径为1 1/4英寸，起重量为12吨，强度级别为6倍强度，破断载荷为480kN。
2.1.2.4 吊车的选择
以下计算只针对极母线平波电抗器的安装，中性母线电抗器安装高度相对较低，且两处安装的电抗器技术参数（尺寸、大小、重量）一样，故所选吊车能满足极母线安装的要求，就必可满足中性母线的安装要求。
吊车起重重量P应大于电抗器线圈重量39000kg，按75%工作载荷计算。
P=39000kg/75%=52000kg
吊车臂升垂直起吊高度要大于电抗器安装就位高度与吊钩和电抗器顶面高度之和S。
S=16970mm（电抗器安装高度）+4028mm× cosβ（32.8o）=20356mm
吊钩与吊车桅杆顶点垂直距离一般为：2500mm，则吊车臂升垂直起吊高度M=20356+2500=22856mm。
另电抗器顶面与吊臂顶点距离M’=22856-16970=5886mm
故电抗器吊点与吊臂顶点连线与垂直方向夹角：
γ=tan-12180/5886=20.3o
因为电抗器吊点与吊臂顶端连线与垂直方向夹角γ=20.3o，且根据吊装安全规程要求，吊臂必须与起吊物之间保持一定水平距离，大于200mm，故吊车吊臂与垂直方向夹角必大于该角度γ，本方案为增加保险系数，按吊臂与垂直方向夹角γ=25o，即吊臂仰角为65o考虑，计算吊臂臂升长度N。 N=22856mm/cos25o=25219mm
由以上计算可知，所选吊车需满足吊臂仰角为65o，臂升长度达到25219mm时，起吊工作载荷为52000kg。
另由以上计算可得知吊车回转半径R：
R=25219mm×sin25o=10658mm
由此可知，吊车将布置在与电抗器安装位置水平距离大于10658mm的地方方能满足其工作半径。
经查相关资料，推荐选择LT1200型德国利勃海尔200吨汽车起重机作为本工程使用吊车，其工作半径为10.9米，臂升长度29.4米时额定提升能力为51.5吨，满足本工程施工需要。
2.2 支柱绝缘子的安装
2.2.1 底座的安装
在基础表面水平的前提下，尽量不使用垫片，使十二支底座安装后保持垂直，顶面水平，为下一步支持绝缘子安装打好基础。
2.2.2 第一层支持绝缘子的安装
安装过程中随时进行测量监控，注意保持绝缘子的垂直度和绝缘子法兰的水平，可通过改变1至2个绝缘子紧固孔位置来调整。
2.2.3 第二层支持绝缘子的安装
和第一层支持绝缘子安装一样，安装过程中随时进行测量监控，确保绝缘子的垂直度和绝缘子法兰的水平。
2.2.4 最后检查
待所有支持绝缘子安装完毕后，进行绝缘子的垂直度和绝缘子法兰水平的检查，8支支持绝缘子全部合格后，方可进行下一步的电抗器线圈的吊装。
2.3 电抗器安装
2.3.1 吊车定位
将吊车开到工作区域，根据现场实际情况，寻找最佳位置定位。
2.3.2 吊车就位，支车
吊车定位后，做细小调整，选择最合适位置，视野开阔，便于总指挥与操作人员之间联系的地方就位。展开支腿，支腿下垫专用垫块，将吊车支起，使吊车离地，并进行调整保持水平。
2.3.3 仰起吊臂，核实吊车工作半径
确认附近无障碍物，确保吊车可以通畅地进行回转。
2.3.4 安装人员就位
按照技术交底的要求，每名安装人员各就各位。
2.3.5 安装卸扣及钢丝绳
在电抗器顶部的吊耳上安装卸扣，要求厂家出厂时吊耳安装在顶面圆周上均匀分布，以确保电抗器能水平起吊。安装钢丝绳，与吊钩连接。
2.3.6 安装临时拉线
在电抗器圆周4个均分位置用四根φ=18mm的白棕绳作临时拉线，保持起吊时的平衡及协助电抗器就位。
2.3.7 试吊
正式起吊前，先进行试吊。将电抗器调离地面一个较低距离，稳定后，慢慢进行回转移动，确认吊车及吊索具工作是否正常，安全可靠。
2.3.8 正式起吊
将电抗器缓缓调离地面，慢慢升高。起吊时要注意水平起吊和接线板方向的正确性。地面指挥人员密切关注电抗器起吊过程，随时指挥吊车操作人员。整个过程吊车操作人员及临时拉线牵引人员均应严格听从总指挥的号令，保持电抗器起吊过程中的平衡。当电抗器吊至合适高度时停止起钩，进行回转，将电抗器吊至支持绝缘子正上方。
2.3.9 设备就位
当电抗器吊至指定高度和位置后，听总指挥号令，将电抗器缓缓落下，四周负责牵拉临时拉线的人员在总指挥的指挥下，使电抗器保持平衡，对下落位置进行微调，协助电抗器就位。当电抗器调整就位后离支持绝缘子还有缝隙尚未完全落在支持绝缘子上时，安装人员将配套安装螺栓插入电抗器安装孔和支持绝缘子就位孔内，将电抗器固定，旋上螺母，但不需上紧。当所用螺栓都插入孔中后，电抗器下落到位，至此电抗器安装就位。
2.3.10 整体平衡调整
电抗器就位后，在紧固螺丝前，采用专用仪器观测电抗器安装的垂直度和水平，适当采用垫片进行调整，确保整体的平衡稳定。
2.3.11 紧固螺栓
电抗器整体平衡调整完成后，安装人员紧固螺栓。按照设计或厂家要求打力矩，直至满足要求。在螺栓紧固过程中，吊车及临时拉线不要随意动作。
2.3.12 吊车脱钩，解除钢丝绳、卸扣及临时拉线
当所有安装螺栓都按要求紧固后，进行吊车脱钩，解除钢丝绳、卸扣及临时拉线。
2.3.13 附件安装及连线
最后，安装上下、内外的均压环，等位线缆的连接，端子连接线，注意导电回路要去净氧化物，按要求涂好导电脂。
2.3.14 至此，电抗器安装全部完成
主要工器具配置如表2所示。
3.质量标准
电抗器安装如表3所示。
施工验收按照GBJ147-90《电气装置安装工程施工及验收规范》及DL/T5161.1～5161.17-2002《电气装置安装工程质量检验及评定规程》进行验收。
4.成品保护措施
4.1 电抗器吊装前应用棉纱将支柱瓷瓶擦拭干净，表面光洁无污垢。
4.2 设备吊装宜采用尼龙吊带进行起吊。如采用钢丝绳时，不得将钢丝绳直接捆绑在设备上，应在设备与钢丝绳之间垫上橡皮等物品，防止损坏设备油漆或支柱瓷瓶釉面。
4.3 设备补刷油漆时应注意保护设备，防止设备淋上油漆。
4.4 在设备上方或周围存在危及设备安全的作业时，必须对设备进行必要的隔离保护。
5.职业安全健康和环境措施
5.1 施工过程危害辨识及控制措施（如表4所示）
5.2 环境因素辨识及控制措施（如表5所示）
参考文献
[1]GB 50147《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》.
[2]DL/T 5161.1～5161.17-2002《电气装置安装工程质量检验及评定规程》.