郭 勇，熊凌彥，章自勝，智 李

（1.湖北省送變電工程公司，湖北 武漢 430063；2.三峽大學(xué)，湖北 宜昌 443002）

0 引言

湖北地理、氣候復(fù)雜，電力設(shè)備地處野外、山區(qū)，容易遭受冰災(zāi)、龍卷風(fēng)、泥石流、地質(zhì)等自然災(zāi)害損壞[1-3]。目前電網(wǎng)搶修工作，由于無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和搶修工作方案，搶修的組織、物資、設(shè)備、后勤等工作的準(zhǔn)備和實施隨意性大，往往造成現(xiàn)場指揮不暢、組織不力、物資不能及時供應(yīng)、工器具與現(xiàn)場實際不符、后勤保障無法滿足前方要求等問題[2-4]。而電網(wǎng)的應(yīng)急搶險救援裝備在搶修工作中起著至關(guān)重要的作用，目前朝著集成化、智能化、專業(yè)化、模塊化的方向發(fā)展，使救援人員在進行應(yīng)急搶修工作時，方便、快捷取放工器具，用最短最快的時間處理所生的故障，保障救援搶險工作的高效、順利進行[5-6]。

1 湖北地區(qū)地理氣候特點

1.1 地理氣候特點

湖北省地處長江中游，三面環(huán)山，中間環(huán)抱著江漢平原，形成了向南部敞開的不完整盆地。受亞熱帶氣候季風(fēng)影響，四季氣候特征分明，降水、氣溫的日、月、年際變化幅度較大，可能發(fā)生暴雨、干旱、強對流等多種氣象災(zāi)害，是全國氣象災(zāi)害發(fā)生較為頻繁的省份之一。當(dāng)前，氣象災(zāi)害已成為制約人類社會和經(jīng)濟可持續(xù)性發(fā)展的重要因素。由于湖北省內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜、降雨豐沛、人類工程活動強烈等因素，造成地質(zhì)災(zāi)害種類多、分布廣、頻率高、災(zāi)情重，也是我國地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)省份之一[7]。湖北電網(wǎng)位于華中電網(wǎng)的中心,在華中電網(wǎng)乃至全國聯(lián)網(wǎng)中處于重要地位,既要為湖北省經(jīng)濟發(fā)展和人民生活提供電力保障,又擔(dān)負(fù)著西電東送、南北互供、跨區(qū)跨省優(yōu)化配置電力資源的重要任務(wù)。

1.2 典型氣象災(zāi)害

“8.6”鄂西北暴雨災(zāi)害，2012年8月6日晚，十堰、襄樊地區(qū)遭受暴雨襲擊，500 kV十樊一回線170號因山洪爆發(fā)造成倒塔跳閘，十堰公司三名職工駕車在前往現(xiàn)場搶修路途中遭遇山洪失蹤。事件發(fā)生后，檢修公司派出搶修隊伍進行搶修，8月10日十樊一回線恢復(fù)送電。國網(wǎng)湖北省電力公司應(yīng)急救援基干分隊按照應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組調(diào)遣，參與了三名失蹤職工的搜救任務(wù)[8-9]。

2014年湖北冰災(zāi)，2014年2月5日至2月19日，湖北境內(nèi)連續(xù)三輪大范圍低溫雨雪冰凍天氣造成公司系統(tǒng)內(nèi)部分電力設(shè)施不同程度覆冰及受損，其中，宜昌、恩施高海拔地區(qū)受災(zāi)嚴(yán)重，道路交通受雨雪影響，山高路險、道路覆冰造成搶修和物資供應(yīng)車輛通行困難，給抗冰搶險救援工作增加了難度。期間，累計造成湖北電網(wǎng)8條500 kV線路19次跳閘；6條220 kV線路、12條110 kV線路、25條35 kV線路、18座35 kV變電站、635條10 kV線路、10 928條0.4 kV線路停運；17 928基桿塔受損，19 402處線路斷線;10 704個配電臺區(qū)、812 996個用戶停電，占湖北公司用戶總數(shù)的4.46%；最大損失負(fù)荷71.52×104kW，占湖北公司總負(fù)荷0.036 1%。

