±800 kV特高壓復奉直流接地極線路調爬工程施工技術

顧俊杰，袁 奇

(國網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海 200063)

電網(wǎng)技術

±800 kV特高壓復奉直流接地極線路調爬工程施工技術

顧俊杰，袁 奇

(國網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海 200063)

強調了提高特高壓直流接地極線路絕緣水平的重要性，通過將接地極線路絕緣子片數(shù)增加至5片，并按照間隙與絕緣子干弧距離比值為(80+2.5)%配置并聯(lián)間隙，同時確保滿足導線對地及交叉跨越安全距離要求等技術要點，確保了接地極線路滿足線路運行規(guī)范，提高了電網(wǎng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。最后探討了±800 kV奉賢換流站-廊下接地極線路調爬工程的施工技術，并為重要輸電通道特高壓直流線路技改工程提供施工經驗。

直流輸電系統(tǒng)；特高壓直流接地極線路；電網(wǎng)運行

隨著經濟的快速發(fā)展，電力需求隨之迅猛增長。部分輸電線路由于使用的設計標準舊、投運時間長，加之通道環(huán)境變化導致線路發(fā)生故障跳閘的概率陡增，必須對輸電線路進行故障分析，進行必要技術改造，確保重要輸電通道安全穩(wěn)定運行。

根據(jù)國家電網(wǎng)公司關于跨區(qū)電網(wǎng)××直流接地極線路故障分析要求，針對奉賢±800 kV直流工程滿負荷運行情況以及直流系統(tǒng)產生操作過電壓水平問題，通過提高接地極線路絕緣水平，使接地極線路耐受操作過電壓水平與換流站中性母線耐受水平相匹配，從而提高直流輸電系統(tǒng)乃至整個電網(wǎng)的運行安全性和可靠性[1-2]，并為重要輸電通道特高壓直流線路技改工程提供施工經驗。

1 ±800 kV復奉直流接地極線路概況

1.1 線路走向

±800 kV復奉直流接地極線路起自上海市奉賢區(qū)換流站，經海灣鎮(zhèn)、拓林鎮(zhèn)、漕涇鎮(zhèn)、莊行鎮(zhèn)、松江區(qū)、金山區(qū)到廊下鎮(zhèn)的接地極，全長97.14 km，航空距離70 km，曲折系數(shù)1.35，全線桿塔共計263基，其中耐張塔72基，直線塔191基(其中直線轉角塔21基)[3-5]。

1.2 線路合桿及獨立段情況

接地極線路從上海市奉賢區(qū)換流站至松江區(qū)南雉雞村附近，長81.75 km，與±800向家壩—上海的復奉直流線路同桿架設，從南雉雞村向南到廊下接地極為獨立架設，長15.39 km。

獨立段線路包括兩部分：

第一部分，在奉賢換流站出口，從門型構架至復奉直流線路的5446號塔，有兩檔線，長0.192 km。

第二部分，從朱涇鎮(zhèn)以東約2 km處的南雉雞村附近接下。接地極線路轉向南單獨架設。首先鉆過2回500 kV交流線路，再穿越±500 kV葛南線，向南平行于10 kV線路走線，線路跨過秀州塘、萬楓公路，然后沿農建路向南，到富強村后，線路左轉向東跨過朱平大道，再右轉沿朱平公路向南，經顧家浜、陳家村，跨過胥蒲塘，再向南經呂巷鎮(zhèn)的官帝村、陸家浜跨過六里塘、經沈塘村、楊家浜、中華村到南長浜極址，線路路徑長度15.20 km。

1.3 改造前主要設備情況

1.3.1 導線和地線

(1) 導線。主要采用兩回2×JNRLH60G1A-500/45型鋁合金絞線(雙分裂)，分裂間距450 mm，以及部分區(qū)段(52～61號段)采用兩回2×JGQNRLH/EST-630/80耐熱導線(雙分裂)，分裂間距450 mm。

(2) 地線。獨立段全線架設1根普通地線，其型號為1×7-11.4-1270-B(GJ-80)型稀土鋁鍍鋅鋼絞線；合桿段采用雙線加設，1根為OPGW-24(36B1-175)光纜，另1根為LBGJ-180-20AC地線。

