输电线路全过程机械化施工技术研究

Electric Power System Equipment电力系统

Electric System2020年第2期

2020 No.2

输电线路全过程机械化施工技术研究

武卫国

（内蒙古电力勘测设计院有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010012）

［摘 要］近年来，在经济社会快速发展的背景下，电力资源逐步成为重要资源，影响着生产生活的各个方面，几乎所有行业的发展都离不开电力资源。而技术的进步推动了电力施工方式的转变，以输电线路为例，在传统的线路架设过程中，人力是主要的架设方式，有关人员面临着较大的工作任务与安全威胁。当前，在输电线路架设中，机械化施工技术取代了传统的人力方式。基于此，文章分析了输电线路全过程机械化施工技术的具体应用，有利于保障输电线路的质量，完善我国的电力网络。［关键词］输电线路；全过程；机械化施工技术；应用［中图分类号］TM752　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2020）02–0033–03

Research on Whole Process Mechanized Construction

Technology of Transmission Line

Wu Wei-guo

［Abstract］In recent years, in the context of rapid economic and social development, power resources have gradually become important resources, affecting all aspects of production and life. The development of almost all industries cannot be separated from power resources. And technological progress has promoted the transformation of power construction methods. Taking transmission lines as an example, in the traditional line erection process, manpower is the main erection method, and relevant personnel are facing greater work task pressure and safety threats. At present, in the construction of transmission lines, mechanized construction technology has replaced traditional manual methods. Based on this, the specifi c application of the entire process of mechanized construction technology of the transmission line is analyzed, which is conducive to ensuring the quality of the transmission line and improving China’s power network.

［Keywords］transmission line; whole process; mechanized construction technology; application输电线路是电力网络系统中的重要组成部分，其承担着重要的供配电任务。在传统的输电线路施工中，几乎所有的作业都是由人工完成的，而当前，随着技术的进步，机械化施工取代了传统的人力施工，不仅保障了施工的安全性，还大大减少了人力施工的压力，且机械化施工有效保障了施工的效率，节约了施工时间，有利于促进输电线路工程项目经济与社会效益的实现。因此，在输电线路工程中，全过程机械化施工技术为电力网络的可靠运行等提供了重要的技术支持。

1 输电线路全过程机械化施工技术的应用优势

1.1 人工负担降低

1.3 施工安全性保障

输电线路工程实施中，常常伴随着一定的危险性，比如，一些输电线路架设中面临着高空作业等，如果应用传统的人工作业方式，人力在高空作业环境中面临着一定的安全威胁，一旦安全管理不到位，就会造成重大安全事故。而全过程机械化施工技术下，人力可以避免一系列的危险作业环节，仅仅依赖机械来完成相应的施工工序，在一定程度上减少了施工安全事故的发生，保障了施工的安全性。

1.4 施工效率提高

输电线路作为电力系统中的重要组成，其在传统的施工模式下，多是由人力完成线路的架设，在这种人工施工模式下，施工人员承担着较大的施工任务，且施工的效率低下，质量难以保障。而机械化施工作业方式下，几乎所有的输电线路施工任务都可以经由机械化作业来实现，这种机械替代人力施工的方式减少了施工过程中的人力投入，提高了施工的整体效率，节约了施工成本。比如，在线路牵张过程中，传统的人工牵张模式下，人力投入多，且每一个人都必须保持其出力状态，而机械化施工人力投入较小，机械设备完全可以取得理想的施工效果。

1.2 施工成本降低

输电线路工程中，全过程机械化施工技术的应用大大降低了施工的总体成本，主要是由于其机械化施工的效率更高，节约了施工时间，且机械化施工的质量更高，减少了返工、误工等现象，有效避免了传统人力施工中的误差，提高了输电线路施工整体质量，减少了后期的维修成本。因此，综合来看，全过程机械化施工技术的应用，能够实现良好的工程成本与质量等控制。但是，由于机械化施工过程中，机械设备是关键，必须保证机械设备保持良好的运行状态，日常的工作中做好设备的维护与检修管理。

