用静电屏蔽原理在高压线下进行桥梁安装

1 工程概述

苏嘉杭高速公路B5标2#桥中心桩号为AK020+118处, 跨越外塘河, 桥梁上部为8×20m的后张法预应力混凝土空心宽板梁, 下部构造为桩柱式墩台。大桥长160m, 桥宽31m。全桥共计有144片板梁, 其中最大重量约33T。

位于该大桥约3#孔和7#孔的上空有两组平行且相距约80m的50万伏华东电网输电线组 (供电于上海浦东区) , 高压输电线组与桥面的最小净空为14m (气温为18℃时测量) 。由于桥梁的上部结构为20米的板梁, 是一种较为常见的结构, 安装方案也是比较简单的:用一台50T, 一台25T吊车配合小导梁从桥梁的0#台逐孔安装。但在安装到第二孔时 (距一组高压输电中心约55m) , 从吊车臂传来的静电让人不能伸手, 手部, 脸部麻木, 特别是阴天, 明显看到静电在沿吊车臂在空中放电, 产生火花, 经用静电仪测量, 其静电压高达180V以上。施工无法进行, 为确保安全, 安装板梁的施工只好被迫停下并改变方案。

项目部随即向苏州市高速公路指挥部汇报了这一情况, 要想施工如期进行, 方案有两种: (1) 只有更改高压线路的走向或将输电铁塔升高, (2) 从施工现场看, 采用一种既能够规避高压输电线产生的静电又能安装的方案。但改变输电线路是根本不可能的事, 而升高输电铁塔的期限无法确定, 再说升高两组铁塔大约需要1000多万元的费用。再说即便是不计成本升高铁塔, 但从申报批示再到施工等环节没有一年的时间是办不到的。

该电网哪怕是只有即秒钟的供电中断都是不允许的。施工稍一疏忽, 将会造成不可估量的经济损失, 并将给国家带来极大的负面影响。

2 利用静电屏蔽的原理重新制定的安装方案

项目部利用全站仪反复测量, 掌握在不同的温度条件下, 输电电线距桥面作业点的最小净空, 并绘制了净空随温度变化的曲线图.有了施工的第一手资料, 又有苏州市供电局专家的指点, 我们大胆的提出了利用“静电屏蔽的原理”, 屏蔽掉高压输电线路产生的静电, (静电屏蔽:为了避免外界电场对仪器设备的影响, 或者为了避免电器设备的电场对外界的影响, 用一个空腔导体把外电场遮住, 使其内部不受影响, 也不使电器设备对外界产生影响, 这就叫做静电屏蔽) , 绝对保证最小净空安全距离的情况下, 利用架桥机来安装板梁.将方案上报苏州市高速公路指挥部后, 指挥部又请教于供电部门。其专家批示:一定要将施工设施的最大高度降低到足以满足最小安全净空距离 (9m) , 否则, 高压输电线路会在空中遇到物体后会释放静电而产生火花团, 造成输电事故。于是我们细化方案, 采取了新的如下措施, 以使施工中遇到的问题, 得到了圆满地解决。

(1) 重新加工架桥机的安装导梁, 在保证其使用性能安全的基础上, 最大程度地降低架桥机的导梁及其设施的高度。

(2) 采用裸铝线织成10cm×10cm的方格网作为高压线产生静电的屏蔽网覆盖在架桥机导梁及导梁两侧的上面。 (称作屏蔽网)

(3) 屏蔽网的上面和导梁的两侧覆盖3mm厚的橡胶绝缘板作为隔绝高压输电线与导梁间的电离层。

(4) 架桥机的导梁的两端用型号为YH-75多股铜芯线作为接地线, 使设备上的电荷 (如果有) 沿接地线传入大地。 (其原理见附图)

(5) 所有的施工用电操作开关都安装在两侧导梁边上, 作业人员在操作时躲在导梁的中, 在导梁行走时也方便进行操作。

3 施工中注意事项

(1) 聘请苏州市供电局的专家对每天的施工进行指点, 并就对在输电线下不同方位所产的静电进行测试分析, 用于指导施工。因风向不同, 空气湿度不同, 即使是在相同的地方也会产生不同的静电指导在施工作业时尽量避开静电产生比较大的地方。

(2) 合理调配作业时段, 避开阴雨雾天, 尽可能在晴天的上午9点到下午4点钟, 在气温超过30℃时, 停止安装作业。 (因气温过高, 两高压铁塔间的输电线由于热膨胀而使输电线呈倒抛物的顶端更低, 造成作业面与线路和净距离减少, 增加施工中危险。)

(3) 所有的作业人员都头戴安全帽, 脚穿绝缘鞋, 身着防静电服, 手戴特制的防静电绝缘手套。

(4) “全副武装”的电工人员及医务人员在施工现场值班, 做好意外事故的应急施救工作。

(5) 施工现场配备救生圈两只, 小船二艘, 以供水上救生应急之用。

(6) 施工现场设立警示牌, 严禁无关人员或没有佩戴防护服饰的人员进入施工作业区。

(7) 加强文明施工现场管理, 做到物流有序, 堆放整齐, 保持作业面通道无障碍作业时秩序井然。

(8) 每天施工开始时都要进行班前会晚上要进行技术总结, 要求所有操作, 均必须按照操作规程, 明确劳动组合和作业任务, 实行定岗、定员、定责。

(9) 服从安排, 统一指挥, 统一信号, 统一步骤。

4 结语

虽然安装20m的板梁在我们的桥梁建设中算不了什么, 但在如此的地理限制条件下施工, 却显的比较棘手, 从方案的制定到观察实施, 都需要把所掌握的专业知识灵活应用, 以科学的态度精细的工作作风和所有参战人员的齐心协力, 群策群力, 才能共同完成好我们所肩负的施工重任。

该方案安全顺利的实施, 为施工节省了时间和资金, 为苏嘉杭高速公路的苏州-—常熟段如期通车做出了应有的贡献, 而因此带来深远的社会效益。

摘要：在对施工净空高度受限制的高压输电线路下和不可能断电的情况下, 对其下穿的桥梁进行安装, 利用静电屏蔽的原理, 在位于设备的顶端及四周设置了金属“网”有效地克服了高压输电线路产生的静电对施工的影响和对施工人员的危害, 既节省了资金, 又省了时间。

关键词：屏蔽,静电,安装

参考文献

[1] 人教版物理教材.