1.3.2 絕緣子

導線用絕緣子強度共分3個等級： 70 kN級、160 kN級、210 kN級。其中，70 kN級瓷絕緣子用于門型構架出線部分；懸垂串采用160 kN級直流懸式絕緣子，耐張串采用210 kN級直流懸式絕緣子。全線耐張串采用4片絕緣子，懸垂串采用3片絕緣子[6-7]。

1.3.3 招弧角

導線絕緣子串加裝招弧角，懸垂串的招弧角間隙值采用420 mm，耐張串的招弧角間隙值采用550 mm。

2 接地極線路調爬改造規(guī)模

本工程接地極線路調爬改造主要是對導線、絕緣子串、塔頭空氣間隙、招弧角、重錘片、跳線、金具等進行了調換和改造。

全線直線(跳線)單聯(lián)160 kN懸垂串每串需增加2片絕緣子，直線雙聯(lián)160 kN懸垂串每串需增加4片絕緣子，雙聯(lián)210 kN耐張串每串需增加2片絕緣子。需更換全線懸垂串和耐張串的招弧角，懸垂串招弧角由AH/TS型更換為XCZHJ-568型，耐張串招弧角由AH/TS3G型更換為NZZHJ-568型，全線懸垂串和耐張串的招弧角間隙調整為680 mm。更換全部耐張塔跳線，48基懸垂串加裝重錘。對不滿足塔頭空氣間隙的橫擔進行調換。

2.1 導線

本工程導線利用原有導線，型號為NRLH60G1A-500/45型鋁合金絞線與JGQNRLH/EST-630/80耐熱導線(雙分裂)。導線技術參數(shù)見表1。

表1 導線技術參數(shù)表

2.2 絕緣子改造

全線絕緣子的強度共有3個等級：160 kN級、210 kN級和300 kN。其中：160 kN級瓷絕緣子用于門型構架出線部分；懸垂串采用160 kN級直流懸式絕緣子，耐張串采用210 kN及300 kN級直流懸式絕緣子。全線直線(單聯(lián)/雙聯(lián))及跳線串絕緣子，由原來運行的3片增加至5片；耐張串絕緣子雙聯(lián)成串，由原來運行的4片增加至5片。大連電瓷有限公司產各種絕緣子機電特性見表2。

2.3 導、地線防震措施

本工程所選導地線的平均運行應力超過破壞應力的18%時，均需采取防震措施，導線采用節(jié)能型防震錘，檔距小于450 m時每側每根安裝2只。本工程地線采用節(jié)能型防震錘，檔距小于350 m時每側每根安裝1只，導線間隔棒按施工圖尺寸布置安裝。

表2 盤型懸式瓷絕緣子機電特性表

2.4 塔頭空氣間隙改造

(1) 改造技術標準。根據(jù)《高壓直流輸電大地返回運行系統(tǒng)設計技術導則》(Q/DG1-D002—2005)中10.2.7條的規(guī)定，“接地極線路帶電部分與桿塔構件(包括拉線、腳釘)的間隙，在大風和雷電氣象相應的風速下，分別不小于0.10 m和0.45 m，高海拔地區(qū)應修正”。

10.2.8條規(guī)定：“為方便帶電作業(yè)，在氣溫15℃和風速10 m/s條件下，帶電部分對桿塔接地部件的校驗間隙不應小于0.1 m，并應考慮0.3～0.5 m的人體活動范圍”。

根據(jù)規(guī)程規(guī)定本工程帶電部分與桿塔構件的最小距離見表3。

表3 帶電部分與桿塔構件的最小距離 m

(2) 鐵塔橫擔改造。部分直線/直線轉角桿由于增加絕緣子片數(shù)，配合重錘片(ZC-15型)后，導致線路對塔身的安全距離不足，因此本次施工設計需要對23基直線桿的外側橫擔進行更換加長，以滿足原先布線方式。

(3) 重錘片安裝。線路耐張及懸垂絕緣子串增加，串長變長，線路絕緣爬距相應增加，導致部分(直線及跳線串)導線對塔身間隙不夠。經驗算共有48基直線塔需加裝ZC-15型重錘片來確保導線對塔身間隙，以滿足規(guī)程電氣要求。