近年来，随着经济社会的快速发展，我国电力资源呈现逐年递增的发展趋势，因此，为满足电力使用的需求，输电线路工程项目逐步增多，规模逐步扩大，而机械化施工技术下，只要保障机械处于稳定的运行状态，就能够提高输电线路的施工效率，促进输电线路工程进度与成本、质量管理的统一，主要体现在机械化施工模式下，可以实现多个施工工序的同步作业。

2 输电线路工程的主要特点

近年来，电力资源的需求量逐年增加，输电线路工程项目的实施使电力的供应与配送能够符合当前电力资源的增长需求，因此，输电线路设计与施工等逐步成为电力系统中人们关注的重点环节。输电线路工程具有以下特点：

（1）技术性要求较高。输电线路包含了各种不同的工程项目，比如，以高压输电线路为例，只有保障其电压较大，方能保障正常的电力输送与供应。

（2）安全性较高。由于输电线路工程项目实施中涉及了诸多的危险作业环节，因此，为保障项目的顺利实施，在输电线路工程施工中，必须保证其施工的安全性，减少施工安全事故的发生，降低施工损失。

（3）涉及的参数较多。在输电线路工程项目施工过程中，为保障输电线路的正常运行与使用，有关人员需要在施工过程中结合输电线路的使用需求，做好相关参数的设定。

2020.2 电力系统装备丨33

2020年第2期

2020 No.2

电力系统

Electric System电力系统装备

Electric Power System Equipment（4）线路长，工程难度大。输电线路工程直接关系着区域内电力资源的稳定供应，一些输电线路常常面临着复杂的自然条件，线路相对较长，施工过程中需要克服自然条件等的不利影响。

3 输电线路全过程机械化施工设计主要内容

3.1 优化设计方式

输电线路工程施工过程中，机械化施工技术下，要保障其施工质量，必须从根本上实现设计方案的优化，科学的线路设计为后期施工提供了重要的指导，使机械化施工技术可以取得最好的施工效果，使施工工艺可以符合输电线路工程的质量标准与要求。当前，随着各种新技术在输电线路工程中的应用，有关设计人员要逐步转变其设计思维，加强对各个细节的把控，保障机械设备能够发挥其价值，从机械设备的性能、功能等着手，做好有关设计参数的设定，实现设计优化。

3.2 优化施工图纸设计

输电线路工程中，施工图纸是后期施工的重要参考，其可以指导有关施工人员的施工行为，使施工人员能够正确操作相应的机械设备。因此，在全过程机械化施工技术下，必须保障施工图纸设计的优化，在施工图纸的设计上，要从输电线路工程的实际需求着手，应用先进的设计理念，综合考虑多方面的设计因素，使施工图纸能够充分体现机械化施工的优势，从而使后续的施工活动可以以图纸为基础。施工图纸的设计优化过程中，需要保障机械化设计施工理念与杆塔基础结构、线路路径方案等保持一致，提升其施工图纸的整体性。

4 全过程机械化施工方案

4.1 修建临时道路

在输电线路工程中，由于线路较长，面临着复杂的地形地势等条件，为保障机械化施工的顺利进行，有关工程设计人员需要做好工程现场的勘察工作，确定是否需要在工程施工过程中进行临时道路的修建，比如，在一些交通相对落后的山村、森林等区域内，由于交通不便利，导致机械设备等无法及时到达指定的施工地点，因此，必须进行临时道路的修建，为物料的运输等提供便捷。如果在施工区域周围存在简易道路，可以直接在此道路基础上实施改建与扩建，从而降低施工的整体投。由于施工过程中道路是临时性的，只要保障有关的施工物料、机械设备等能够到达指定施工地点即可，对道路质量没有严格的要求，比如，在一些工程区域内，可以应用挖掘机与压路机配合的方式进行简易道路的修建。当输电线路工程施工技术完成后，还需要进行临时道路的恢复，避免道路修建对周边生态造成的不利影响。

4.2 物料的运输4.2.1 通用车船运输

在输电线路的架空过程中，通用车船运输极为常见，主要用于塔材、石子等大型物料的运输。对山地输电线路而言，由于其塔位基本处于山上，通用车无法实现物料的运输，在施工过程中，通用车往往只能将物料运送至与塔位保持一定距离的集中堆放点。

4.2.2 人力（畜力）运输

人力（畜力）运输往往仅适用于架空输电线路山地地区的物料运输中。应用此种运输方式，由于其运输条件的，其单次的载重量有限，运输效率相对较低，尤其是对于一些位置相对偏远的塔位，其物料运输的时间与成本相对较高。

