裝配式架線工藝在特高壓導地線架設(shè)中的應用

張永清，何勇軍，王 鐸，公培磊，王 超

（1.安徽送變電工程有限公司，安徽 合肥 230000；2.國網(wǎng)山東省電力公司建設(shè)公司，山東 濟南 250001；3.國網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000；4.國網(wǎng)山東省電力公司臨沂供電公司，山東 臨沂 276003）

0 引言

1 000 kV榆橫—濰坊特高壓交流輸變電工程線路工程全線雙回路架設(shè)，其中11S141—濟南變電站構(gòu)架，該檔相鄰帶電1 000 kV錫盟—山東特高壓工程構(gòu)架，進行構(gòu)架檔導線架設(shè)需相鄰構(gòu)架配合停電。該工程構(gòu)架檔架線特點為：高空作業(yè)，該工程構(gòu)架檔子導線為48根，地線3根，構(gòu)架檔導線為JLK/G1A-725（900）/40，比載達 2.309 7 kg/m，施工地形復雜，高空作業(yè)量大，施工周期長，安全風險大；停電時間，在1 000 kV錫山線構(gòu)架停電檢修期間，完成本工程的48根導線和3根地線的架設(shè)及1根光纜的進站引下工作，工期緊，施工任務繁重；地形限制，構(gòu)架檔檔距小，高差大，構(gòu)架無法精確綁扎弧垂板，不利于高空緊線和弧垂觀測；特高壓工程，對于架線施工整體工藝質(zhì)量要求高?；谏鲜鲈?，結(jié)合施工需要及現(xiàn)有設(shè)備和工器具，提出采用裝配式架線施工工藝，確保安全、可靠、易行的構(gòu)架檔架線施工，保證安全、高效地完成架線施工任務。

1 裝配式架線施工分解及方案確定

首先將裝配式架線研究與應用分解為實測掛點參數(shù)、金具串長度計算、掛點懸線長度計算、分裂子導線長度計算4個部分（圖1），并對應的進行方案選擇。

圖1 裝配式架線分解

1.1 方案優(yōu)化

掛點參數(shù)實測工具待選方案如圖2所示，待選方案對比如表1所示。

圖2 實測工具待選方案

表1 待選方案對比表

金具串長度計算方法選擇。工程為雙回路八分裂導線，構(gòu)架檔鐵塔側(cè)導線掛點為雙掛點，存在內(nèi)肢和外肢，需要先確定內(nèi)外肢長度，方能確定金具串長度。內(nèi)外肢的長度由導線轉(zhuǎn)角度數(shù)確定，構(gòu)架檔雙回路六相導線為不規(guī)則排列，導線轉(zhuǎn)角度數(shù)確定方法選擇如圖3所示，待選方案對比如表2所示。

圖3 導線轉(zhuǎn)角度數(shù)確定方法選擇

表2 待選方案對比

掛點懸線長度計算。耐張絕緣子串和架空導線組成的柔體統(tǒng)稱為架空懸線。耐張絕緣子串的單位長度和自重力較導線的單位長度自重力要大很多，故對于聯(lián)有耐張絕緣子串的架空導線，實際具有兩種不同均布荷載的線索，對于孤立檔，這種差異較為顯著［1］。在計算掛點懸線長度時，需考慮耐張絕緣子串的影響，即計算出兩端均聯(lián)有耐張絕緣子串的線長增大系數(shù)。

分裂子導線長度計算。工程為八分裂導線，通過4塊二聯(lián)板將八根子導線保持間隔，上一步懸線長度計算的為八分裂導線線束中心的長度，由圖4可看出，上下層導線與線束中心相比，上層導線減少了ΔL長度，下層導線增加了ΔL長度，在計算八分裂子導線長度時需要考慮二聯(lián)板對線長的影響。

圖4 二聯(lián)板傾斜對線長影響示意

經(jīng)過逐步的分析與評估，最終確定最佳方案如圖5所示。

圖5 裝配式架線最佳方案

2 裝配式架線實際參數(shù)測量和計算

2.1 實測掛點參數(shù)

實測導線掛線點參數(shù)包括相鄰兩塔對應掛點間水平距離和高差。在施工中采用全站儀測距法，即將兩塊棱鏡分別放到相鄰兩塔對應掛線點處，用全站儀觀測出兩掛線點間水平距離l和高差h。該方法測量精確、誤差率低。

