800 kV特高壓直流線路工程張力架線施工技術(shù)

楊曉靜

（山西省電力公司供電工程承裝公司，山西 太原 030001）

0 引言

±800 kV特高壓直流輸電線路是目前我國乃至世界上電壓級別最高的直流輸電線路，對于施工單位也是一次全新的挑戰(zhàn)。如何利用現(xiàn)有裝備完成±800 kV特高壓直流輸電線路張力架線施工任務(wù)，成為特高壓張力架線施工工藝研究的主要課題。

向家壩—上?！?00 kV特高壓直流輸電線路工程中，導(dǎo)線采用的是六分裂720 mm2大截面的導(dǎo)線，需同步牽引展放大截面六分裂導(dǎo)線。山西省電力公司供電工程承裝公司決定采用“一牽四+一牽二”的張力架線施工工藝，該方法也是首次在實(shí)際施工中使用。通過實(shí)踐證明：在64.252 km的輸電線路中，僅僅采用了一套雙牽張組合設(shè)備順利完成全線的架線工作，該施工工藝操作簡單，安全高效，取得了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 架線施工特點(diǎn)分析

在高壓架空輸電線路架線工程中，用張力放線方法展放導(dǎo)線，以及用與張力放線相配合的工藝方法進(jìn)行緊線、掛線、附件安裝等各項(xiàng)作業(yè)的整套架線施工方法，稱為張力架線。以一根主牽引繩同時(shí)牽引四根子導(dǎo)線，稱為一牽四放線。同理，有一牽一、一牽二、一牽三等放線方式。“一牽四+一牽二”的張力架線施工工藝就是利用2臺主牽引機(jī)，分別各以一根主牽引繩同步牽引4根、2根子導(dǎo)線，以實(shí)現(xiàn)六分裂導(dǎo)線同步牽引展放的目的。

1.1 “一牽四+一牽二”張力架線工藝

由于向家壩—上海±800 kV特高壓直流輸電線路工程為六分裂720 mm2大截面導(dǎo)線，如果采用常規(guī)“一牽六”張力架線施工工藝，則必然要購置大功率主牽引機(jī)及對應(yīng)的六輪滑車等工器具，施工成本增加較大。綜合考慮山西省電力公司供電工程承裝公司目前現(xiàn)有牽引、張力機(jī)械及φ916 mm五輪滑車、φ1 040 mm三輪滑車等張力架線設(shè)備、工器具，在本工程中選擇了“一牽四+一牽二”的張力架線施工方案。本工程中實(shí)際利用現(xiàn)有的2臺主牽引機(jī)（25 t）、3臺雙線張力機(jī)（單線張力7.0 t），分別牽引4根子導(dǎo)線和2根子導(dǎo)線，從而實(shí)現(xiàn)六分裂導(dǎo)線的同步展放，極大地提高了施工功效，同時(shí)保證了施工中的導(dǎo)線展放質(zhì)量和施工安全。

1.2 同步牽引中不等徑滑車懸掛的應(yīng)用

“一牽四+一牽二”的放線施工工藝，其主要特點(diǎn)在于放線滑車的安裝上，合理確定滑車懸掛方式，利用力矩原理，在對稱打孔的三角聯(lián)板上，實(shí)現(xiàn)了不同直徑五輪滑車（φ916 mm） 和三輪滑車（φ1 040 mm滑車）的平衡懸掛，實(shí)現(xiàn)放線過程中的平衡；同時(shí)考慮后續(xù)工程±800 kV錦蘇線900 mm2截面張力架線施工需要，設(shè)計(jì)加工了特殊三角聯(lián)板進(jìn)行架線施工。

三角聯(lián)板需左右極相同布置，避免4根子導(dǎo)線和2根子導(dǎo)線展放過程中，導(dǎo)線出現(xiàn)交叉、疊股現(xiàn)象，同時(shí)張力機(jī)組的擺放位置應(yīng)與滑車組懸掛相對應(yīng)。即面向線路前進(jìn)的方向左側(cè)為五輪滑車（φ916 mm）右側(cè)為三輪滑車（φ1 040 mm）布置，全線路統(tǒng)一按照規(guī)定懸掛。

2 張力架線施工

張力架線施工前，作業(yè)技術(shù)措施應(yīng)通過相關(guān)部門審查、并獲得批準(zhǔn)，施工技術(shù)交底工作已完成。張力架線施工各工種及技術(shù)人員齊全到位，對施工人員的交底及考試完成。放線區(qū)段內(nèi)所有鐵塔組立工作全部完成，缺料補(bǔ)齊，螺絲緊固達(dá)到規(guī)范要求。