2 電網(wǎng)應(yīng)急搶修裝備配置研究

2.1 應(yīng)急保障裝備框架體系構(gòu)建

近年來，自然災(zāi)害、突發(fā)公共事件等對生態(tài)環(huán)境、社會發(fā)展、人民生命財產(chǎn)造成極大破壞，國家應(yīng)急體系建設(shè)地位日益凸顯，構(gòu)建和發(fā)展不斷完善，國家應(yīng)急能力穩(wěn)步提高[10]。應(yīng)急救援力量作為國家應(yīng)急能力建設(shè)的重要組成部分，已逐漸成為維護國家經(jīng)濟建設(shè)成果和人民生命財產(chǎn)安全的重要方式。為保障應(yīng)急救援工作的有序進行，有必要建立應(yīng)急管理體系[11]，見圖1。

2.2 裝置配置總體方向

2.2.1 湖北電網(wǎng)應(yīng)急救援設(shè)備存在的不足

應(yīng)急救援基干分隊成立后，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)尚未建立一套行之有效的作業(yè)規(guī)范和手冊用于指導(dǎo)應(yīng)急救援桿分隊?wèi)?yīng)對各類突發(fā)事件的處置工作，而應(yīng)急救援基干分隊的部分任務(wù)領(lǐng)域涉及到專業(yè)救援等方面，系統(tǒng)內(nèi)的各項工作標(biāo)準(zhǔn)不能適用于應(yīng)急救援基干分隊，使得在開展各項應(yīng)急處置工作時，基本處于“無章可循、無據(jù)可依”的狀態(tài)[12]。

目前救援搶險工具采取零散裝車，多以貨車、吊車等運輸。無法達(dá)到作業(yè)的集成化、智能化、專業(yè)化，導(dǎo)致救援搶險工作無法高效開展[13-14]。

2.2.2 案例分析

2012年“8.6”鄂西北暴雨災(zāi)害，應(yīng)急救援基干分隊救援三名失蹤職工。參加此次任務(wù)時，應(yīng)急救援基干分隊剛剛組建，并按照命令安排，調(diào)集人員和物質(zhì)，但由于沒有任何實戰(zhàn)經(jīng)驗和工作標(biāo)準(zhǔn)，隊伍在出動準(zhǔn)備開始均出現(xiàn)一系列的問題。如在物質(zhì)準(zhǔn)備時僅憑想象準(zhǔn)備器材和物質(zhì)，到現(xiàn)場后由于沒有攜帶照明燈具導(dǎo)致夜間搭設(shè)沖鋒舟十分困難，攜帶的發(fā)電機功率過小，無法驅(qū)動充氣泵給沖鋒舟充氣，后經(jīng)多方協(xié)調(diào)，在附近農(nóng)戶取電才完成了沖鋒舟的充氣，但也嚴(yán)重耽誤了工作計劃安排。另外，現(xiàn)場后勤保障裝備和物質(zhì)沒有準(zhǔn)備，導(dǎo)致現(xiàn)場作業(yè)人員無休息場所，餐飲也無法滿足需要，部分隊員出現(xiàn)中暑現(xiàn)象，現(xiàn)場攜帶的海事衛(wèi)星電話也由于無話機而根本無法使用。

2014年2月份湖北地區(qū)遭受低溫雨雪冰凍天氣襲擊，湖北宜昌、恩施、咸寧等地區(qū)受災(zāi)嚴(yán)重，部分電網(wǎng)受損。公司在第一時間出動應(yīng)急隊伍進行保電和搶修，面對冰封的道路，參加500 kV蒲咸一、二回保電工作的車輛行進艱難，保電人員上山前往塔位的路途中，也由于山體表面全部是冰雪而無法前進，極大地影響了保電工作效率。2月13日，公司接國網(wǎng)湖北省電力公司通知，派出搶修隊伍對恩施巴東縣35 kV小場線進行搶修，由于公司主要從事的是220 kV及以上主網(wǎng)的建設(shè)，面對電壓等級為35 kV的輸電線路，施工工器具根本無法使用，只能向當(dāng)?shù)毓╇姽窘栌脤I(yè)工具。

針對湖北電網(wǎng)目前救援搶險存在的不足，結(jié)合國內(nèi)外經(jīng)驗，對電網(wǎng)應(yīng)急搶修裝備配置進行研究，來應(yīng)對突發(fā)的自然災(zāi)害對電網(wǎng)帶來的風(fēng)險，研制救援搶修移動裝備，使救援搶險工作朝著集成化、智能化、現(xiàn)代化發(fā)展[15]。

3 應(yīng)急保障裝備移動系統(tǒng)配置方案

該應(yīng)急保障裝備移動系統(tǒng)，具有廂體設(shè)計、廂體工藝、器材架設(shè)計、內(nèi)飾和外飾、供配電系統(tǒng)、方艙升降機構(gòu)設(shè)計。共包括兩套方艙設(shè)計，分別為搶修工具方艙、應(yīng)急裝備方艙。