在11S141號鐵塔—構(gòu)架側(cè)面選擇合適的A點，使全站儀在A點時均能觀測到11S141號鐵塔和構(gòu)架的導地線掛點，架鏡點示意如圖6所示，圖6中H1為11S141號鐵塔的垂直投影點，H2為構(gòu)架掛點垂直投影點。

圖6 架鏡點示意

在A點需測出經(jīng)緯儀對11S141號鐵塔、構(gòu)架掛點的垂直角度 θ1、θ2，水平角度 α，水平距離 L1、L2。

測量時需注意掛線孔位置不能混淆，如11S141號鐵塔為雙掛點，棱鏡擺放位置為兩掛點中間位置螺孔，構(gòu)架為單掛點，棱鏡擺放位置為掛點螺孔，測量時需有專人在11S141號鐵塔、構(gòu)架上將棱鏡放在指定位置。

結(jié)合實測數(shù)據(jù)利用三角函數(shù)計算出兩掛點間平距和高差。

2.2 金具串長度計算

雙掛點耐張絕緣子串存在內(nèi)外肢，確定絕緣子串長度需先確定內(nèi)外肢調(diào)整長度ΔL2，如圖7所示。

圖7 雙掛點耐張絕緣子內(nèi)外肢示意

內(nèi)外肢調(diào)整長度由導線的轉(zhuǎn)角度數(shù)計算出。通過變電站提供的構(gòu)架尺寸圖結(jié)合11S141號鐵塔鐵塔參數(shù)圖，模擬出雙回路六相導線的轉(zhuǎn)角度數(shù)，平面圖如圖8所示。

圖8 六相導線轉(zhuǎn)角CAD模擬

根據(jù)轉(zhuǎn)角度數(shù)計算出內(nèi)外肢長度如表3所示。根據(jù)內(nèi)外肢調(diào)整值確定PTQ和DB調(diào)整板的長度，再累積其他金具長度即可計算出各相8根導線對應的金具串長度如表4所示。

表3 絕緣子串長度調(diào)整表

表4 金具串長度 m

2.3 掛點懸線長度計算

根據(jù) 《高壓架空輸電線路施工技術(shù)手冊》第三章——聯(lián)有耐張絕緣子串的架空懸線施工計算，懸掛點A、B均聯(lián)有耐張絕緣子串時的線長增大系數(shù)K2［2］：

式中：ω為架空導線單位長度的自重力，N/m；ω0為耐張絕緣子串單位長度的自重力，N/m，對于多分裂導線需分擔到每根導線的單位長度自重力；λ為耐張絕緣子串的長度，m；l為線檔的檔距，m。

同樣架空懸線長度［2］：

式中：H為架空懸線的水平張力，N；φ為兩懸掛點高差角。

2.4 分裂子導線長度計算

分裂子導線的長度相對架空懸線長度的差值ΔL：

式中：D為二聯(lián)板孔距，mm；θ為懸掛金具后導線的傾斜角。

計算出子導線長度減去兩端對應耐張絕緣子串長度后即為所需割線長度。

3 應用效果

根據(jù)計算結(jié)果，一個25名技工、20名普工的班組歷時4天時間完成了裝配式架線施工，而依照以往經(jīng)驗，傳統(tǒng)架線施工工藝最少需要8天時間，工作效率至少提高了1倍，取得了良好的經(jīng)濟效益、安全效益和社會效益，裝配式架線與傳統(tǒng)架線方式效率對比如表5所示。

表5 裝配式架線與傳統(tǒng)架線方式效率對比 d

由于對架空懸線及分裂子導線的計算精確，架空懸線的竣工弧垂及子導線分裂間距均接近設(shè)計值，滿足驗收要求［3］，驗收結(jié)果如表6所示。

表6 竣工弧垂驗收表 mm

4 結(jié)語

裝配式架線由于在地面截線、施工壓接，減少了大量的高空作業(yè)，能夠保證壓接質(zhì)量，提高勞動效率，節(jié)約勞動成本［4］，適用于工期較緊的停電施工，適用于高空作業(yè)困難的大截面積導線施工以及高耐張比且檔距較小的線路。近幾年來，特高壓電網(wǎng)主網(wǎng)架基本形成，為進一步完善優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，滿足負荷需求，新變電站大量建設(shè)，在站內(nèi)出線工程施工中，裝配式架線施工工藝的特點能夠得到較好發(fā)揮，是工程順利完工的有力保障。裝配式架線施工工藝由于其自身優(yōu)點將會得到廣泛應用。裝配式架線施工工藝在構(gòu)架檔八分裂導線中應用的成功，為以后類似施工環(huán)境復雜、工期短、風險高的架線施工積累了經(jīng)驗。