2.5 絕緣子招弧角調換

根據(jù)國網(wǎng)公司要求“間隙與絕緣子干弧距離比值為(80+2.5)%配置并聯(lián)間隙”，若按5片170 mm絕緣子串有效長的0.8倍考慮，全線懸垂串和耐張串的招弧角間隙應調整為680 mm。本工程原耐張串及懸垂串的招弧角間隙分別為550 mm和420 mm，因此本工程將所有懸垂串和耐張串的招弧角均需更換。

懸垂串招弧角由AH/TS單棒型更換為XCZHJ-568環(huán)型，耐張串招弧角由AH/TS3G單棒型更換為NZZHJ-568環(huán)型，全線懸垂串和耐張串的招弧角間隙調整為680 mm(300 kN耐張串取780 mm)。

對于懸垂串，每串應在順線路方向前后各安裝一組招弧角；對于耐張串，安裝一組招弧角，安裝位置為耐張串朝上側。

2.6 跳線

在耐張串增加1片絕緣子(每片170 mm)、跳線串增加2片絕緣子(每片170 mm)情況下，耐張塔跨接線間隙長度不夠，故需更換耐張串跨接線，滿足規(guī)程規(guī)定。

2.7 金具

耐張串加入絕緣子后，線路的導線弧垂會增大，張力變小，線長增長，在不需要重新開斷導線壓接管的耐張段，將210 kN的瓷瓶串上的原金具串中3號金具元件掛板(P-42S，長度200 mm)及4號金具元件牽引板(QY-42S，長度260 mm)替換成新3號金具元件PT調整板(PT-42，長度290 mm)。

對于導線300 kN雙聯(lián)耐張串，本次改造設計需將原金具串中的3號金具元件掛板(P-6412S，長度120 mm)、4號金具元件牽引板(QY-64S，長度260 mm)及5號金具元件掛板(Z-64S，長度180 mm)替換成3號金具元件U型掛環(huán)(U-64180S，長度180 mm)。

3 重要交叉跨越

本工程從奉賢±800 kV換流站至金山楓涇滬浙交界聯(lián)絡處，全長97.14 km ，全線桿塔共計263基，中間跨越了多條500、220、110 kV架空輸電線路以及380 V低壓線路、通信線路，因此必須對沿線重要交叉跨越進行校核，以滿足改造后線路運行期間滿足安全距離要求。

3.1 500 kV線路交叉跨越段

2～3號：跨越遠亭5135/遠衛(wèi)5136；

94～95號：跨越南亭5145/南衛(wèi)5146；

153～154號：跨越汾三5902/汾林5912、500 kV葛南直流線；

206～207號：穿越練亭5147/練衛(wèi)5148、汾三5902/汾林5912、500 kV葛南直流線。

3.2 220 kV線路交叉跨越段

2～3號：跨越遠大2A21/遠大2A22；

65～66號：跨越葛南接地極線路、林楓地極線路；

66～67號：跨越海火4179/?；?180線；

94～95號：跨越南亭2104/南亭2105線、亭海2A71線、亭海2A72線；

93～94號、86～87號：跨越亭目2A73/亭目2A74；

153～154號：跨越南萬2103線；

206～207號：穿越南萬2103線。

3.3 交叉跨越物的最小允許距離

根據(jù)《110～750 kV架空輸電線路設計規(guī)范》GB 50545—2010和上海地區(qū)220 kV架空線環(huán)評要求中規(guī)定的原則，考慮到線路改造后的長期安全穩(wěn)定運行，需要在改造前對改造后的交跨距離進行校核，導線對地及交叉跨越物的最小允許距離見表4。

4 施工關鍵技術

4.1 絕緣子安裝

4.1.1 直線串加160 kN絕緣子調爬距

在施工的桿塔橫擔上，捆綁Φ15.5 mm的鋼絲繩千斤，掛設5 t鏈條葫蘆，鏈條葫蘆的提線鉤與配備的兩聯(lián)板相連，兩聯(lián)板的施工孔銷住提線鉤，勾住導線提升，提升不得少于一重保險，在橫擔頭掛Φ13×5.0 mm的鋼絲繩，鋼絲繩穿過整組導線的聯(lián)板捆綁在橫擔做后備保護。