4.2.3 索道运输

34丨电力系统装备 2020.2

索道运输是当前输电线路施工中应用较为普遍的物料运输方式，此种方式具有明显的适用性，在输电线路工程施工中，应用此种运输方式大大节约了运输时间，降低了运输费用。但是，在实际的运输过程中，受到索道承载能力的，如果单件物料的重量较大，索道运输无法取得理想的运输效果。因此，在设计过程中，需要对索道加以科学设计，研发机械化程度高、载重量大、运输时间短的运输方式，从而实现运输方式的创新，新型运输方式的开发能够大大节约施工时间，提高机械化整体水平。比如，在山区，研发重型、大吨位索道，保障钢管塔、大规格长角钢等的运输，尽量实现对铁塔开断量的合理控制，降低塔重。山地运输车可以应用于道路起伏大、弯道多的山区运输中，一般包含轮式、履带式两种。在输电线路工程施工中，有关人员要结合物料运输的实际情况、工作荷载、作业环境等因素，对山地运输车加以合理选择与应用。再比如，直升机、汽艇运输等本身具有较高的运输速度，其对地形有着良好的适应性，在高陡边坡中，这些运输方式的优势越发明显，不会造成植被的破坏，与吊装工序等结合，能够提高运输的整体效率，保障运输安全，但是其成本投入相对较高。

4.3 基础施工

在很多输电线路工程中，其施工区一般处于地势相对平坦的区域内，在这些施工过程中，其地基基础主要为大开挖回填类基础与灌注桩，这两种地基基础对于机械设备等的依赖性较大。但是，如果输电线路工程处于山区内，由于其多为原状土，常用掏挖基础、人工挖孔桩基础，在这些基础结构中，对于人力资源的需求相对较大，如果应用大开挖回填类基础，其机械化施工会对地表植被等造成较大的破坏，因此，在基础施工过程中，有关人员要做好基础的选型，并根据基础结构，配备相应的机械设备等，保障基础施工方案的科学性。

4.4 杆塔的组立

近年来，在输电线路工程施工过程中，各种技术逐步被应用，尤其是生产生活中电力需求的增长，使得输电线路铁塔高度、重量等逐步增加。在杆塔施工过程中，最早期的是人字抱杆，随后依次经历了格构式抱杆、组塔机等。当前，随着电力行业的稳步发展，杆塔类型越发多样，组塔机具有更高的安全系数，而直升机组塔具有良好的地形适用性，但是其成本投入相对较大，在输电线路工程中这种方式的应用范围有限。在机械化施工过程中，架空输电线路的铁塔组立施工中，其机械化实施的应用范围最广，往往包含了分解组塔与整体立塔，前者的应用最为广泛，在杆塔的组立过程中，要以输电线路的基本需求为出发点。

4.5 架线环节

输电线路施工中，架线环节需要重视张力放线的实施，在具体的施工过程中，要首先展放导引绳，其展放过程，可以应用人工展放、飞行设备展放等来实现。在展放结束以后，要应用导引绳来牵放牵引绳，在牵放过程中，主要是借助于小牵引机来实现，小牵引机的应用可以实现导引绳的收卷，使施工区段内的导引绳逐步被牵引绳所替代。最后，要应用牵引绳来牵放导线，此过程需要应用主牵引机来实现。当前，在架空输电线路架线施工过程中，张力架线机械化基本得到了普及，未来还需要逐步开发功能更为齐全的机械化施工方式。5 结束语

当前，随着我国输电线路工程项目的增多，为保障施工的安全性，提高施工的整体效率与质量，必须在输电线路工

电力系统装备

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2020 No.2

一种高电压IGBT高可靠性动态驱动电路

宁　波1，高　歌2，高宽红3，束　成2

（1.中国矿业大学，江苏徐州 221008；

2.国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司，江苏徐州 221005；3.国网经济技术研究院有限公司徐州勘测设计中心，江苏徐州 221005）

