隧道工程用电缆支撑抬升装置

隧道工程用电缆支撑抬升装置

摘要：针对电力隧道在更换电缆支架或进行电缆接头处防火、智能化改造等工程时，需要对电缆进线局部抬升需要，研发隧道工程用电缆支撑抬升装置。装置包括支撑臂、承力梁柱、底座等部分组成，依靠升降器对电缆进线抬升支撑。装置具有组合式、操作方便、抬升支撑稳定、高度可调、便于移动等优点，通过现场实践应用，取得广泛的直接效益和间接效益。关键词：隧道工程用电缆支撑抬升装置研制背景电力隧道中的电缆安装在电力支架后，在更换电缆支架或进行电缆接头处防火、智能化改造等工程时，需要对此段电缆进行局部支撑，并抬升5-10cm,而电缆重量大，人力直接支撑困难。隧道操作空间狭小，用链条葫芦、铁杆等无有效支撑点，无法操作，还容易对电缆造成损伤。隧道中电缆安放固定在不同支架上，因此需要对不同支架上的电缆进行支撑抬升。另外，隧道空间较小，常规只能通过工井进入，工井直径通常为65cm-120cm，隧道内使用的工具通常体积较小或为组装式。对现有技术调研:1.现有隧道内电缆施工安装抬升工具为通过钢管组成支撑架，在支撑架上安装链条葫芦进行抬升，此种方式适合将电缆抬升后安装到电缆支架上，当电缆已固定在电缆支架上时，无法进行使用。2.上料机为侧面抬升，装置为整体式，体积大，属于固定位置工作装置。针对上述问题，研发隧道工程用电缆支撑抬升装置，其能解决以往电缆安装在电缆支架上后无法进行局部抬升支撑再施工的问题。抬升支撑高度最大为20cm,操作稳定；高度可调节，能够抬升不同高度的电缆；体积小，能够通过隧道工井进入隧道；在隧道内便于移动，能够使用隧道地面不平整问题。二、结构介绍隧道工程用电缆支撑抬升装置，包括底座、承力梁柱、升降器、支撑臂等部分，装置设计如图所示。图中:1.底座，2.支撑丝杆，3.移动滑轮，4.下套环，5.承力梁柱，6.中套环，7.固定销，8.上套环，9.定位孔，10.磁铁，11.支撑臂，12.移动支撑托，13.升降器131.下连接座，132.连杆，133.连接轴，134.上连接座，135.丝杆。底座1为U型，底座1的下端装设有移动滑轮3，移动滑轮3位于底座1的四角。移动滑轮锁止功能，在抬升支撑时，锁住移动滑轮，确保装置稳定牢固。为了能够调节底座1的水平以及进一步固定底座1，解决隧道地面不平整问题，尤其是靠近隧道内墙侧有排水沟，前后两组移动滑轮水平面相差近5cm，在底座1上装设有纵向贯穿的支撑丝杆2，支撑丝杆2与底座1螺纹连接，通过拧转支撑丝杆2使支撑丝杆2的下端与地面抵接，能够调节底座1的水平以及进一步固定底座1。在装置移动时，支撑丝杆2反向转动收回，保证不影响装置移动。承力梁柱5为纵向立柱，为装置的支撑部分。承力梁柱5插入到底座1一侧中间位置上。针对隧道内电缆安装在不同高度的电缆支架上，电缆抬升基础高度不同，在承力梁柱5开设有若干不同高度的定位孔9。承力梁柱5上套设有可沿承力梁柱5的长度方向滑动的中套环6，中套环6装设有固定销7，固定销7可插入定位孔9中，从而固定中套环6在承力梁柱5上的位置。承力梁柱5上还套设有可沿承力梁柱5的长度方向滑动的上套环8，上套环8位于中套环6的上方，上套环8装设有固定销7，固定销7可插入定位孔9中，从而固定上套环8在承力梁柱5上的位置。当抬升底层电缆时，取下固定销7，将上套环8下降至相应高度，再用固定销7固定。上套环8装设有横向设置的支撑臂11。