表4 導線對地和對各種交叉跨越物的最小距離

4.1.2 耐張塔加210 kN絕緣子調爬距

在施工耐張桿塔橫擔捆綁Φ15.5 mm鋼絲繩千斤，掛設2副6.3 t手板鏈條葫蘆，鏈條葫蘆鉤聯(lián)接螺栓型卡線器卡住導線(導線接觸面用鋁包帶纏繞)，同時在橫擔處捆綁2×Φ15.5 mm×5.0 m的鋼絲繩千斤，另一端連接U型環(huán)(U-12)，銷住導線鋼帽處的蝶形板，做后備保護，同時收緊2副手板鏈條葫蘆使絕緣子松弛，脫離整串耐張絕緣子串掛點，將整串耐張聯(lián)接金具(P-42S掛板和QY-42S牽引板)更換成PT-42290調整板及加入絕緣子。

4.1.3 耐張塔加300 kN絕緣子調爬距

本工程加300 kN絕緣子串2基4串絕緣子，52～61號塔原導線采用JGQNRLH/EST-630/80耐熱導線，取2.5安全系數(shù)后，導線的最大拉力107 kN。在施工橫擔生Φ22 mm鋼絲繩千斤，掛設2副20 t滑車組(走四走五)，導線處20 t滑車組連接導線螺栓型630型螺栓型卡線器卡住導線(卡線處纏繞鋁包帶，緊固螺栓型卡線器螺栓)，穿Φ13 mm鋼絲繩，用花式串法，確保收緊后兩滑車的最小間距大于1.5 m。鋼絲繩長路經橫擔、塔身5t單片轉向后進絞磨，同時在橫擔處捆綁2根Φ18 mm×5 m的鋼絲繩千斤，另一端連接U型環(huán)(U-25)，銷住導線鋼帽處的蝶形板做后備保護，同時收緊2套絞磨，使絕緣子串松弛，脫離整串耐張絕緣子。

4.2 導線展放

(1) 放線時，大轉角塔采用雙滑輪；對導線埋線、緊線等操作時，不得使用卡線器，必須用PLP預絞絲緊線器，每只可以使用3次。

(2) 張力放線時利用舊導線牽引新導線。導線展放采用“一牽一”方式。

(3) 牽、張機應布置在線路中心線上，牽、張機出口距離相鄰塔必須大于3倍的滑輪懸掛點高度的距離，進出線夾角不得大于30°。

(4) 張力放線的出線順序，依次由地線、上相、中相、下相展放。

(5) 張力展放導線的操作和注意事項：① 牽引張力機、張力機的開停操作配合按“機械操作規(guī)程”；② 牽(張)機司機在得到現(xiàn)場指揮正式通知后，開機預調張力后，通知牽引張力機開始牽引，牽引初時應緩慢啟動加速，避免造成沖擊；③ 牽(張)機司機在接到任何施工人員報警信號或現(xiàn)場指揮停車信號時，牽引張力機司機必須立即停止牽引，并通知張力場指揮，任何情況下，張力場必須按現(xiàn)場指揮的指令操作。

4.3 外轉塔橫擔更換

(1) 施工的桿塔，外轉橫擔處掛走二5 t滑車組，導線側用2副導線的提線勾(2副提線勾連接兩聯(lián)板施工孔，再連接5 t滑車組，連接用5 t U型環(huán))，上下經Φ11 mm鋼絲繩串接呈走一走二滑車組提升導線，脫離絕緣子串。

(2) 脫離絕緣子時，2子導線上串接2根Φ13 mm×6 m鋼絲繩千斤(導線的接觸面纏繞鋁包帶)；另一側鋼絲繩千斤，分開捆綁在橫擔上面桿塔的主材上，脫離絕緣子后，主材上的鋼絲繩同步逐一收緊錨固。

(3) 錨固后，在導線與桿塔的接觸點墊麻袋布或用毛竹包絞，做好防導線損傷的防護措施；防感應電的安全措施。

(4) 拆除阻礙施工的導線間隔棒，安裝附件；拆除桿塔外轉橫擔，按圖安裝桿塔新橫擔。

(5) 緊固橫擔螺栓后，加入絕緣子恢復橫擔直線掛點。

4.4 相關安全措施

(1) 線路停電后，應在工作地兩端驗電、掛設接地線，先掛接地端，后掛導線端；因線路路徑較長，平行交叉線路較多，在施工桿號加設接地線。

(2) 20 t滑車組用Φ19.5 mm鋼絲繩捆綁不少于5道、勾三股，5 t噸滑車用Φ15.5 mm鋼絲繩不少于3道、勾三股，2 t滑車用Φ13 mm鋼絲繩不少于3道、勾三股。鋼絲繩的捆綁處的角鋼墊木塊，用麻袋布包裹，避開快韌的鋒口。

