±660kV直流1000mm2大截面導線架設技術探討

周斌

（寧夏電力公司超高壓分公司，寧夏銀川750011）

±660kV直流1000mm2大截面導線架設技術探討

周斌

（寧夏電力公司超高壓分公司，寧夏銀川750011）

國家電網公司開展“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型，新技術、新材料、新工藝”（簡稱“兩型三新”）輸電線路建設[1]?！皟尚腿隆必灤┹旊娋€路工程規(guī)劃、設計、施工、運行全過程，綜合考慮工程建設成本和運行維護成本，對輸電線路建設全過程進行統(tǒng)籌優(yōu)化、全局優(yōu)化，實現(xiàn)安全可靠和工程建設可持續(xù)發(fā)展[2]?，F(xiàn)代電網的規(guī)模宏大,電能損耗十分可觀。按現(xiàn)行的經濟電流密度選擇的導線截面偏小,損耗較大。適當增大導線截面,對節(jié)能降耗、建設“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”電網具有十分重要的意義[3]。

為了將西北火電送出，2008年核準建設的寧東—山東±660kV直流輸電示范工程（簡稱寧東工程）在設計時，結合直流線路特點和工程具體情況，適度降低經濟電流密度，采用大截面導線，可以減小線路損耗，降低輸電線路表面場強、無線電干擾和可聽噪聲等[4]。通過計算對比分析得出，采用4×1000mm2導線，靜態(tài)投資、年費用和損耗相對較低。綜合分析電磁環(huán)境、機械性能、桿塔荷載、經濟性、導線制造、架線施工、運行維護等方面因素，并結合自然條件，寧東—山東±660kV雙回直流輸電線路工程選用4×JL/G3A-1000/45導線，方案經濟上合理，技術上先進[5]。

±660kV是我國一個新的電壓等級,既沒有設計、建設經驗,也沒有運行數(shù)據(jù)。保證大截面導線架設的施工質量，并提高其工藝水平，將在很大程度上影響線路靜態(tài)投資、動態(tài)投資及運行年費用[6]。本文以寧東—山東±660kV雙回直流輸線路工程為例，就如何保證1000mm2大截面導線架設的施工質量，并提高其工藝水平關鍵技術作以論述，以指導后期大截面導線架設施工。

1 4×JL/G3A-1000/45導線的應用環(huán)境

西北(寧東)—華北(山東)±660kV雙回直流輸電線路工程，長度約1370km，其中同塔雙回線路約1030km，全線海拔以1000m及以下為主，地形情況以平地、一般山地、丘陵、高山大嶺為主，具體分布比例如圖1所示。設計氣象條件為：最高氣溫40℃，最低氣溫－30℃，最大風速30m/s，覆冰厚度10mm。

2 4×JL/G3A-1000/45導線主要參數(shù)

寧東±660kV雙回直流輸電線路工程全線架設4×JL/G3A-1000/45導線，子導線4根，呈正四邊形排布，分裂間距為500mm。導線外徑42.08mm，額定拉斷力214843N，計算質量3.14kg/m。導線設計安全系數(shù)取2.50，懸掛點的設計安全系數(shù)不小于2.25，平均運行應力不大于拉斷應力的25%；驗算覆冰時氣象條件，弧垂最低點的最大張力不超過拉斷力的70%，懸掛點的最大張力不超過拉斷力的77%。4×JL/G3A-1000/45導線電氣荷載性能見表1。

表1 導線荷載Tab.1 Bundle conductors load

3 架線方案

導線展放采用“一牽四”方案[7]。用1臺牽引機和2臺張力機，一次同時牽引展放4根導線的放線方案?！?牽4”方案直接利用金具懸掛滑車，鐵塔受力部位在設計部位，不會對橫擔造成影響；弛度觀測相對更方便準確；放線過程中通訊更簡潔可靠，安全更有保障；牽場占地面積少，展放引繩的通道占用少，減少了對草原植被的破壞，減少了施工對環(huán)境的影響，環(huán)保效益好[8]。

4 主要機具設備計算選型

4.1 主牽引機的選擇

主牽引機的額定牽引力P應滿足式（1）要求[7]:

式中，P為主牽引機的額定牽引力，kN;m為子導線的根數(shù)，取m＝4；KP為主牽引機額定牽引力系數(shù)，根據(jù)地形地貌條件取KP＝0.25～0.3；TP為導線計算拉斷力，取TP=214.8，則有P≥214.84kN。另外，主牽引機的卷筒槽底直徑不應小于牽引繩直徑的25倍,如果選擇30mm加強型防捻鋼絲繩,則主牽引機的卷筒槽底直徑不應小于30×25=750mm。

4.2 主張力機的選擇

主張力機的額定制動張力T應滿足式（2）要求[7]:

式中，T為主張力機單導線額定制動張力，N；KT為主張力機單導線額定制動張力系數(shù)，根據(jù)具體的地形地貌條件選取KT=0.12～0.18；若取KT=0.15，則有T＝32226N。另外,主張力機的導線輪槽底直徑D應滿足式（3）要求[7]:

式中，D為張力機的導線輪槽底直徑,mm;d為被展放的導線直徑,取d＝42.08mm；則有D≥1583.2mm。

4.3 主牽引繩、導引繩的選擇

主牽引繩的綜合破斷力應滿足式（4）的要求[7]:

式中，QP為主牽引繩的綜合破斷力,N;m為子導線根數(shù)，取m=4;TP為被牽放導線的保證計算拉斷力,取TP=214.84kN，則有QP≥515.62kN。主牽引繩的連接用250kN抗彎連接器，主牽引繩與牽引走板的連接使用250kN旋轉連接器。

導引繩的綜合破斷力應滿足式（5）的要求[7]，計算可得PP≥141.9kN。導引繩的連接及導引繩與牽引繩的連接使用70kN旋轉連接器。

4.4 牽張段的選擇與牽引力的計算

合理選擇牽張場地對于架線施工順利進行,確保施工質量來說尤其重要,依照文獻[9]中的放線原則，并結合施工現(xiàn)場實際經驗，有以下幾點建議:

1）合理控制牽張段長度。牽張段長度應控制在6～8km,不宜超過20個放線滑車。2）牽張場地環(huán)境。牽張場地位置應便于牽張設備和材料的運達及布置。3）牽引方向盡量考慮地勢由高到低。牽引方向由高到低時,牽引力較小,因此可以考慮牽張段長度適當加長,反之,則應適當考慮牽張段長度適當減短。4）驗算牽張段的牽引力。利用牽引機牽引力的水平分力計算公式驗算選擇的牽張段牽引力，尤其對于跨越物比較復雜的牽張段,一定要對張力機出口張力慎重選擇,避免產生意外。5）選擇大角度轉角塔（轉角度超過40°）作為牽張場地。

牽張段牽引力按式（6）計算[10],如果牽張段的牽引力不能滿足牽張設備的要求,則需要重新選擇牽張段,直至滿足施工要求為止。

式中，PH為牽引力,kN;TH為張力機出口張力,kN;ε為滑車綜合阻力系數(shù),取ε＝1.015;ω1為鋼絲繩或導線的單位長度重力,kg/m;hi為牽引側與張力側掛點高差,m;n為施工段內放線滑車總個數(shù);m為同時牽放的鋼絲繩或子導線根數(shù)。

建議選擇牽張段的時候,最好一次性將全線路全部選定,然后通過驗算,合理選出既滿足牽張段最少,又能控制牽引力的最佳牽張段方案。

4.5 放線滑車的選擇

放線滑輪須滿足導線垂直荷載計算QP≤nLSW與滑輪槽底直徑計算D≥20d要求[11]；根據(jù)架線方案,導線滑輪選用槽底直徑Φ900mm、外徑Φ1040mm尼龍掛膠,額定荷載為150kN的五輪導線放線滑車。

4.6 放線走板的選擇

走板為工具廠專門制作的與5輪滑車配套的走板，額定荷載250kN，可滿足施工需要。導線與走板采用單頭網套連接器連接。為防止走板過滑車時滑輪槽壁擠壓碾傷網套連接器，建議在走板與導線連接器間連接1根Φ21.5×2m的鋼絲繩套，鋼絲繩兩頭各連接1個8t旋轉連接器，連好后用厚布包裹保護套連接器。

5 張力放線關鍵技術

5.1 懸掛放線滑車

直線塔懸掛單滑車時，由絕緣子串下方懸垂聯(lián)板的施工孔通過1只P-32型平行掛板與1只5輪滑車相連，如圖2所示。掛雙滑車時，需采用專用三連板進行連接，利用2只15t卸扣將絕緣子串下方懸垂聯(lián)板與專用三連板連接，再分別利用1只U-32型U型環(huán)和1只P-32型平行掛板將專用三連板與5輪滑車相聯(lián)；2只滑車之間用2根（100mm×48mm×1300mm）的槽鋼連接，如圖3所示。