2.1 張力架線前準(zhǔn)備工作

張力架線中的跨越施工，除應(yīng)執(zhí)行DL 5009.2和DL/T5106的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)充分注意導(dǎo)引繩、牽引繩、導(dǎo)線等在放線過程中處于架空狀態(tài)這一特點(diǎn)，慎重合理選擇跨越施工方案，防止放、緊線過程中發(fā)生張力失控，確保施工安全和被跨越物的安全。所有跨越架使用前均須檢查合格，符合張力架線施工需要。

機(jī)具準(zhǔn)備之前，應(yīng)計(jì)算施工段的放線張力及緊線張力。根據(jù)施工技術(shù)要求配備放線機(jī)具。成套放線機(jī)具應(yīng)相互匹配。在工程準(zhǔn)備階段應(yīng)安排落實(shí)張力放線的主要專用機(jī)具如下：主牽引機(jī)需25 t（2臺）、主張力機(jī)2×7.0 t（3臺）、小牽引機(jī)9 t（2臺）、小張力機(jī)7 t（2臺）、特制的42 t加強(qiáng)型聯(lián)板若干、高度相同的φ916 mm五輪滑車及φ1 040 mm三輪滑車（包膠）若干、動(dòng)力傘一套、φ3.5 mm、φ6 mm、φ10 mm迪尼瑪繩若干。張力架線其他特種受力工器具，均按出廠允許承載能力選用，且與導(dǎo)線規(guī)格和主要架線施工機(jī)具相匹配。使用前應(yīng)對所用工器具認(rèn)真進(jìn)行外觀檢查，并進(jìn)行必要的試驗(yàn)。

2.2 直線塔滑車的懸掛

本線路導(dǎo)線放線滑車采用“一牽四+一牽二”的五輪放線滑車（φ916 mm） 及三輪放線（φ 1 040 mm）滑車，具體懸掛有直線塔單滑車懸掛，直線塔雙滑車懸掛、耐張塔單滑車懸掛、耐張塔雙滑車懸掛。

首先按照電氣圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求將合成絕緣子串及掛線板安裝完畢，然后利用5 t機(jī)動(dòng)絞磨將組裝好的滑車組（包括三角對稱聯(lián)板及滑車）整體吊裝就位。在吊裝完畢，安裝調(diào)整裝置（3 t導(dǎo)鏈和φ11 mm鋼絲繩套），然后粗調(diào)使三角聯(lián)板處于水平狀態(tài)?；噾覓焱戤吅?，在張力架線過程中仍需二次調(diào)整三角聯(lián)板基本處于水平狀態(tài)。

直線塔由于垂直檔距過大或者包絡(luò)角超過30°需要懸掛雙滑車。φ24 mm鋼絲套掛在橫擔(dān)操作孔的前后側(cè)，采用2副“V”型套懸掛直接連接特制聯(lián)板，則前后側(cè)相同的滑車用1.4 m的［140 mm×60 mm×8 mm槽鋼連接，從而將前后側(cè)的滑車分開，確保不碰撞。

2.3 耐張塔導(dǎo)線滑車的懸掛

在耐張塔上掛點(diǎn)附近共有6個(gè)φ32.5 mm的豎直及水平的施工操作孔，單滑車組懸掛在相應(yīng)的操作孔下，五輪滑車U型環(huán)為10 t，三輪滑車用10 t的U型環(huán)懸掛，用φ21.5 mm的鋼絲繩懸掛連接，順線路方向操作孔寬度為4.8 m左右，采用鋼絲繩長度10 m左右，采用前后側(cè)“V”字套各自懸掛五輪和三輪滑車。

雙滑車組和單滑車組懸掛方式基本相同，滑車通過10 t的U型環(huán)和φ21.5 mm鋼絲繩直接懸掛在相應(yīng)的操作孔上，但懸掛鋼絲繩長度應(yīng)在2 m左右，并且前后側(cè)相同滑車用［140 mm×60 mm×8 mm槽鋼連接，槽鋼長度為2.5 m左右。轉(zhuǎn)角大于15°的均采用雙滑車組，五輪滑車在轉(zhuǎn)角大于30°的在前側(cè)用2個(gè)10 t的U型環(huán)連接φ24 mm鋼絲繩做“V”字套連接滑車，后側(cè)也相同懸掛，用槽鋼［140 mm×60 mm×8 mm連接，三輪滑車按直接懸掛連接。

