防脫冰相間間隔棒施工新工藝研究

蔣洪青 賈樹峰

（金華送變電工程有限公司，浙江 金華 321016）

導(dǎo)線不均勻覆冰和不同期脫冰是冰區(qū)輸電線路中的常見現(xiàn)象，脫冰不但影響導(dǎo)線再覆冰過程，而且脫冰時產(chǎn)生的瞬時拉力驟變會引起導(dǎo)線劇烈跳躍，甚至直接導(dǎo)致線路的機(jī)械事故或電氣事故，在重冰區(qū)大檔距的情況下尤為嚴(yán)重[2]。

2011年1月17日，金華地區(qū)出現(xiàn)較大范圍的罕見低溫雨雪冰凍天氣，氣溫低于零下 5℃，線路處于覆冰狀態(tài)。1月22日天氣開始轉(zhuǎn)暖，線路開始脫冰，脫冰過程中導(dǎo)線不規(guī)則跳動，造成220kV溪倪 4399線、溪宅 4400線 2#—34#塔檔內(nèi)共發(fā)生 5次相間短路故障跳閘，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。2011年11月份，我們在對220kV溪倪4399線、溪宅4400線防脫冰改造工程施工中，成功應(yīng)用了相間間隔棒施工新工藝。其內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的測量、間隔棒的定制、分類運(yùn)輸以及安裝過程。

1 導(dǎo)線脫冰產(chǎn)生的原因

覆冰導(dǎo)線發(fā)生脫冰時，導(dǎo)線、絕緣子串做同步低頻振動，且直線塔懸掛點(diǎn)處縱向不平衡張力隨導(dǎo)線跳躍振動作同步低頻變化。脫冰跳躍的過程可以理解為覆冰狀態(tài)下的導(dǎo)線的張力彈性勢能轉(zhuǎn)化為脫冰后導(dǎo)線的動能，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為重力勢能，從而使導(dǎo)線跳躍[3]。隨著冰凌荷載的增加，導(dǎo)線張力和弧垂將逐漸增大，獲得了相應(yīng)的彈性能和重力勢能。當(dāng)氣溫回升或者受到風(fēng)力擾動影響，使得導(dǎo)線上大部分或整檔的冰凌同時脫落，覆冰時所儲有的勢能迅速轉(zhuǎn)化為動能,使一相或一根導(dǎo)線向上彈起,形成大振幅半波，從而容易導(dǎo)致相間短路。

2 相間間隔棒的作用

相間間隔棒是在相間或回路之間使用的一種具有絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度的間隔棒，它將各導(dǎo)線機(jī)械地連接起來，使各導(dǎo)線的運(yùn)動相互制約，以達(dá)到控制導(dǎo)線線間距離的目的[4]。相間間隔棒是由玻璃鋼芯棒和硅橡膠護(hù)套構(gòu)成的合成絕緣結(jié)構(gòu)，它具有抗拉強(qiáng)度高、重量輕、并有一定柔韌性；抗撞擊性好，不易破碎；耐污閃電壓高，硅橡膠傘群護(hù)套有優(yōu)異的憎水性和憎水遷移特性，免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)[5]。

3 施工難點(diǎn)

220kV溪倪4399線、溪宅4400線防脫冰改造工程是浙江省內(nèi)第一次對覆冰線路進(jìn)行防脫冰改造的工程，施工經(jīng)驗相對較少，且無可參考的施工工藝，這給現(xiàn)場施工帶來很大的困難。

1）確定要安裝的間隔棒長度困難

由于每處間隔棒的使用長度均不確定，導(dǎo)致間隔棒不易加工定制，不易分類運(yùn)輸。

2）地面運(yùn)輸工作開展艱難

此改造段的地形為非常復(fù)雜的高山大嶺，交通條件差，再加上絕緣子長度較長，導(dǎo)致運(yùn)輸較困難，以前施工時的架線通道現(xiàn)大部分已經(jīng)灌木叢生，施工人員無法正常通行。

3）線上運(yùn)輸困難

每根間隔棒重量在40kg左右，完全靠高處作業(yè)人員獨(dú)立上線運(yùn)輸較困難，并且對出線施工人員的體力消耗太大，不利于施工。

4）安裝過程困難

（1）由于兩根子導(dǎo)線采用上下排列，考慮施工人員的重量影響，可能造成下線弧垂過大，導(dǎo)致兩根子導(dǎo)線的間距增大，使施工人員無法對兩根子導(dǎo)線可控。