3.1 廂體設(shè)計

廂體采用鋼骨架鋁蒙皮，具備良好的機械性能保證結(jié)構(gòu)不被破壞及損傷，當(dāng)廂體結(jié)構(gòu)為了保證廂體強度和剛度，廂體骨架采用空間框架結(jié)構(gòu)，并起到承載廂體負(fù)荷的作用，具備一定的強度，并有一定的剛度及抗扭曲、抗變形、抗疲勞的特點。

在設(shè)計過程中，整車建模進行模態(tài)分析與受力計算，根據(jù)廂體內(nèi)設(shè)備的布局位置與重量，實際路況上行駛的受力狀況，使用仿真計算節(jié)點分析，對廂體的每一節(jié)點分析其最大受力狀況和變形量，然后通過回歸方程式分析廂體最大受力狀態(tài)，集中荷載狀態(tài)、最大變形狀態(tài)等，最后通過工程優(yōu)化理論完成廂體骨架設(shè)計圖。

3.2 搶修工具方艙設(shè)計圖

該線路搶修工器具移動自卸系統(tǒng)，具體設(shè)計包括：廂體設(shè)計、廂體工藝、器材架、內(nèi)飾和外飾、供配電系統(tǒng)、方艙升降機構(gòu)。廂體結(jié)構(gòu)設(shè)計上，選擇鋼骨架鋁蒙皮，廂體骨架是保證廂體強度和剛度而構(gòu)成的空間框架結(jié)構(gòu)，并起到承載廂體負(fù)荷的作用，同時還連接廂體蒙皮及附件，因此廂體骨架除了要有一定的強度外，還要有一定的剛度及抗扭曲、抗變形、抗疲勞的能力。方艙設(shè)計考慮了搶修時間，采用了翼開門設(shè)計；廂體的側(cè)面布置圖、左右布置圖見圖2和圖3；艙內(nèi)物品布置合理、緊湊、具有足夠的搶修救援工具，艙內(nèi)物品布置見圖4。

圖2 廂體側(cè)面布置圖Fig.2 Body side layout

圖3 廂體前后面布置圖Fig.3 Front and back of body layout

3.3 應(yīng)急裝備方艙設(shè)計圖

該裝備方艙的廂體側(cè)面布置（見圖2），外形尺寸和搶修工具方艙一樣；廂體的左右布置圖見圖5；艙內(nèi)物品布置見圖6。

圖4 搶修工具方艙艙內(nèi)物品布置圖Fig.4 Repair tool square cabin items arrangement

圖5 廂體前后面布置圖（廂體側(cè)面布置圖）Fig.5 Front and back of body layout

圖6 應(yīng)急裝備方艙艙內(nèi)物品布置圖Fig.6 Emergency equipment application in items of plan

說明：1）方艙使用鋼骨架、鋼板蒙皮結(jié)構(gòu)。2）艙內(nèi)側(cè)壁鋪花紋鋁板。3）艙內(nèi)重型設(shè)備艙內(nèi)鋪花紋鋼板，其余鋪鋁板，鋁板上貼地板革。4）該升降支腿只能承載8 t，廂體、廂體內(nèi)骨架及安裝輔件等總質(zhì)量約4 t，建議所裝設(shè)備總質(zhì)量不要超過4 t。

3.4 升降機構(gòu)設(shè)計

升降機構(gòu)由升降機構(gòu)、連接座、底座及其附件構(gòu)成(見圖7)，可以方便地把方艙從裝載車輛上卸下和裝上，使得方艙擺脫了吊車或鏟車配套使用的限制，在場地狹小，吊車、鏟車無法開進的情況下，升降結(jié)構(gòu)是一個必不可少的裝卸工具，大大地提高了其機動性和適應(yīng)性,并具備以下功能：1）手動升降；2）任意工作狀態(tài)停止；3）在任意位置上可自鎖工作。

圖7 升降機構(gòu)設(shè)計圖Fig.7 Lifting mechanism design

4 結(jié)論

本文是在對湖北電網(wǎng)的安全運營情況進行調(diào)查和分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)了湖北地區(qū)自然災(zāi)害類型與特征，并在電網(wǎng)公司現(xiàn)有搶修和救援工具的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際情況，構(gòu)建了應(yīng)急救援框架體系，研制了應(yīng)急救援裝備和搶修裝備，改善應(yīng)對自然災(zāi)害救援的現(xiàn)狀[16]。

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