圖2 直線塔單滑車懸掛Fig.2 Beeline pagoda single froochea hanging

圖3 直線塔雙滑車懸掛Fig.3 Beeline pagoda double froochea hanging

耐張塔全部懸掛雙滑車：對于轉角度數(shù)小于30°的耐張塔，每個滑車通過1根Φ24×1.5m的鋼絲繩套，分別連接在橫擔前后側掛線點處的施工孔上，如圖4所示；對于角度數(shù)大于30°的耐張塔，每個滑車通過1根Φ24×2.0m的鋼絲繩套穿過滑車上的P-32掛板后，兩端頭各用1個10t卸扣分別連接在掛線點處靠內角側的2個施工孔上，使其成V型，如圖5所示。

5.2 搭設跨越架

圖4 轉角小于30°的耐張塔滑車懸掛Fig.4 Corner less than 30°and a tower′s trochlea hanging

圖5 轉角大于30°的耐張塔滑車懸掛Fig.5 Corner greater than 30°and a tower′s trochlea hanging

張力架線中的跨越施工除應執(zhí)行文獻[12]相關規(guī)定外，還應充分考慮張力放線的特點，選擇合理的施工方法，確保放、緊線過程中不發(fā)生事故性張力跑線和誤送電時的施工安全和被跨越物的安全。建議110kV，35kV電力線路、高速公路、一般公路、鐵路、通訊光纜以及10kV電力線路均采用搭設跨越架的方法進行跨越施工；跨越架中心應在線路中心線上，架頂寬度（沿被跨越物方向的有效遮護寬度）應滿足式（9）、式（10）要求[10]，跨越架高度滿足式（11）要求：

式中，B為跨越架架頂寬度，m;γ為跨越交叉角，（°）;ZX為施工線路導線或地線等安裝氣象條件下在跨越點處的風偏距離，m;b為跨越架所遮護的最外側導線、避雷線間在施工線路橫線路方向的水平寬度，m;H為水平放線張力，N;l為施工線路跨越檔檔距，m;x為被跨越物至施工線路鄰近的桿塔的水平距離；ω4(10)為安裝氣象條件（風速10m/s）下，施工線路導線或地線的單位長度風荷載，N/m;λ為施工線路跨越擋兩端懸垂絕緣子串或滑車掛具長度，m;ω1為施工線路導線、地線的單位長度重力，N/m；H為跨越架高度，m;H1為被跨越物的高度,m;H2為跨越架對跨越物的最小安全垂直距離,m。

5.3 地錨埋設布置

地錨的設置應滿足如下要求:地錨與馬道口對地夾角＜45°，坑壁要保持原狀土結構不被破壞，地錨入坑后兩頭要水平，埋深應符合要求，回填后周圍設置防水浸措施，用彩條布覆蓋防止雨水進入等[13]。經現(xiàn)場拉力試驗結果，建議地錨埋深如下:1）主牽引機用2個15t地錨，埋深3m;主張力機用4個8t地錨，埋深2.8m;小牽引機和張力機分別用2個8t地錨，埋深2.8m。2）導線線盤架地錨每個線盤架分別用2個3t地錨，埋深2.5m。3）本錨、平衡臨錨（過輪臨錨）采用5t地錨，一線一錨，地錨埋深2.5m。4）對于流砂地段，普通地錨無法滿足安全要求，現(xiàn)場制作“摩擦地錨”[14]，經現(xiàn)場拉力試驗證明其滿足要求。

5.4 導線壓接

1000 mm2大截面導線壓接管長度長、外徑大,而且導線具有截面大、鋁鋼比大等特點。為確保施工質量,導線直線管采用在張力場集中壓接方式,選用300t液壓機設備。耐張管在牽張場地的選擇在地面壓接,選用300t液壓機；平衡掛線的耐張塔一律采用高空壓接,選用200t液壓機。根據(jù)導線截面尺寸及壓接要求，直線接續(xù)管壓模尺寸為鋁模Φ72mm、鋼模Φ24mm;耐張管壓模尺寸為鋁模Φ72mm、鋼模Φ22mm;鋼模對角線誤差最大允許值為+0.2mm，－0.05mm。

