500kV黃坪變電站懸掛式管母施工方案

張曉兵,呂 江

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)云南省火電建設(shè)公司,昆明 650032）

1 前言

在變電站戶外布置的高壓配電裝置中，懸掛式管型母線得到廣泛應(yīng)用。管母安裝質(zhì)量及工藝的好壞，將直接影響變電工程的整體工藝水平及下層隔離開關(guān)的安裝，進(jìn)而影響變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

云南電網(wǎng)公司500kV黃坪變電站工程采用的是傾斜V形絕緣子串懸吊式管型母線，管母采用上海永固電力器材有限公司生產(chǎn)的6063型鋁合金管母，直徑250mm，壁厚10mm，每一串掛點(diǎn)跨距25m。

2 施工質(zhì)量控制的方法

2.1 施工策劃

構(gòu)支架安裝完畢，一次設(shè)備未就位，提前策劃管母的堆放及焊接場(chǎng)地，選擇在備用空間隔，將場(chǎng)地碾壓夯實(shí)平整，鋪上碎石及枕木，用水平儀將枕木調(diào)平整。

2.2 到貨檢驗(yàn)

用吊車將管母平鋪于枕木上，首先檢查產(chǎn)品合格證，然后進(jìn)行外觀檢查，要求管母表面光潔平整，沒有劃痕、裂紋、氣泡起皮、夾雜物等現(xiàn)象。長(zhǎng)度偏差應(yīng)為正偏差，范圍在+15～+25mm內(nèi)，壁厚偏差應(yīng)在0～+0.5mm內(nèi)。

2.3 管母焊接

（1）坡口加工。采用專用坡口機(jī)械加工坡口，坡口角度在35o-40o之間。坡口平滑均勻、無毛刺和飛邊，鈍邊厚度應(yīng)為1.5mm。焊接前母線坡口兩側(cè)各50mm范圍內(nèi)清刷干凈，無氧化膜、水分和油跡情況。（2）焊接設(shè)備和焊接材料的選擇。采用鎢極氬弧焊進(jìn)行全方位焊接，選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的合格焊絲。（3）焊接工藝與措施。焊工必須考試合格，持證上崗?，F(xiàn)場(chǎng)每種管母試驗(yàn)樣品（管形母線取兩件）經(jīng)須經(jīng)過檢驗(yàn)合格后方可正式焊接。焊接前要先計(jì)算管母各段焊口的數(shù)量和位置，滿足隔離開關(guān)靜觸頭、引線金具邊緣距焊口大于50mm的要求，同時(shí)應(yīng)保證焊接支架中心為同一水平直線上（用經(jīng)緯儀找正）。（4）焊接質(zhì)量控制。管母的焊接點(diǎn)應(yīng)采取防風(fēng)措施，對(duì)接口兩側(cè)應(yīng)平直，對(duì)口間隙3-5mm，襯管位于焊口中央，在補(bǔ)強(qiáng)孔定位焊接后，再于坡口處將管母及襯管焊接固定。焊接時(shí)應(yīng)先按正三角形點(diǎn)焊三點(diǎn)，每個(gè)焊縫應(yīng)一次焊完，焊縫上部應(yīng)有2～4mm的加強(qiáng)高度，焊縫應(yīng)呈圓弧形，所有焊縫、焊點(diǎn)應(yīng)平整、光滑，不應(yīng)有毛刺、凹凸不平處。管母焊完未冷卻前，不得移動(dòng)和受力。

2.4 管母預(yù)拱

懸吊式管母受自重、負(fù)載、風(fēng)阻、覆冰和電動(dòng)力等因素的影響，會(huì)產(chǎn)生撓度變形，所以在吊裝前必須對(duì)管母進(jìn)行預(yù)拱，這也是管母安裝質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

（1）通過力學(xué)公式分別計(jì)算出鋁合金管母線自重（均布荷）和集中荷載（引下線、金具或隔離開關(guān)靜觸頭）產(chǎn)生的撓度，迭加得到鋁管母線的撓度（A、B、C三相管母因集中荷載位置的不同，計(jì)算出的撓度不同）。