2.4 牽引場及張力場布置

牽張場地應(yīng)滿足牽引機(jī)、張力機(jī)能直接運(yùn)達(dá)到位，且道路修補(bǔ)量不大；橋梁載重能滿足承載力不小于250 kN的要求。地形應(yīng)平坦，能滿足布置牽張?jiān)O(shè)備、布置導(dǎo)線及施工操作等要求。場地面積不應(yīng)小于：張力場60 m×40 m，牽引場60 m×40 m。

a）牽引場布置的主體設(shè)備是主牽引機(jī)（2臺25 t）及小張力機(jī)（7 t），一般采用順線路方向布置。每個(gè)大牽引機(jī)前端設(shè)置2個(gè)小錨樁，選用直徑為φ64 mm、長度為1.5 m鋼樁，45°方向打入土中；后端設(shè)置3個(gè)鋼板地錨，選用15 t鋼板地錨（規(guī)格L=1.8 m）、φ21.5 mm的3 m長鋼絲繩套、15 t的工具U型環(huán)，地錨埋深大于2.2 m，馬道與地面水平方向夾角小于45°；小張力機(jī)前端設(shè)置2個(gè)小錨樁，選用直徑為φ64 mm、長度為1.2 m鋼樁，45°方向打入土中；后端設(shè)置2個(gè)鋼板地錨，選用10 t鋼板地錨（規(guī)格L=1.5 m）、φ21.5 mm的3 m長鋼絲繩套、10 t的工具U型環(huán)，地錨埋深大于2.2 m，馬道與地面水平方向夾角小于45°。

b）張力場布置的主體設(shè)備是主張力機(jī)（3臺2×7.0 t）及小牽引機(jī)（9 t），一般也采用順線路方向布置。大張力機(jī)與主牽引機(jī)錨樁設(shè)置規(guī)格相同、小牽引機(jī)錨樁設(shè)置規(guī)格與小張力機(jī)錨樁設(shè)置相同。

2.5 導(dǎo)引繩的展放

導(dǎo)引繩展放順序：首先動(dòng)力傘展放φ3.5 mm迪尼瑪繩，然后利用小牽引機(jī)依次牽引（φ3.5 mm迪尼瑪繩牽引φ6 mm迪尼瑪繩、φ6 mm迪尼瑪繩牽引φ10mm迪尼瑪繩）；再利用小牽小張機(jī)，φ10mm迪尼瑪繩以一牽一方式牽引φ15 mm、φ18 mm防扭鋼絲繩；2套小牽小張，1根φ18 mm防扭鋼絲繩以一牽一方式牽引φ30 mm防扭鋼絲繩（8 km），1根φ15 mm防扭鋼絲繩以一牽一方式牽引φ26 mm防扭鋼絲繩，張力場收存φ15 mm、φ18 mm防扭鋼絲繩。牽引到位的φ30 mm防扭鋼絲繩作為一牽四的主牽引繩、φ26 mm防扭鋼絲繩作為一牽二的主牽引繩，牽引到位后分別錨固在主牽引機(jī)上。

2.6 張力展放導(dǎo)線和地線

導(dǎo)線展放：2套大牽引機(jī)大張力機(jī)，1根φ30mm防扭鋼絲繩以一牽四方式牽引4根720 mm2子導(dǎo)線，1根φ26 mm防扭鋼絲繩以一牽二方式牽引2根720 mm2子導(dǎo)線，牽引場收存φ26 mm防扭鋼絲繩、φ30 mm防扭鋼絲繩。

根據(jù)技術(shù)部門給定的導(dǎo)線盤號先后順序吊裝導(dǎo)線盤，導(dǎo)線頭從上引出后盤入張力機(jī)輪，其繞線方向?yàn)椋鹤筮M(jìn)右出。各導(dǎo)線在張力機(jī)出口均應(yīng)裝設(shè)接地滑車，并可靠接地。調(diào)整好牽張機(jī)的整定值，慢速牽引導(dǎo)線，張力機(jī)調(diào)整子線張力，使走板保持平衡。當(dāng)走板向第二基塔爬坡時(shí)，應(yīng)將張力調(diào)整到最小計(jì)算出口張力。導(dǎo)線調(diào)平后逐步增大牽引力及速度，牽引速度開始時(shí)控制在40～60 m/min。當(dāng)走板距放線滑車30～50 m時(shí)，應(yīng)減慢牽引速度，使走板平緩?fù)ㄟ^放線滑車。

