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一种安全高效的特高压线路跨越高速铁路技术

更新时间:2016-07-05

0 引言

特高压输电具有输电容量大、输送距离远、覆盖范围广、损耗低、占地少的显著优势,对资源优化配置、服务经济发展、大气污染防治具有重要意义。按照“十三五”规划,到2020年,我国特高压线路长度将达到8.9万km。

与此同时,近年来高速铁路发展迅速,运营里程已经超过2万km,不可避免地将遇到特高压线路跨越高速铁路的情况,跨越过程中的问题也越来越突出。

面对诸如高速铁路跨越“天窗期”短,跨越架搭设工作量大,跨越高度受限,施工费用较高,跨越架稳定性较低等问题,如何安全、高效、经济地跨越高速铁路,这是特高压建设面临的一项重要课题,亟待解决。

其实,留意一下以往的北京卷,就可以发现蕴含着进化与适应的生命观念的命题并不鲜见。例如,2016年“豹的引种”、2014年“病毒与野兔”、2013年“安第斯山长舌蝠与长筒花”、2012年“金合欢蚁与金合欢树”等。但因为都是选择题,所以很难完整地进行学科素养的考查。

上个世纪80年代,有着高原明珠美誉的滇池生态系统遭到严重破坏。党中央、国务院和云南省委、省政府高度重视滇池水污染防治工作,将滇池治理列为我国生态环境保护和水污染治理的标志性工程。“九五”以来,国家连续4个五年计划将滇池纳入“三河三湖”治理重点。

1 跨越施工现状

当前,国内电力线跨越铁路、公路和电力线路的施工技术,主要分为无跨越架和有跨越架2类。无跨越架施工,主要是利用跨越档两端的铁塔安装辅助横梁,在辅助横梁之间设置封顶杆、封顶网;有跨越架施工,主要包括组立专门的跨越铁塔、金属结构跨越架和钢管、毛竹跨越架,在跨越铁塔或跨越架之间架设封顶网。

上述2类跨越技术各有以下优缺点。

(1) 无跨越架施工成本低、不受交叉跨越角影响,但跨越高度有限。

现代科学技术的发展和应用,促进了编辑手段和出版过程的智能化、自动化和电子化,这种在新时代下呈现出来的新变化是编辑出版新功能和特点的展示。因此高校专业学生不仅要熟练掌握有关编辑出版理论和实践有关的知识,同时还应该开设现代编辑出版专业需要的信息技术工具学习课程,对于电子和网络出版物制作和发布有关的知识要了如指掌,这才是新时期用人单位需要的。

(2) 有跨越架施工可分为4种,其中组立专门的跨越铁塔,具有机械强度高,可按跨距和线路宽度设计铁塔高度和横担宽度的优点,但成本高、施工周期长;金属结构跨越架组立灵活,架体可重复利用,但受地形影响大;钢管和毛竹跨越架取材方便、不受地形限制,但搭设高度、跨越距离受限,架体强度和稳定性较差。

由于高速铁路自身的特点,每天只有2—3 h的“天窗期”施工时间,以往的跨越技术逐渐显现出不适应性,因此不停运高速铁路跨越设备的研究迫在眉睫。

2 不停运跨越设备总体设计和结构组成

2.1 总体设计

不停运跨越设备是一种能迅速搭建的跨越高速铁路的金属支架体,采用“一相线一组跨越架、三相线三组跨越架”的方式。该跨越架由2组带旋转臂的支柱和2组搁柱组成。使用时,将带旋转臂的支柱和搁柱分别搭建在线路两侧,在铁路“天窗期”将跨梁旋转至铁路对面,完成跨越设备的对接,形成对高速铁路的跨越桥形防护装置。自带的行走小车铺设跨越桥面,并将初级导引绳跨过铁路,再由初级导引绳逐级牵引导引绳、牵引绳直至导地线,完成高速铁路跨越架线的施工。

如果1个“天窗期”不足以完成整个放线工作,可在高速铁路运行前将跨梁旋转到铁路的一侧,在下1个工作日“天窗期”继续施工。这样就解决了必须在铁路“天窗期”进行架线施工的问题,提高了跨越施工的安全性,也提升了施工效率。

