多分裂導線過輪臨錨繩制作專用托架研制與應用

王春林，呂 博，靳義奎，韓學文，張 君，祁永成，王永俊，張小龍，王宏寧，王 庭，張仲鵬

(青海送變電工程有限公司，青海 西寧 810001)

0 引言

輸電線路工程傳統(tǒng)的直線塔懸垂串過輪臨錨制作方法是：先拆除該檔內間隔棒，后更換直線塔懸垂串附件為放線滑車，保持各子線處于同一平面，對應子線在滑車橫梁掛板孔上安裝直角掛板，在界塔距放線滑車1.5 m～2.0 m的各子導線上分別安裝導線卡線器，臨錨鋼絲繩一端穿過直角掛板后與卡線器相連接，另一端通過手扳葫蘆和地錨相連接。傳統(tǒng)過輪臨錨制作施工工序固化，必須按流程逐步實施，無法實現(xiàn)同步作業(yè)。間隔棒、懸垂附件拆裝工作量大，耗時長，高空作業(yè)頻繁，安全風險高。特別是服役多年的老舊輸電線路由于長期帶電運行金具內部機構發(fā)生變化，拆裝安全隱患更大，風險更高?；謴桶惭b后與拆前安裝工藝存在差異，無法保持與原線路工藝一致性。為了實現(xiàn)在不更換放線滑車、拆除間隔棒的情況下制作直線塔懸垂過輪臨錨，結合導線分裂數、子導線間距，考慮到多分裂導線使用通用性，研制一種多分裂導線過輪臨錨繩制作專用托架。

1 結構與設計

1.1 設計

針對傳統(tǒng)直線塔懸垂串過輪臨錨施工方法工作量大的問題，就過輪臨錨制作開展了研究。根據多分裂導線子線分部間距，懸垂聯(lián)板和導線間隔棒的結構、參數，導線懸垂串串聯(lián)型式I串、V串，借鑒懸垂串附件安裝提線方式，研制了多分裂導線過輪臨錨繩制作專用托架如圖1所示。該托架由聯(lián)板、平衡滑車、叉耳式滑車、吊索組成，其中吊索含OU型吊索、O型吊索、U型吊索。聯(lián)板采用Q345-20的鋼板切割而成，成等腰梯形，距聯(lián)板邊界不小于50 mm，上底邊設置3個?39 mm眼孔，眼孔雙面堆焊厚度32 mm，用于連接懸垂串絕緣子；下底邊設置4個?20 mm眼孔，用于連接平衡滑車和吊索；平衡滑車采用150 kN叉耳式起重滑車，連接開口28 mm，孔徑?20 mm；叉耳滑車采用80 kN起重滑車，連接開口28 mm，孔徑?20 mm；吊索錨具采用“O”、“U”型液壓式錨具，U型錨具開口28 mm、壁厚12 mm，孔徑?20 mm，O型錨具厚度24 mm,孔徑均?20 mm；吊索鋼絲繩采用6×37(a)、公稱直徑168 mm圓股鋼絲繩，用于連接錨具和叉耳滑車。

1.2 強度計算

目前國內架空輸電線路采用的最大截面導線型號JL1/G3A-1250，同極或同相導線分裂數以八分裂為最。多分裂導線過輪臨錨繩制作專用托架強度計算，以八分裂JL1/G3A-1250大截面導線取值，可滿足JL1/G3A-1250及以下所有不同截面導線在直線塔懸垂串過輪臨錨繩施工需求，各組件強度計算如下：

(1)聯(lián)板強度根據輸電線路懸垂聯(lián)板受力進行計算，以參數八分裂JL1/G3A-1250/70大截面導線取值，導線荷載取值39.33 N/m，最大垂直檔距999 m，吊索重量GH=3 292 N，計算式(1)如下：

PV=lVW1+GH=999×39.33×8+3 292=

317.62(kN)

(1)

