垂直隧道高压绝缘电缆下放控制装置

在长距离垂直隧道的高压供电线路布设作业中，高压绝缘电缆的下放作业一直是施工环节的管控难点，这类作业场景普遍存在作业空间狭窄、电缆自重荷载大、绝缘层易受剐蹭破损、下放速度难以精准匹配竖井掘进节奏的问题，常规的人工配合卷扬机下放方案，很容易出现电缆排布错位、绝缘层被井壁凸起剐蹭、下放速度突变导致电缆弯折应力超标的问题，一旦电缆绝缘层出现破损，后续不仅要耗费大量人力排查故障点，还会给隧道长期供电留下安全隐患。这套控制装置的设计核心，就是围绕垂直隧道内高压绝缘电缆的下放全流程做定向约束，从结构布局来看，装置整体采用框架式承载结构，安装边界适配国内常见的2.4米至3.6米内径的垂直隧道井口作业面，不需要对现有井口施工平台做大规模改造，直接通过预埋螺栓就能完成固定，整体安装高度控制在1.8米以内，不会和井口现有的掘进提升设备、通风管路产生空间干涉。装置的导向轮组采用了多段圆弧过渡的槽型结构，槽面铺设有高耐磨的绝缘衬层，和电缆接触的位置全部做了R5以上的圆角处理，避免尖锐边角剐蹭电缆外护套，轮组的排布采用错位对夹的形式，能根据不同截面的高压电缆调整夹持间隙，从10kV到110kV等级的常规高压绝缘电缆都能适配，夹持力可以通过侧边的调节组件微调，既不会因为夹持过紧压伤电缆的外绝缘层和内部铠装结构，也不会因为夹持过松导致电缆在下放过程中出现打滑、偏摆的问题。在功能实现上，这套装置没有采用复杂的电控结构，而是通过机械阻尼结构配合导向限位来实现下放速度的平稳控制，阻尼组件的阻力可以根据电缆下放的长度、自重变化做手动调节，当下放深度增加、电缆自重荷载变大时，可以逐步调大阻尼值，避免电缆因为自重过大出现加速下坠的情况，装置侧边还设置了多组侧向限位挡轮，能把电缆的横向摆幅控制在5厘米以内，避免电缆在下放过程中碰撞隧道井壁的预埋螺栓、钢筋头等凸起结构，从根源上减少绝缘层破损的概率。从设计思路上来说，整套结构优先考虑了井下作业的可靠性，所有转动部件都采用了密封式的润滑结构，能适应隧道内高湿度、多粉尘的作业环境，不需要频繁做维护保养，整体结构没有易损的精密电子元件，即使在井下供电不稳定的情况下也能正常作业，装置的各个模块都采用了螺栓拼接的结构，单块模块的重量控制在30公斤以内，方便施工人员在狭窄的井口平台完成拆装转运，不需要调用大型吊装设备配合。实际作业过程中，电缆从井口的线缆盘引出后，先穿过装置的入口导向套，再依次经过多组对夹导向轮，顺着垂直方向匀速送入隧道内部，整个下放过程中电缆始终保持垂直居中的状态，不会和井壁产生接触，作业人员只需要在平台上观察阻尼表的数值，根据下放进度调整阻力大小，就能完成整根电缆的下放作业，相比传统的作业方案，不仅能把电缆下放的作业效率提升40%以上，还能把电缆绝缘层的剐蹭损伤率降到几乎为零，同时也避免了人工拖拽电缆带来的安全风险。