2.1.1 跨越对象参数

1 000 kV特高压电力线路;按8分裂630/80导线考虑;单次展放4根导线。

2.1.2 跨越设备参数

立柱呼高45 m,总高57 m;旋转跨梁水平正反向旋转180°;立柱和旋转跨梁通过旋转支座进行连接,在旋转支座下方和立柱中段分别布设拉线,拉线对地夹角不超过60°。跨越桥面长36 m,宽8 m;跨越设备耐受最大风速30 m/s(11级风)。封顶桥面布置有间距为2 m的悬垂型水平横杆,其中均匀布置、悬挂5根主承力梁;另外,间隔布置11根辅助承力梁。

此外,设计安全系数为2.5。

2.2 设备的结构及组成

在跨越设备4根立柱上各设2层拉线,确保工作状况下对架体有足够的水平约束反力。

2.2.1 架体

架体包括组合式基础、立柱、搁柱、桅杆、跨梁、平衡梁及加强型连梁等。立柱结构为方形断面900 mm×900 mm,跨梁结构为方形断面600 mm×600 mm。

2.2.2 动力系统

跨梁就位时,若跨梁略高于搁柱,则可以通过调节顶升系统,使跨梁搁在柱顶上,完成安装。

2.2.3 转向系统

小学低年级学生的内心不够专注,容易被其他事物分散注意力,这时我们教师就要运用巧妙的手段来帮助学生排除一些事物的干扰,引导学生将注意力放在文章之中。在进行低年级语文阅读教学时,我就引导学生用手眼相结合的方法来专心阅读。例如,在进行文章阅读时,我就要求学生在手里拿着笔去做一些标注。手里有了笔,学生在遇到一些难以理解的句子时就可标注下来,而不是因为句子难懂而跳过或者直接放弃文章;手里有了笔,学生就可以将文章中的细节圈出来,从而更加专心地阅读文章;手里有了笔,学生的注意力就集中了起来,阅读效率就能得到提高。随着这种阅读与记录同时进行的习惯的慢慢养成,学生在阅读时的专注程度就会不断提高。

转向系统由电机、减速机、旋转齿圈、离合器组成。电动机通过变速机构多级减速,带动跨梁慢速旋转。离合器用于接通、脱开动力,可用手动的方法精确控制跨梁旋转移动定位,完成安装。电机、离合器的通断可以在塔下用电气箱控制,也可通过遥控器在铁路对面控制。

2.2.4 调幅系统

调幅系统由跨梁-桅杆调幅滑车组、调幅绳、转向滑车、手拉葫芦组成。跨梁旋至铁路对面与搁柱安装时,垂直方向就位较为困难。调幅系统可以收紧葫芦,按适合搁柱的高度调整2个调幅滑车之间的距离,从而抬高跨梁端部,方便就位。

2.2.5 顶升系统

所配各电动部件动力由1.5 kW发电机供电。动力系统工作电压为380 V,遥控器、信号灯系统电压为220 V。

2.2.6 拉线和平衡系统

综上,B水库第一种方法生产经营分摊比例取值为1;第二种方法不考虑重复库容因素,但考虑死库容因素,分摊比例为0.89,第三种方法重复库容和死库容因素均不考虑,分摊比例为0.87。

不停运跨越设备由架体、动力系统、转向系统、调幅系统、顶升系统、拉线和平衡系统、拉索系统、桥面铺设系统组成。

对照组(不加药)在不同时间点对PC3细胞的凋亡作用差异无统计学意义(P>0.05);雷公藤内脂醇的浓度为10、20、40 nmol/L时,培养PC3细胞12 h、24 h、48 h后对PC3细胞的凋亡作用差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

为保证跨梁顺利转到铁路对面与搁柱安装,在桅杆对面设置装有混凝土预制块的平衡梁。平衡梁包括1节锥节(3.3 m)、1节平衡节(3 m),可保证顺利旋转通过立柱间隙(2个立柱间隙距离8 m)。

2.2.7 拉索系统

2.3.2 响应面回归模型的建立及显著性检验。运用Design-expert 8.0软件对表2中的GASP提取率进行回归分析,建立回归模型。根据公式(1),得GASP提取率回归方程(编码方程)为:Y=2.54+0.10×A+0.38×B-0.32×C-0.12×A×B+0.33×A×C-0.23×B×C-0.38×A2-0.50×B2-0.36×C2。