1000 mm2大截面導線液壓壓接相對于其余導線液壓壓接的主要區(qū)別在于壓接順序。直線壓接鋼管和耐張壓接鋼管壓接順序基本是常規(guī)的,沒有特殊的,而導線鋁管壓接順序和常規(guī)壓接不一致,主要體現(xiàn)在以下方面:

1）JYD-1000/45導線直線鋁管壓接方向為牽引側向張力側按順序壓接,中間不壓區(qū)不壓,而不是常規(guī)的從中間不壓區(qū)兩端開始向兩頭分別壓接。具體施壓順序如圖6所示。

2）NY-1000/45導線耐張鋁管壓接順序為從導線耐張管側向塔身側壓接,注意中間不壓區(qū)位置,而不是常規(guī)的從不壓區(qū)兩端分別先后向導線側和塔身側壓接。具體施壓順序如圖7所示。

圖6 JYD-1000/45型鋁管壓接順序Fig.6 Jointing order of JYD-1000/45aluminum tube

圖7 NY-1000/45型鋁壓接順序Fig.7 Jointing order of NY-1000/45aluminum tube

5.5 緊線

由于耐張塔緊線方式相對于直線塔緊線更快捷、方便、省時、省力,耐張塔只需按設計要求打好臨時拉線，因此,建議牽張場地選在耐張塔前后,采用耐張塔緊線。緊線工器具主要由卡線器+卸扣+鋼絲繩套+“走二走二”滑車組+卸扣組成,動力采用機械絞磨。從JL/G3A-1000/45導線參數(shù)中可以知道,導線年平均使用張力為53.71kN,考慮到過牽引力和實際緊線張力的誤差,緊線單根子導線張力以60kN為計算依據(jù)。因此,卡線器應考慮使用80kN,與卡線器和滑車組聯(lián)接的卸扣一般采用80kN,鋼絲繩套考慮動荷系數(shù)1.2,因此鋼絲繩套的破斷力大于60×4×1.2=288kN;因此選擇25mm鋼絲繩,破斷力為333kN,長度一般考慮為5m左右?！白叨叨被嚱M采用80kN滑車組,滑車組鋼絲繩考慮綜合安全系數(shù)為6,其破斷力大于60×6÷4=90kN,因此選擇Φ13mm鋼絲繩,破斷力為100kN,長度一般考慮為150m?；嚱M鋼絲繩通過塔身連接的轉向滑車連接到機械絞磨,機械絞磨動力大于60÷4=15kN,因此采用30kN機械絞磨,同理與塔身連接的轉向滑車和卸扣都采用30kN。5.6附件安裝

1000 mm2大截面導線附件安裝需要注意的是直線提線器。首先,選擇提線吊鉤,提升導線的吊鉤應有足夠的承托面積。吊鉤沿線長方向的承托寬度不得小于導線直徑的2.5倍,因此承托寬度大于42.08×2.5=105.2mm,接觸導線部分應襯膠,防止導線損傷和結構變化。其次,考慮導線垂直荷載,以檔距1000m計算,導線垂直荷載為QP

6 結語

西北（寧東）—華北（山東）±660kV輸電線路工程，采用“一牽四”方案架設1000mm2大截面導線，安全、高效、環(huán)保，且施工質量易控制。本文通過對架線設備的選型、張力放線、導線壓接、緊線和附件安裝等關鍵施工工藝的介紹及論述，就如何保證1000mm2大截面導線架設施工質量，并提高其工藝水平提出了針對性建議，對以后1000mm2大截面導線架設施工有一定的借鑒作用。

[1]國家電網基建[2008]286號國家電網公司“兩型三新”線路設計建設導則[S].北京：中國電力出版社，2008.

[2]鄒江.全生命周期工程造價理論在電力工程造價管理中的運用[J].廣東輸電與變電技術,2006（1）:31-32.

ZOU Jiang.Whole Life Cycle of Engineering Cost Theory in Electricity Engineering Cost Management Application[J].Guangdong Transmission and Substation Technology,2006（1）:31-32.

[3]程改紅,康義.導線經濟電流密度分析探討[J].電力工程技術,2007（9）：32-35.

CHENG Gai-hong，KANG Yi.Analysis and Discussion of Wire Economic Current Density[J].Power Engineering，2007（9）：32-35.

[4]萬建成，余軍，尋凱，等.900mm2大截面導線在特高壓直流工程中的應用[J].電網技術，2009，33（15）：60-62.