根據(jù)單跨管線兩端鉸接最大撓度計(jì)算公式：初步計(jì)算出最大撓度為：179.6mm，小于規(guī)范要求250mm。

式中：f為鋁管母線撓度（mm）；A為均布荷載中撓度系數(shù)；B為集中荷載跨中撓度系數(shù)；l為兩吊點(diǎn)間跨距（mm）；E為彈性模量67000N/mm2；D為管母外徑 250mm；d為管母內(nèi)徑 230mm；q為管母均布荷載（204N/m）；p為管母線集中荷載。

（2） 模擬管母懸掛狀態(tài)校核。按計(jì)算出的最大撓度初步預(yù)拱一根管母，拱背朝上，用吊車在V形絕緣子實(shí)際吊點(diǎn)位置，起吊至1m高度，在金具及引流線懸掛位置掛上與之相同重量物體，模擬管母實(shí)際懸掛狀態(tài)。用經(jīng)緯儀測(cè)量該狀態(tài)下管母預(yù)拱度控制在20mm-30mm(經(jīng)驗(yàn)值)，否則修正預(yù)拱值。

（3） 管母的批量預(yù)拱。根據(jù)計(jì)算及校核后的預(yù)拱值，即可對(duì)管母進(jìn)行批量預(yù)拱。500kV黃坪變電站工程通過設(shè)計(jì)了牽引平臺(tái)，采用手拉葫蘆牽引的方式，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩根管母的預(yù)拱。牽引預(yù)拱范圍確定為中段管母7.5m，有效的避免了預(yù)拱對(duì)管母焊口的影響（單跨管母長(zhǎng)25米，由8米、9米、8米三段焊接而成）。

管母預(yù)拱示意圖

如上圖所示，將兩根管母置于預(yù)拱平臺(tái)兩側(cè)，并用枕木均勻墊平，中間用3個(gè)3t導(dǎo)鏈對(duì)拉，達(dá)到計(jì)算校核2倍預(yù)拱值后，用木方在兩根管母彎曲部位均勻拍打5分鐘，消除部分應(yīng)力，緩慢松開3個(gè)導(dǎo)鏈，測(cè)量管母實(shí)際變形量，進(jìn)行數(shù)次對(duì)拉及釋放應(yīng)力后，即可得出理想的預(yù)拱弧度。

2.5 管母吊裝

（1）將管母兩端經(jīng)耐壓合格的V型絕緣子串緊固到位，注意管母拱背朝上，最低點(diǎn)泄水孔朝下；（2）吊裝采用兩臺(tái)機(jī)動(dòng)絞磨和吊車配合起吊的方式，確定好吊點(diǎn)，避免吊裝過程中管母發(fā)生彎曲變形；兩端絞磨牽引V型絕緣子串，吊車提掛中部配合同步動(dòng)作，保證吊裝受力均勻，動(dòng)作平穩(wěn)。（3）第一段管母吊裝后，立即復(fù)核電氣距離，以及隔離開關(guān)動(dòng)靜觸頭之間的匹配情況，適當(dāng)調(diào)整絕緣子串金具的安裝位置。

2.6 管母配重

管母上的金具及引流線安裝完成后，按設(shè)計(jì)添加管母配重金具，調(diào)整管母水平。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過嚴(yán)格執(zhí)行制定的施工工藝規(guī)范，根據(jù)計(jì)算出的預(yù)拱值，經(jīng)過模擬懸掛校核，采用新型工藝對(duì)管母進(jìn)行預(yù)拱，有效的減少和返工及材料浪費(fèi)，消除了管母撓度變形的影響，保證了管母懸掛后的施工工藝。

[1]南方電網(wǎng)工程施工工藝控制規(guī)范[M].中國(guó)電力出版社，Q/CSG11105.2-2008.

[2]石鳳翔.支持式鋁管母線撓度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)淺析[Z].人民長(zhǎng)江，1998（07）.

[3]彭復(fù)霖.鄭州500kV變電所大跨距管型母線的設(shè)計(jì)[Z].華中電力，1991（01）.