（2）由于間隔棒自身較重，相對安裝位置過高或者過低時施工人員憑借自身的力量很難做調(diào)整，不利于安裝工作的進(jìn)行。

5）出線后施工人員返回困難

間隔棒安裝需要施工人員從桿塔處出線到檔距總長的 3/4處，由于檔距較大，部分檔距高差也較大，施工人員出線后返回較困難，體力消耗很大，不利于施工。

4 施工新工藝

由于間隔棒的施工具有諸多難點(diǎn)，本文針對上述情況，提出了新型相間間隔棒的施工新工藝。

4.1 施工方案的探討與準(zhǔn)備階段

1）測量弛度數(shù)據(jù)[6]，確定每檔間隔棒長度

安裝前要對每檔的每根子導(dǎo)線進(jìn)行弛度測量，以確定相應(yīng)位置的相間間隔棒長度[7]，部分實(shí)測數(shù)據(jù)見表1、表2。

2）施工方案

根據(jù)施工前的現(xiàn)場勘察，制定出安裝相間間隔棒的3種施工方案。

表1 相間間隔棒檔距實(shí)測馳度

表2 間隔棒長度及對應(yīng)安裝位置

方案一：作業(yè)人員由地形較高側(cè)桿塔采用軟梯頭出線，下線人員用測繩測量安裝位置，上中相人員在導(dǎo)線上自由滑動至安裝位置，開始高處施工作業(yè)。如圖1所示。

圖1 方案一示意圖

由于相間間隔棒比較重（約 40kg），為了使高空作業(yè)人員節(jié)省更多體力，提高工作效率和施工安全，在上中兩相的上子導(dǎo)線上各安裝一只1T滑輪，用繩索將間隔棒從地面直接吊到間隔棒安裝位置上，由各相線上的作業(yè)人員由上往下配合安裝。如果通道條件不暢通時將根據(jù)地形條件采用第二種方案或第三種方案。

方案二：作業(yè)人員把相間間隔棒運(yùn)輸?shù)胶０蜗鄬^高的一側(cè)桿塔處，上中兩相導(dǎo)線分別有兩人相互配合作業(yè)，同時作業(yè)人員利用軟梯頭在導(dǎo)線上出線，并在導(dǎo)線上安裝尼龍滑輪，將3根相間間隔棒與高空作業(yè)人員一起滑出[8]。下相導(dǎo)線的作業(yè)人員利用 100m的測繩在導(dǎo)線上分別做出相應(yīng)的記號，以確定相間間隔棒安裝位置分別為1L/4、L/2、3L/4（L為檔距）。上中相人員滑到指定位置后分別在1L/4、L/2、3L/4（L為檔距）處逐個放下間隔棒，并分別固定牢固。首先安裝距離桿塔（高差相對較高的耐張塔）最遠(yuǎn)處的安裝位置即3L/4，然后同樣方法依次安裝L/2和1L/4位置處的相間間隔棒，如圖2所示。

圖2 方案二示意圖

方案三：類似于第二方案，作業(yè)人員把8只相間間隔棒運(yùn)輸?shù)礁卟钕鄬^高的一側(cè)桿塔處，上中兩相導(dǎo)線分別有兩人相互配合作業(yè)，作業(yè)人員由高側(cè)的桿塔通過軟梯頭出線，并在導(dǎo)線上安裝尼龍滑輪，將兩根相間間隔棒與高空作業(yè)人員一起滑出。下相導(dǎo)線的作業(yè)人員利用 100m的測繩在導(dǎo)線上分別做出相應(yīng)的記號，先確定相間間隔棒L/2、或L/4、3L/4安裝位置?？紤]到檔距太大，高空作業(yè)人員的安全和體力支出太大，暫不安裝靠出線鐵塔最遠(yuǎn)處的間隔棒。第一步，首先上中相人員滑到指定位置后分別在L/4或3L/4、L/2處逐個放下間隔棒，并固定牢固，先安裝距離桿塔 L/2處的相間間隔棒，然后再安裝距離桿塔較近L/4或3L/4的間隔棒；第二步，從較高側(cè)鐵塔下來，到對面的鐵塔上重新出線，安裝3L/4或L/4處的間隔棒，如圖3所示。

圖3 方案三示意圖

3）方案對比

方案一適用于相間間隔棒安裝處的導(dǎo)線距離地面小于100m，且導(dǎo)線下方運(yùn)輸通道較便利的情況。

方案二適用于導(dǎo)線對地距離大于100m，高差較大、檔距較小的情況。

方案三適用于導(dǎo)線對地距離大于100m，高差較小、檔距較大的情況。

4）工器具清單

要想順利完成一線工程，齊全的工器具是必不可少的條件。針對上述3種施工方案中將用到的工器具做出統(tǒng)計，如表3所示。

表3 工器具清單表

5 施工實(shí)施階段

5.1 相間間隔棒的地面運(yùn)輸

首先通過運(yùn)輸車輛將間隔棒運(yùn)輸至施工桿塔的山腳下，再通過人力運(yùn)輸，將間隔棒按照前期確定的每根長度和每檔對應(yīng)的施工方案，運(yùn)至相應(yīng)的桿塔下（第一種方案運(yùn)輸至間隔棒安裝位置正下方附近）。

