宝珠寺水电站G13 隔离开关吊装设计及施工分析

陈亮宇

（华电四川发电有限责任公司宝珠寺水力发电厂，四川 广元 628003）

引言

宝珠寺水电站位于四川省广元市境内，电站装有4 台单机容量175MW 水轮发电机组。13F 机组自1997 年投产发电以来，是G13 隔离开关第一次进行检修整体更换，现场作业空间狭小，起重设备无法到场，预埋吊点与设备位置偏移较多，用传统方式、方法无法做到正常起吊，起吊工作难度大。通过对现场实地测量，对G13 隔离开关施工吊装进行优化改进。

一、方案制定

2020 年5 月宝珠寺电站13F 机组A 修期间，检查发现G13 隔离开关设备严重老化，存在重大安全隐患，不能满足发电机组安全稳定运行①，须对其进行整体更换，根据厂家提供的设备尺寸，结合现场实际情况，制定施工吊装方案，决定对运送到现场的设备进行“先分解，后组合”。将新设备GN-24(A)隔离开关成套设备拆分为A、B、C 相单个隔离开关和一个公用底架以及隔离开关三相连动装置(如图1)。

图1 整体装置拆分部分

（一）设备尺寸

原设备尺寸为直径1400mm 的圆柱体金属外壳。新设备GN-24(A)隔离刀闸成套装置，每台产品由三个单极组成（每个单极最宽处为1618mm），其安装在同一底架上，并封装在金属外壳内；隔离开关配用电动操动机构，传动方式为三相机械连动，GN-24(A)隔离刀闸成套装置的三个单极均独自包含一个底架，其中A 相为近机构侧，BC相结构完全相同，三相再固定在一个共用底架上。隔离刀闸成套装置采用整体运输，隔离开关及相应的操动机构在厂内已安装、调试完毕，完成二次配线并试验合格。运送到现场后需对A、B、C 相隔离开关、整体安装底架以及隔离开关三相连动装置进行拆卸，各个部位再依次运输到安装位置。

（二）现场情况

宝珠寺电站13F 机组G13 隔离开关位于水轮机层10KV 室侧钢构架上，现场测量离地面约4 米，起吊工作难度大，空间狭小，起重设备无法到场，除A、B、C 三相上、下游侧斜方向有预埋吊点，正上方无其他吊点。

二、“吊点设计”

单相设备吊点选取是将钢丝绳通过底角四个吊环连接，为防止起吊时侧翻，在设备顶部加装四个吊耳(如图2)。在中控楼二楼左岸吊点处悬挂一根4 米的单股钢丝绳，再挂接一个型号承重2T 链长10 米的手拉葫芦，用于倒运新设备。

G13 上方吊点当采用单吊点起吊时，假设单吊点起吊高度为h1（如图3）,会有以下缺点：

a、起升高度低于支撑桥架的高度，不能将设备吊装到支撑架平台。

b、单吊点起吊手拉葫芦拉链悬于空中，不便于操作。

c、单个手拉葫芦不便于设备吊装到平台后，对设备进行调整。

当采用双吊点起吊（如图4），图中菱形为G13 上、下游预埋吊点。在两吊点之间加装一根Φ60 的无缝钢管，将吊点空间平移到设备的正上方。双吊点的起升高度h2，经过测量能够满足吊装要求将新设备吊装到支撑架平台。

三、正式吊装

现场检查支撑桥架与墙面空间狭窄，且有伸出支撑桥架的底座及角铁。因G13隔离开关单相尺寸较大，无法正常安装。需切除伸出G13 隔离开关支撑桥架以外的底座及角铁。切割过程中，动火作业现场铺设防火石棉毯；配备一瓶消防灭火器；设置专人对现场作业进行监护。

新设备进场验收合格后，在安装间进行拆分，运用液压叉车、木方进行倒运，再从中控楼二楼左岸吊点处将设备吊至水轮机层10KV 室，公用底架重量较轻，从右岸将其用人力运送到房屋顶部，原设备安装如图5 所示，安装前，锯掉图示部分的三根X 向横梁，保证锯掉后的上表面距离母线外壳中心线距离高度大于819mm。

吊起三相共用底架(其底部支撑腿已拆除，拆除后约重230kg)，使其坐落于原安装位置的Y 向横梁上。注意按照图示位置保证共用底架的安装方向。

采用点焊方式焊接三相共用底架，其下表面与图5 中Y 向横梁焊接时添加调整垫片，以保证每相隔离安装表面到母线外壳中心的距离均为819mm；水平面内，底架两侧端面距离母线外壳安装表面距离均为258mm；端面距离C 相母线外壳中心距离为650mm，三个尺寸误差均不超过±2mm。