［摘 要］文章介绍了DGC动态驱动电路的组成和特性。针对2000-6500V、400-1200A等级的高电压IGBT工作特点，DGC动态驱动电路可根据对IGBT电流和电压的实时监测，给出驱动波形，在过载、过流、开关频率超过时切断和保护IGBT，满足不同负荷下的驱动，降低电磁干扰，提高IGBT模块和设备的可靠性；DGC动态驱动电路中的状态诊断电路保证了和电力电子设备控制器的通讯，使得IGBT模块和DGC动态驱动电路可方便地应用在各种场合，是大功率IGBT模块健康状态监测和管理发展的一个重要方向。

［关键词］DGC动态驱动电路；IGBT模块；状态诊断电路［中图分类号］TN86；TM46　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2020）02–0035–02

High-voltage IGBT High-reliability Dynamic Driving Circuit

Ning Bo，Gao Ge，Gao Kuan-hong，Shu Cheng

［Abstract］The composition and characteristics of DGC dynamic drive circuit are introduced. Aiming at the working characteristics of 2000-6500V, 400-1200A high-voltage IGBTs, the DGC dynamic drive circuit can provide driving waveforms based on real-time monitoring of IGBT current and voltage, and cut off and protect the IGBT when overload, overcurrent, and switching frequency exceed To meet the driving under different loads, reduce electromagnetic interference, and improve the reliability of IGBT modules and equipment; the status diagnosis circuit in the DGC dynamic drive circuit ensures communication with the central controller of power electronic equipment, making the IGBT module and DGC dynamic drive circuit It can be easily applied to various occasions and is an important direction for the development and monitoring of the health status of high-power IGBT modules.［Keywords］DGC dynamic drive circuit; IGBT module; status diagnosis circuit1 引言

IGBT 功率模块具有开关速度快、饱和压降小、能承受高电压和大电流、驱动功率小、控制电路简单等优势，在大功率电力电子装置中应用越来越广。对其失效机理、故障诊断、预报和状态监测、健康管理的研究也越来越深入，涉及面包括封装技术、键合线的连接技术和电力电子系统容错控制技术等，其中对工作过程中的状态监测和控制尤为重要。大功率IGBT 模块承受电压高，通过电流大，动态变化快，除了设计合适的驱动电路，保证其工作状态之外，还需要对工作状态进行实时监测和调整，进行动态驱动，以保证其在各种条件下都能够工作，所承受的应力较小，才能保证其健康工作，提高可靠性。随着电子技术的发展，一种基于门极动态控制（Dynamic Gate Control，DGC）理念的智能化、高可靠性动态驱动电路开始得到应用。该电路由瑞典CT-Concept公司基于SCALE内核开发，适用于1200~6500 V、400~1200 A等级的高电压IGBT驱动。

2 IGBT功率模块的驱动要求

IGBT驱动电路需要满足以下条件：（1）保护电路反应速度快；（2）抗过载保护可靠；

（3）大开关频率下动态损耗低；（4）电磁辐射水平低。

IGBT 功率模块可以在较高的开关频率上工作，为了提高变换器的效率，需要将IGBT模块中的动态损耗降低到最低。但是，变换器功率越高，就越难满足这个要求。随着IGBT功率的增大、外壳尺寸增大、并联的芯片数量增多、门极寄生电容和开关电路中的分布电感增大，使得IGBT模块的开关速度受到。

为了保证IGBT在动态条件下工作在安全工作区域（SOA）内，需要使用各种缓冲电路，把di/dt和dv/dt在允许的水平上。最简单的缓冲电路是使用并联在IGBT上的脉冲电容。在高压大电流条件下，经常使用RC电路来降低开关管关断时的电压上升速度。缓冲电路中的缓冲电阻耗能较大，需要加装额外的散热器，使体积和成本上升，效率下降。

总的来说，高压大功率IGBT的驱动电路使整个IGBT模块能够发挥最大的开关能力，同时保证整个结构最简单，以提高其可靠性。

3 DGC动态驱动电路的功能

应用DGC动态驱动电路的目的是，最大程度地发挥大功率IGBT的快速开关特性，集成各种驱动电路和保护电路，不

程施工中，加强全过程机械化施工技术的应用，使得机械化施工技术能够充分发挥其优势，提高施工的整体质量。

参考文献

[1] 王浩.高压输电线路全过程机械化施工技术应用与探讨[J].机电信息，2019（29）：90-91.

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