5.2 相間間隔棒的線上運(yùn)輸與安裝

根據(jù)每檔制定的施工方案，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)輸。由于第三種與第二種相似，所以僅對第一種方案和第二種方案進(jìn)行說明。第一種方案：由于導(dǎo)線距地距離較小，且線下通道較好，將導(dǎo)線運(yùn)輸至間隔棒安裝位置正下方附近。首先由下相施工人員通過百米測距繩找到本檔相間間隔棒的安裝位置，再由上相和中相施工人員將定滑車掛到相應(yīng)位置，通過繩索與地面人員相連，地面人員再通過導(dǎo)線上的定滑車將間隔棒升空到安裝位置，地面人員通過繩索控制間隔棒的具體高度，方便高空作業(yè)人員安裝，之后由高空作業(yè)人員進(jìn)行上中下三相的安裝工作。第二種方案：施工人員來到地形較高側(cè)鐵塔，下相高空人員利用百米測距繩測量相間間隔棒安裝位置，上中高空作業(yè)人員和相間間隔棒均到達(dá)上中兩導(dǎo)線的出線端，采用組合出線方式（人和間隔棒一起），通過棘輪式緊線器連接在兩根子導(dǎo)線的運(yùn)輸滑輪上，滑到最遠(yuǎn)處的安裝位置，然后利用棘輪式緊線器調(diào)整間隔棒的高度，以便于安裝。然后原路返回桿塔，考慮到人員出線后返回過程是向上的爬線，所以通過下圖裝置減少出線人員的體力消耗。在橫擔(dān)上安裝定滑輪，地面人員通過繩索給予出線人員幫助。如圖4所示。

圖4 人員出線示意圖

第三種方案與第二種方案類似，安裝完兩根后，第三根安裝時到較低側(cè)桿塔上重新出線進(jìn)行安裝。

6 施工注意事項

1）采用軟梯頭出線，軟梯頭與拉力繩連接部位要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。出線人員必須使用肩背式全身安全帶，主保險繩和付保險繩要系在子導(dǎo)線上。

2）要考慮到安裝人員對導(dǎo)線弛度的影響，最好選體重差不多的人員為一組，共同出線。

3）安裝前必須對導(dǎo)線弛度進(jìn)行測量，已保證提高安裝精度，同時做為選取相間間隔棒長度的參考。

4）出線作業(yè)人員一般考慮4～6人，一個安裝組總計15人左右；上中相每相一人或兩人負(fù)責(zé)安裝，下相兩人測量檔距，其余人負(fù)責(zé)地面配合工作。

5）出線前需采取措施，確保高空人員在檔中時能將二根子導(dǎo)線控制在活動范圍內(nèi)，如：用兩個尼龍滑輪互相連接（連接長度控制在 60cm以內(nèi)）倒扣在導(dǎo)線上，以控制兩根子導(dǎo)線的間距使兩根導(dǎo)線在可控范圍之內(nèi)。

6）采用第二種、第三種施工方案時，相間間隔棒用φ10的高強(qiáng)度繩套（保護(hù)間隔棒，避免劃傷）聯(lián)棘輪式緊線器掛在倒扣在導(dǎo)線上的尼龍滑輪下導(dǎo)線上的那只上，到位后相間間隔棒的安裝高度用棘輪式緊線器進(jìn)行調(diào)整，以方便施工。

7）施工前必須對現(xiàn)場進(jìn)行勘察，確定每檔的地形和檔距特點(diǎn)，然后選擇每檔具體的運(yùn)輸和安裝方案。

7 結(jié)論

這是金華電網(wǎng)在浙江省內(nèi)首次成功開展該類型技術(shù)改造。通過現(xiàn)場的具體施工來看，施工過程完全按照預(yù)訂的施工方案進(jìn)行。前期對現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行勘察，討論制定具體的施工方案，從而保證了施工的順利進(jìn)行，也為確保工程按預(yù)期完工打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。本項工藝在施工前期準(zhǔn)備、材料運(yùn)輸、人員安排、工器具的配置以及安裝方法等方面都有很明顯的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，具有一定的推廣價值，并且該項施工完工后順利通過工區(qū)驗收，并馬上投入運(yùn)行。經(jīng)過2011年覆冰脫冰季節(jié)時間段的考驗，該段線路未發(fā)生一起相間短路跳閘事故，使得金華電網(wǎng)抗冰能力得到了進(jìn)一步增強(qiáng)。

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