图5 原设备安装实物图

用C 相上方两个手拉葫芦起吊并调整A 相隔离开关，将其吊至底梁平台高度，用B 相上方两手拉葫芦吊钩挂在悬空的A 相隔离开关吊点上，拉动B 相手拉葫芦受力，同时松C 相手拉葫芦，将A 相隔离开关倒运至B 相位置，同理再次利用A 相与B相手拉葫芦将其运至A 相正下方。用同样的方法将需更换的A、B、C 三相隔离开关调运到位。保证每相中心线与母线外壳中心线重合，两侧箱体端面到母线外壳安装面距离均为200mm，隔离开关相间距为1200mm，误差均不超过±2mm。注意单相隔离开关在底架上的安装方向。将A、B、C 三相隔离开关用手拉葫芦吊起底梁，再把底梁挪动到隔离开关下面。用手拉葫芦调整隔离开关与底梁的相对位置。调整完毕后将隔离开关与底梁用螺栓进行连接，底梁与桥架焊接牢固。

（一）安装电动操动机构及三相连动连杆

安装连杆，依次安装连杆组件，通过销将各个连杆与每相隔离开关的拐臂连接起来，各个销都安装开口销，以保证不会窜动，各接触平面间添加一个铜垫片。

安装电动操动机构，用M16x70 螺栓和M16x85 螺栓各两个，将电动操动机构固定于A 相隔离开关横梁上，螺栓安装牢固后。再将组件连杆的另一端连接到电动操动机构的拐臂上。(注意：按照图示保证各连杆与拐臂的上下位置关系，连杆、销均需在拆卸时做标记，原位安装。)

（二）内部导体连接

通过软连接1(零件图号G19315-L1)将隔离静侧导体与母线导体连接起来，每个软连接与静侧导体通过4 个M10x35 螺钉固定，与母线导体通过4 个M16x60 螺栓固定，依次固定八个软连接，动侧除所用软连接零件图号为G19315-L2 外，其余与静侧安装相同。

（三）橡胶隔震垫②安装

安装橡胶隔震垫，将母线外壳与箱体之间通过橡胶隔震垫连接起来，通过24 个M12x50 螺栓将隔震垫压环(G19315-L4)、隔震垫和箱体表面压紧，通过24 个M12x55螺栓将隔振垫压环(G19315-L4)、隔震垫和母线外壳表面压紧，隔离刀闸动静两侧安装方式完全相同。

（四）外壳与箱体连接

箱体外壳和母线外壳的连接，通过软连接(零件图号G19315-L3)将隔离箱体与母线外壳连接起来。安装过程中，将铜铝过渡垫安装在软连接与母线外壳的两个平面之间，如图15 所示。每个软连接与箱体表面通过4 个M16x35 螺钉固定，与母线外壳通过4 个M16x55 螺栓固定，依次固定八个软连接，隔离刀闸动静两侧安装方式完全相同。

（五）红外测温系统③安装

在箱体顶端盖板上开有φ37 的传感器开孔，将红外测温传感器安装在设备顶端的盖板上，正对着隔离开关触头连接处。安装时先将传感器座从盖板上方插入孔中，然后在下方用螺母固定，并用顶丝锁紧。

将封装好的顺时针传感器旋进螺纹孔，在安装时应注意传感器突出部件对准安装底座上的孔，传感器上的密封圈不被挤压，螺纹完全旋进去后用用扳手拧紧即可。在传感器损坏和检修需要拆解时，只需将传感器逆时针旋转即可拆下，传感器另一端通过电线连接在控制柜的温控仪上。

四、总结

吊装设备前必须确认起重设备。如：手拉葫芦、吊环、吊绳等的起重能力及产品自重，吊具是否完好，禁止盲目作业；不要对设备施加外力或重击管路、箱体等部位；解体设备箱盖后，要用塑料布包覆被解开的面，防止灰尘、杂质进入设备内部；进行高空作业必须使用安全带，且必须有专人监护。在调整三相隔离开关与底梁的相对位置时，为了保证底梁、隔离开关和上下游间隙保持一致，采用螺旋千斤顶或者液压千斤顶进行精调节。本次G13 隔离开关吊装，解决了吊点位置不正、起升高度不够、空间狭小等问题。降低了起重作业过程中的安全隐患，保证了本次起吊作业省时、省力、安全地完成。为宝珠寺电站其他机组隔离开关的更换留下了可行的、合理的施工吊装方案。