導(dǎo)線形成絞線時(shí)應(yīng)立即停止?fàn)恳?，并不得隨意調(diào)整導(dǎo)線張力，以防絞線范圍擴(kuò)大；查明絞線范圍及原因后，啟動(dòng)張力機(jī)反轉(zhuǎn)（牽引機(jī)暫停止運(yùn)轉(zhuǎn)）以稍加大導(dǎo)線張力，待導(dǎo)線穩(wěn)定后再行牽引。若此法無效時(shí)，用人力處理。角度較大的轉(zhuǎn)角塔的放線滑車需采取預(yù)傾斜措施，并隨張力及時(shí)調(diào)整傾斜程度，見圖1。

圖1 放線滑車預(yù)傾斜

2.7 導(dǎo)線中間壓接及更換線軸

當(dāng)線軸上尚剩10圈導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)放慢牽引，剩3圈左右時(shí)應(yīng)停機(jī)，用線夾把尾線臨時(shí)錨固，松開軸架剎車；將松出的線尾與新軸盤的線頭用網(wǎng)套連接器臨時(shí)連接，余線全部重新盤繞回到新線軸；恢復(fù)線軸制動(dòng)，拆除尾線臨錨。打開張力機(jī)制動(dòng)，牽引機(jī)緩慢牽引至連接網(wǎng)套到達(dá)壓接操作點(diǎn)時(shí)停止，張力機(jī)制動(dòng)。

在壓接操作點(diǎn)前將導(dǎo)線臨時(shí)錨固（錨線張力5 t考慮），打開張力機(jī)剎車，松出一段導(dǎo)線或地線，進(jìn)行壓接作業(yè)。導(dǎo)線的壓接：一般采用張力場集中壓接方式，即在張力場完成接續(xù)管壓接操作，壓接完畢后的接續(xù)管安裝保護(hù)鋼甲后繼續(xù)展放。

2.8 牽引到位后地面錨線

每相導(dǎo)線展放到最后200 m時(shí)，牽引場應(yīng)通知張力場將導(dǎo)線的張力逐漸加到緊線張力的75%，每相導(dǎo)線放完后,在牽張機(jī)前按序?qū)⒆訉?dǎo)線進(jìn)行臨錨，在錨線架上錨固時(shí)，錨線鋼絲套與導(dǎo)線接觸處應(yīng)纏麻布或套膠管；每相導(dǎo)線牽放完后，在施工段兩端將導(dǎo)線臨時(shí)錨固，錨線后應(yīng)保證：導(dǎo)線對地距離應(yīng)不小于5 m；對跨越物及電力線應(yīng)滿足安全距離。錨線地錨對鐵塔的距離應(yīng)保證錨線對地夾角不大于25°。臨錨應(yīng)便于松錨作業(yè)，同相子導(dǎo)線上的卡線器相互錯(cuò)開安裝并盡量使卡線器的方向垂直于水平面（即拉環(huán)向上或向下），卡線器后面連接的卸扣銷軸朝向?qū)Ь€穿入；卡線器卡線時(shí)應(yīng)相互錯(cuò)開，防止松線時(shí)卡碰。

錨線工器具連接如下（僅用于張力放線臨錨）：地線選擇了地線專用卡線器+50 kN U型環(huán)+φ13 mm鋼繩套+50 kN U型環(huán)+50 kN地錨的錨固方式；導(dǎo)線選擇了導(dǎo)線專用卡線器+100 kN U型環(huán)+φ15.5 mm鋼繩套+100 kN U型環(huán)+100 kN錨線架+100 kN U型環(huán)+φ21.5 mm地錨套+100 kN地錨的錨固方式。

2.9 平衡掛線施工注意事項(xiàng)

a）緊線施工前，必須首先將滑車調(diào)平。應(yīng)將同一極上的五輪放線滑車和三輪放線滑車調(diào)平，消除滑車懸掛傾斜對弧垂的影響。在人字板底下加掛的聯(lián)板上有調(diào)平眼孔，使用3 t倒鏈、鋼絲繩與橫擔(dān)連接，調(diào)整聯(lián)板，使三輪滑車和五輪滑車保持平衡，達(dá)到緊線要求，同時(shí)根據(jù)2個(gè)滑車前后邁步情況，盡可能調(diào)整至同側(cè)及同步。

b）以往平衡掛線一般采用單相緊線完畢，然后左右相弧垂看平進(jìn)行操作，但對于本工程±800kV直流輸電線路六分裂導(dǎo)線平衡掛線，一定要考慮工器具重量（6套9 t導(dǎo)鏈及卡線器重量在1 t以上） 導(dǎo)致的不平衡因素，正負(fù)極平衡掛線需要同步進(jìn)行，防止緊線完畢掛線后出現(xiàn)正負(fù)極相間弧垂嚴(yán)重超差。