(3) 在靠近運行的有電線路旁施工，安排專責監(jiān)護人監(jiān)督，確保安全距離：500 kV大于8 m，220 kV大于6 m。本次工程改造參照110 kV電氣間隙，最小距離為1 m。

(4) 在重要有電段施工，做好防感應電的措施，分塔、分相依次進行。在一個耐張段內的工作，先完成直線串調爬的工作，再更換耐張串調爬，兩者不得同時進行。

5 結語

調爬工程將接地極線路絕緣子片數(shù)增加至5片，并按照間隙與絕緣子干弧距離比值為(80+2.5)%配置并聯(lián)間隙，從根本上消除了由于絕緣子爬電比距不足導致線路故障跳閘的可能性。同時，在施工中還必須充分考慮沿線重要交叉跨越滿足安全距離要求，從而確保直流輸電線路滿足線路運行規(guī)程，保障跨區(qū)輸電通道的安全穩(wěn)定，有效提高上海地區(qū)接受外來電力的能力。

[1] 李慶林.鐵塔組立工程手冊[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2]王政.高壓送電線路張力架線技術培訓教材[M].北京：中國電力出版社，2004.

[3]蒲曉羽，張云都. 耐熱導線在輸電技術中的研究與應用[J].華北電力技術2007，47(2)：8-12.

PU Xiaoyu, ZHANG Yundu. Study and application of heat-resisting electric wire in transmission technology[J]. North China Electric Power,2007，47(2):8-12.

[4]黃國飛，季也澤，蔣華君. 碳纖維芯軟鋁絞線的特性研究與應用[J].電線電纜，2007，60(4):10-14.

HUANG Guofei. Investigation of the characteristics of soft aluminium conductor carbon fiber reinforced and its application[J]. Wire & Cable,2007，60(4):10-14.

[5]尤傳永.增容導線在架空輸電線路上的應用研究[J].電力設備，2006,7(10):1-7.

YOU Chuanyong. Application and research of augmented capacity conductor on overhead power transmission line[J]. Electrical Equipment,2006,7(10):1-7.

[6]楊韜，馬慶強.新一代復合導線——ACCR的特點及其應用[J].電力設備，2007，8(12):84-87.

YANG Tao, MA Qingqiang. Introduction on features and applications of ACCR composite conductor[J]. Electrical Equipment,2007,8(12):84-87.

[7]汪傳斌.幾種新型增容導線的技術經濟性能分析和應用比較[C]//第三屆(2012)全國架空輸電線路技術交流研討會論文集,2012.

(本文編輯：趙艷粉)

Creepage Adjustment Engineering Technology for ±800 kV Fufeng UHVDC Grounding Electrode Line

GU Junjie，YUAN Qi

(Inspection & Maintenance Company, SMEPC, Shanghai 200063, China)

This paper emphasizes the importance of improving the insulation level of UHVDC grounding electrode line. The grounding electrode line insulators are increased to 5 pieces; the parallel gap is configured in accordance with the insulator gap dry arc distance ratio (80+2.5)%, ensuring that wire-to-ground safety distance and cross-cutting requirements and other technical points meet the demands and that the grounding electrode line operates according to the line performance specifications. Therefore the reliability and stability of the power network have been improved. Besides, it discusses the creepage adjustment construction technology for the porch grounding electrode line in ± 800kV Fengxian converter station, and provides some experience in the construction of UHVDC transmission channel line technological transformation project.

UHVDC; grounding electrode line; grid operation

10.11973/dlyny201702001

顧俊杰(1982—)，男，國家二級注冊建造師，工程師，高級技師，從事220 kV及以上架空輸電線路運行維護及技術管理工作。

TM773

A

2095-1256(2017)02-0091-05

2017-03-15