同一层级的不同相的电缆需要抬升，且电缆抬升过程中不能伤及电缆，因此在支撑臂11套设有可滑动的移动支撑托12，移动支撑托12上端为弧形，弧形结构和电缆圆形结构相适宜，当需要抬升相同层级的不同相的电缆时，移动支撑托12用于承托电缆。升降器13为装置的动力部分，位于支撑臂11与中套环6之间。升降器13的具体结构包括：与中套环6连接固定的下连接座131和与支撑臂11连接固定的上连接座134。下连接座131和上连接座134之间装设有呈四边形铰接的连杆132。连杆132之间的铰接处装设有连接轴133。连接轴133之间设置有丝杆135，丝杆135一端与连接轴133转动连接，丝杆135另一端与连接轴133螺纹连接。丝杆135外端装设有摇柄。拧转丝杆135能够调节连接轴133之间的水平距离，从而通过连杆132调节下连接座131和上连接座134之间的竖直距离。当正向转动摇柄时，升降器变形上升可到20cm，通过抬升臂提升电缆可上升20cm。当反向转动摇柄时，升降器变相下降至原位置，电缆在重量作用下下降至相应位置。抬升器选用常用的车用丝杆升降器，力矩大，施力稳定，可同时抬升3相2500mm²铜芯电缆。为了保证装置能够通过隧道电缆工井中，装置设置为可折叠拆分的形式，具体结构为：支撑臂11与上套环8铰接，承力梁柱5上端装设有用于吸附支撑臂11的磁铁10，当支撑臂11向上转至纵向竖直时，支撑臂11的上端能够与磁铁10吸接，从而使支撑臂11处于收起固定状态。底座1装设有下套环4，承力梁柱5可拆卸的插设于下套环4中。运输移动时，可将底座1与承力梁柱5分离。装置整体框架使用方钢制作，在承力时不变形，且组织使用时牢固稳定。三．使用方式及效果1.使用方式1）在进入隧道时，将支撑臂转动至垂直角度，利用磁铁使其吸附收紧。底座1之上的部分作为一个整体，和底座分别通过工井进入隧道。2）进入隧道后将承力梁柱安装到下套环中，将装置组装成一个整体。使支撑丝杆向上旋转，确保装置在移动时四个移动滑轮水平。3）当拟抬升电缆为单根时，在电缆拟抬升处，将支撑臂从磁铁上取下，保持水平。根据隧道排水沟深度将支撑丝杆向下旋转，确保装置在隧道排水沟上底座处于水平。4）根据拟抬升电缆位置和高度，调整好中套环位置，用固定销插入承力梁柱的定位孔中，确保中套环保持固定，将底座深入电缆支架底部，确定装置整体保持水平。5）移动移动支撑托和拟抬升电缆在同一垂直平面，确保抬升时电缆在移动支撑托中。手摇升降器摇柄或使用电钻转动丝杆，使升降器变形进一步使支撑臂受力，局部抬升5-20cm。6）在完成更换完支架或加装防火板、安装智能监测装置任务后，反向手摇摇臂带动升降器的丝杆转动使将支撑臂降落，再将底座升降支撑杆收回，完成操作。7）当拟抬升电缆为多根，比如三相“品”字型排列为一个整体时，不便于固定在移动支撑托中，此时可以直接使用支撑臂进行整体抬升。2.使用效果装置研制成功后，首先在国网临沂供电公司实训中心进行模拟实验，经实验合格后，又在临沂公司电缆隧道施工中使用抬升支撑100余次。经过测试，装置可同时抬升电缆支架上的3*2500mm²铜芯电缆，抬升最大高度20cm,每次操作时间2.5min，解决了以往电缆安装在电缆支架上后无法进行局部抬升支撑再施工的问题。另外，装置装置结构简单，为组合式，分拆时方便通过电力工井进出电缆隧道，也避免重量较大对人产生意外伤害。装置支撑臂可以折叠，减小体积。装置利用丝杆升降器进行抬升，相比较液压升降器、棘轮升降器，操