平衡梁近端与摇臂座连接,远端用固定拉索与桅杆顶滑车连接。跨梁近端与摇臂座连接,在其16 m处通过调幅滑车连接,并在其15 m处打上二保拉线。

2.2.8 桥面铺设系统

2个跨梁相距8 m,在其下方各安装1个小车行走的轨道。跨越设备的桥面由2 m 1档的金属圆管铺成,圆管的两端分别与2根轨道上的小车连接。当小车在绞盘的作用下沿轨道行走时,可带动桥面圆管向铁路对侧前行铺设。

3 跨越高速铁路的安全问题

3.1 安全距离的确定

高速铁路接触线电压等级为27.5 kV,跨越架或封顶网离开接触线1.5 m便可满足电气安全距离要求,因此电气距离不是决定性的因素。

DL 5009.2—2013《电力建设安全工作规程第2部分:电力线路》中的跨越架与高速铁路的最小安全距离如表1所示。

表1 跨越架与高速铁路的最小安全距离

垂直距离(1) 封顶网(杆)距铁路轨顶 不小于12 m(2) 封顶网(杆)距铁路电杆顶或接触线 不小于4 m

3.1.1 跨越架水平距离的确定

大刀阔斧的3年改革卓有成效,2000年,国有大中型企业改革和脱困三年目标基本实现。改革丢掉了包袱,留下了优良资产,但是也让2000多万工人下岗。国企众多的东北地区发生的下岗潮成为那个年代难以磨灭的印记。

按照跨越复线高铁考虑,中国高速铁路标准轨距为1.435 m,高铁线间距(即两线路中心线的距离)为5 m。根据表1数据,现取跨越架与铁路附加导线水平安全距离7 m计算:

高速铁路两侧跨越架架面距≥7+1.435+5+7=20.435 m。考虑到1.3的安全系数,架面距≥20.435×1.3=26.565 5 m。

昨日欢聚,今朝又赴前程,历史的车轮驶进2019。这是一个“船到中流浪更急,人到半山路更陡的时候,是一个愈进愈难、愈进愈险而又不进则退、非进不可的时候”,也注定了2019年又是一个新时代的开篇之年。

因此,跨越架架面距应大于30 m。

3.1.2 垂直距离的确定

高速铁路接触线距轨顶5.7 m,上部结构尺寸1.7 m,共7.4 m。

移动学习平台数据库设计分为本地、数据库两部分。本地数据库主要用于存储学生错题集、收藏夹和答题记录信息。使用Litepal工具创建本地数据库。云端数据库主要用于存储学习资源和学生做题情况的相关内容,包括用户表、课程信息表、课程模块表、知识点表、班级表、课程资源表、题目表、试卷表、提问信息表等。通过BMob云服务平台提供的接口建立云端数据库。系统数据表如表1所示。

按表1(1)计算,垂直距离≥12 m;

按表1(2)计算,垂直距离≥4+5.7+1.7=11.4 m。

由于跨越架的架体为网格形式,因此需要乘以相应的折减系数,即:

由式 (1)可得:vh=8.3 m/s,vv=6.2 m/s。

因此,封顶网至轨顶距应不小于15 m。

3.2 跨越架架体气动力分析

气动力分为水平气动力和垂直气动力,水平气动力可由图1中最顶部的曲线查取。根据相关资料,跨越架至铁路轨道中心线的距离D应大于8 m。列车行驶速度为350 km/h,跨越架与铁路轨道中心的距离D为8 m时,水平方向折算气动力qh=0.22 kN/m2;垂直方向折算气动力qv=2qh(7D+30)/100=0.378 kN/m2

由于实际施工时,干扰因素较多,应考虑必要的安全裕度,同时还应考虑施工布置的便利。因此,垂直距离按距电杆顶4 m考虑,再考虑地基的下沉、拉索的伸长及绝缘绳的弧垂等下垂因素,即考虑1.3的安全系数,则有:封顶网至轨顶距=(4+5.7+1.7)×1.3=14.82 m。

qh=0.22×0.195=0.043 kN/m2

qv =0.378×0.064=0.024 kN/m2

图1 驶过的列车对建筑物或构件的气动力曲线关系

注:a表示列车速度为160 km/h;b表示列车速度为180 km/h;c表示列车速度为200 km/h;d表示列车速度为220 km/h;e表示列车速度为250 km/h;f表示列车速度为300 km/h;g表示列车速度为350 km/h。

列车通过引起风速可按式(1)计算:

注 2.1 不难证明,对于全序剩余格(L,⊗,→)而言,(a→b)∧(b→a)=(a→b)⊗(b→a)。因此在[0,1]剩余格中的度量ρ也可以表示为ρ(a,b)=1-(a→b)⊗(b→a)。

其中:ρ为空气密度,取1.25 kg/m3;v为折算风速;q为折算气动力,kN/m2

矿业类高等院校的教学目标是培养实践能力、创新能力强且安全意识高的研究型高级工程技术人才,而煤炭行业属于作业环境特殊的高危行业,为加强学生对行业背景的充分了解和适应能力,在本科教育阶段加强课堂理论教学的同时需要更加重视实践教学方面的建设。

即:高速列车驶过时所产生的水平风压相当于5级风力(5级风速为8.0—10.7 m/s),而垂直风压相当于4级风力(4级风速为5.5—7.9 m/s)。

本跨越设备按照抗11级风标准设计制造,足以满足现场使用抗风要求。

3.3 跨梁转动速度控制

跨越设备在搭设完成后,跨越桥面由4根落地立柱支撑,且每根立柱均有4角拉线拉紧,属于稳定支撑结构;其相对不确定因素出现在旋转过程中,整个机构需要考虑静态平衡和动态平衡。静态平衡主要由重量引起,跨梁的自重由平衡梁平衡;动态不平衡主要由旋转加速度造成,因此跨梁旋转力求平稳,旋转速度不能过快,总旋转角度90°,约7 min完成1个工作行程比较合适。

转动线速度可按式(2)计算:

其中:v为转动线速度;L为旋转臂长;T为旋转周期。

v=2×3.142×36/(4×7)=8.08 m/min。

因此,跨梁转动线速度控制在小于8 m/min为宜。

3.4 立柱下沉

不停运跨越设备以4根立柱立于地面,防范被跨物承受展放导线时可能产生的坠落风险。也就是说,要保证跨越设备的安全搭建和使用,首先要保证4根立柱没有下沉隐患。

根据应力分析结果,可计算各柱对地面的最大压力值,如表2所示。为防止立柱下沉,在跨越设备的4根立柱下方各配制1块地基,每个地基由4小块地基板组合而成。组合地基直接安装在操平的地面上,立柱与地基用螺栓连接,以满足立柱地基稳定问题。

表2 跨越设备地基应力计算 kN

柱4(无桅杆)正常情况 841.7 213.5 188.9 232.1 207.2导线坠落 844.6 226.2 198.6 223.3 196.5工况 基地总反力柱1(有桅杆)柱2(无桅杆)柱3(有桅杆)

3.5 跨越架架顶宽度

选用8 m的架宽,可满足架线时对风偏的要求,同时保证架体结构整体受力平衡。

4 结束语

该跨越设备在锡盟-山东1 000 kV交流特高压输电线路、蒙西-天津南1 000 kV交流特高压输电线路、榆横-潍坊1 000 kV交流特高压输电线路工程中应用成功。

根据铁路部门给定的“天窗期”,提前在被跨高速铁路两侧、安全作业范围内组立跨越设备。待接到允许跨越的通知后,将跨梁旋转、与搁柱连接,利用跨梁上的轨道和小车完成跨越桥面的铺设工作,旋转、封网共计用时38 min,验证了该设备在不停运跨越高速铁路方面的安全性和可行性。同时,与传统跨越架相比,该设备能极大地减少因搭设跨越架而占用的土地面积,每项跨越工程可节约资金67 000元,具有良好的经济效益。

参考文献:

1 刘振亚.全球能源互联网[M].北京:中国电力出版社,2015.

将两组股神经皮支和肌支放入培养皿中置于电冰箱中-20℃预冷2 h,结束预冷后置于真空冷冻干燥机升华干燥24 h,将两组神经组织置于液氮中以钝器敲击神经中段,形成不规则脆断。将各标本于E-1045磁控溅射器中进行喷金处理,将固定有移植物标本的金属底座移至S4800场发射显微镜扫描电镜内,调整坐标及焦距,真空条件下对各神经组织进行表面及内部超微结构观察并记录。

2 国家能源局.DL 5009.2—2013《电力建设安全工作规程第2部分:电力线路》[S].北京:中国电力出版社,2014.

武瀚,卢自强
《电力安全技术》 2018年第03期
《电力安全技术》2018年第03期文献

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