c）由于±800 kV直流輸電線路鐵塔導(dǎo)線橫擔(dān)過長，在轉(zhuǎn)角度數(shù)大于50°、靠近轉(zhuǎn)角塔設(shè)計(jì)檔距500 m以上時(shí)則必須考慮內(nèi)外角側(cè)檔距變化對弧垂觀測數(shù)值的影響。出現(xiàn)以上情況時(shí)候，靠近轉(zhuǎn)角塔內(nèi)外側(cè)導(dǎo)線設(shè)計(jì)弧垂會(huì)變化很大，必須根據(jù)實(shí)際檔距重新計(jì)算理論弧垂值。

d）在緊線段內(nèi)存在直線轉(zhuǎn)角塔時(shí)候，首先要對直線轉(zhuǎn)角塔所掛滑車組進(jìn)行調(diào)整，掛線聯(lián)板基本為向外角側(cè)傾斜向上的斜平面。在平衡掛線時(shí)，派專人監(jiān)控負(fù)責(zé)調(diào)線，因?yàn)樵摶F塔處導(dǎo)線受水平力較大，很容易跳線或弧垂與前后檔不符合。

3 ±800 kV直流輸電線路張力架線施工創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 定制三角聯(lián)板的應(yīng)用

直接在金具串下方懸掛專門設(shè)計(jì)的定制聯(lián)板，采用對稱打孔不等距懸掛，利用力矩平衡原理進(jìn)行張力展放導(dǎo)線模式。完全利用現(xiàn)有φ916 mm五輪掛線滑車和φ1 040 mm三輪掛線滑車裝備，充分考慮了后期±800 kV錦蘇線張力架線“3×一牽二”架線施工的方案特點(diǎn)，設(shè)計(jì)加工了通用型三角掛線聯(lián)板，極大地方便了施工操作、節(jié)省了設(shè)備投入資金。

3.2 導(dǎo)線與牽引繩液壓管方式連接

在張力放線過程中導(dǎo)線與牽引繩連接方式選擇了液壓管連接，不同于以往工程用網(wǎng)套連接方式，該連接方式更加可靠、安全。一牽四走板連接采用了LGJ-720/50導(dǎo)線→壓接管連接→SLX-8×4型旋轉(zhuǎn)連接器→φ18 mm防扭鋼絲繩→SLX-8×4型旋轉(zhuǎn)連接器→SZ4B-30（1×4） 型走板→SLX-25（250kN）→φ30 mm主牽引繩的方式。一牽二走板連接采用了LGJ-720/50導(dǎo)線→壓接管連接→SLX-8×2型旋轉(zhuǎn)連接器→φ18 mm防扭鋼絲繩→SLX-8×2型旋轉(zhuǎn)連接器→ SZ2B-12（1×2）型走板→ SXL-25（250kN）→φ26 mm主牽引繩的方式。

3.3 輕型及簡便有效的全方位校管器使用

由于本工程受地形限制，導(dǎo)線直線管在通過個(gè)別大轉(zhuǎn)角塔后，直線管發(fā)生變形彎曲，常規(guī)方法無法校直。導(dǎo)線為720 mm2截面，耐張管在高空液壓施工中由于個(gè)別人員的操作不規(guī)范，也容易出現(xiàn)壓接管彎曲現(xiàn)象。施工項(xiàng)目部技術(shù)人員及機(jī)械科針對類似現(xiàn)象，考慮以后工程900 mm2、1 000 mm2截面的適用性，研究制作了一種可以360°旋轉(zhuǎn)校直正管器。

該校直正管器是采用一個(gè)5 t螺旋千斤頂為主要校直設(shè)備，輔助一部分固定鋼板及銷釘（與液壓管接觸部位為拋光鋼板），利用千斤頂及鋼板之間的受力校直壓接管。全部加工重量為20 kg左右，方便攜帶及高空整管，而且可以360°旋轉(zhuǎn)使用校直壓接管，尤其對630 mm2以上大截面導(dǎo)線壓接管校直有效。

4 結(jié)束語

±800 kV特高壓直流線路工程張力架線施工，與以往常規(guī)的500 kV輸電線路架線方法有所不同，在施工中采用了2臺牽引機(jī)同步工作，通過“一牽四+一牽二”展放同相六分裂導(dǎo)線?？傮w來講，此施工方法具有工藝成熟、功效高、控制方便、節(jié)省設(shè)備投入等特點(diǎn)，能夠圓滿完成±800 kV特高壓直流線路工程的架線施工的需要。