WAN Jian-cheng,YU Jun,XUN Kai,et al.The Feasibility of 900mm2Conductor on UHV DC Transmission Line[J].Power System Technology，2009，33（15）:60-62.

[5]孫濤，朱任翔，高振，等.寧東—山東±660kV直流輸電示范工程的導線選型[J].中國電力，2011（04）：35-39.

SUN Tao,ZHU Ren-xiang,GAO Zhen,et al.Bundle ConductorTypeSelectionforNingdong-Shandonga±660kV DC Project[J].Electric Power,2011（4）：35-39.

[6]梁旭明，趙全江，李翔，等.直流輸電導線截面選擇研究[J].電力建設，2008，29（5）：13-16.

LIANG Xu-ming,ZHAO Quan-jiang,LI Xiang,et al.HVDC Wire Section Choose Research[J].Electric Power Construction,2008,29（5）:13-16.

[7]DW568-2010±660kV架空送電線路導線張力架線施工工藝導則[S].北京：中國電力出版社，2010.

[8]陳明.1000mm2大截面導線“1牽4”張力放線技術[J].寧夏電力，2011（2）：24-27.

CHEN Ming.‘One-Pull-Four’Tension Stringing Technology of 1000mm2Large Section Conductor Line[J].Ningxia Electric Power,2011（2）：24-27.

[9]±660kV寧東—山東直流輸電示范工程1000mm2導線架空輸電線路張力架線施工工藝(試行)[S].北京：中國電力出版社，2009.

[10]韓崇,吳安官,韓志軍.架空輸電線路施工實用手冊[M].北京:中國電力出版社,2006：569-570.

[11]李博之.高壓架空輸電線路施工技術手冊[M].2版.北京:中國電力出版社,1998：502-505.

[12]DL50092—2004電力建設安全工作規(guī)程架空電力線路部分[S].北京：中國電力出版社，2007.

[13]李慶林.架空送電線路施工手冊[M].1版.北京：中國電力出版社，2002：417-418.

[14]馬建榮，楊保晶.大截面導線架線施工技術[J].施工技術，2011（6）：70-72.

MA Jian-rong，YANG Bao-jing.Construction Technology of Large Cross-Section Wire Lines[J].Construction Technology,2011（6）：70-72.

[15]郁冬.大截面導線“一牽四”張力架線施工工藝分析及應用[J].上海電力，2011（02）：105-108.

YU Dong.Large Cross-Section Wire"a Pull Four"Tension Overhead Line Construction Process Analysis and Application[J].Shanghai Electric Power，2011（2）：105-108.

Discussions on Stringing Technology of 1000mm2Large Cross Section Conductor for±660kV DC Transmission Line

ZHOU Bin
（Ningxia Electric Power Corporation UHV Branch,Yinchuan 750011,Ningxia Hui Autonomous Region,China）

Application of large cross-section conductor is of greatsignificance to building the "resource-saving and environment-friendly"grid.The Northwest(Ning East)-North China (Shandong)±660kV transmission line project which uses 4×JL/G3A-1000/45is economically reasonable and technologically advanced.Considering the structure and stringing technique of the 1000mm2large cross section conductor is different from those of the diameter-expanded conductor,this paper focuses on the key construction techniques and construction precautions arranging from the selection of the conductor stringing machine,tension stringing and conductor jointing to installation of attachments.The construction practice has proved that adoption of“One Pulling Four”proposal helps to make the stringing of 1000mm2large cross section conductor safer,more efficient and environment-friendly.

DC transmission line；±660kV；large crosssection conductor；construction technology

大截面導線對節(jié)能降耗,建設“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”電網具有重要意義，西北（寧東）—華北（山東）±660kV輸電線路采用4×JL/G3A-1000/45導線方案經濟上合理，技術上先進。針對1000mm2大截面導線結構和架線技術與擴徑導線的不同，主要介紹架線設備的選型、張力放線、導線壓接、緊線和附件安裝等施工技術要點及施工注意事項。實踐證明，采用“一牽四”方案架設1000mm2大截面導線,作業(yè)安全、高效、環(huán)保。

直流輸電線路；±660kV；大截面導線；施工技術

1674-3814（2011）12-0008-07

TM 721.1

A

2011-11-11。

周 斌（1976—），男，工程師，國家注冊造價工程師，從事超高壓輸電線路檢修技術工作。

（編輯 馮露）