式中：PV—最大垂直壓力，kN；lV—設計最大垂直檔距，取值999 m；W1—導線荷載，N/m；GH—吊索重量，N。

(2)絕緣子最大拉應力，導線懸垂串串聯(lián)型式V串夾角105°，I串角度90°兩種型式，V串絕緣子最大拉力計算式(2)、I串絕緣子最大拉力計算式(3)如下：

317.62×sin52.5°/sin75°=260.87(kN)

(2)

317.62×sin45°/sin90°=224.59(kN)

(3)

式中：P—絕緣子最大拉應力，kN；PV—最大垂直壓力，kN；α—懸垂串串聯(lián)型式夾角，(°)；β—懸垂串串聯(lián)型式夾角，取值180°。

(3)聯(lián)板與V串、I串絕緣子串型連接孔邊切向最大應力計算，其中V串計算式(4)、I串計算式(5)如下：

225.56(MPa)

(4)

194.19(MPa)

(5)

式中：δx—孔邊切向最大應力，Pa；P—絕緣子最大拉力，N；R—聯(lián)板孔邊距，mm；r—連接眼孔半徑，mm；d—連接眼孔孔徑，mm；δ—聯(lián)板厚度，mm。

(4) 聯(lián)板與絕緣子串型連接孔壁最大承壓應力計算以V串絕緣子最大拉力計算，計算式(6)如下：

式中：δM—孔壁最大承壓應力，MPa；P—V串絕緣子最大拉力，kN；d—連接眼孔孔徑，cm；δ—聯(lián)板厚度，cm。

(5) 平衡滑車和叉耳式滑車工況下軸向壓力受力分析，見圖2。平衡滑車和叉耳式滑車工況下軸向壓力等同于垂直、傾斜狀態(tài)下靜張力，計算式(7)、(8)如下：

圖2 平衡滑車和叉耳式滑車工況下受力分析

T1=sinα×F×k=sin45×78.339×1.2=

66.47(kN)

(7)

T2=cosβ×F×k=cos67.5×78.339×1.2=

38.97(kN)

(8)

式中：T1—滑車垂直狀態(tài)下靜張力，kN；T2—滑車傾斜狀態(tài)下靜張力，kN；α—過輪臨錨繩合力線與懸垂絕緣子串間的夾角，(°)；β—懸垂絕緣子串軸線與鉛垂線間的夾角，(°)；F—JL1/G3A-1250大截面導線運行張力，設計值78.339 kN；k—不均衡系數，取值1.2。

根據上述計算式，聯(lián)板與絕緣子連接引孔邊切向最大應力小于Q345-20鋼板抗剪應力，最大承壓應力小于Q345-20鋼板允許承壓應力，采用Q345-20鋼板設計是安全可靠的。根據計算式(1)可計算錨具鋼絲繩最大垂直壓力PV=lVW1+GH=999×39.33×2+823=79.41(kN),采用類別6×37(a)、公稱直徑?16 mm、公稱抗拉強度2 160 MPa圓股鋼芯鋼絲繩，破斷拉力197 kN,滿足需求。

按照多分裂導線過輪臨錨繩制作專用托架設計，單套平衡滑車最多承載2根子導線作用力，每套叉耳式滑車只承擔1根子導線作用力。根據計算式(7)、(8)，單套平衡滑車和叉耳式滑車豎直狀態(tài)下最大軸向壓力66.47 kN,傾斜狀態(tài)下最大軸向壓力38.97 kN，選用的150 kN平衡滑車、80 kN叉耳式滑車滿足需求。

2 組裝使用

(1)組裝順序根據導線分裂數選配組裝，具體組裝方式詳見表1。

表1 多分裂導線過輪臨錨繩制作專用托架組裝說明

(2)使用時根據直線塔串型(I、V)，將組裝好的多分裂導線過輪臨錨繩專用托架，I串連接中間眼孔，V串連接兩角眼孔，通過金具U型環(huán)與手板葫蘆連接固定在直線塔導線塔掛點處成豎直狀態(tài)，并與懸垂串絕緣子保持距離防止碰撞絕緣子。通過手板葫蘆調節(jié)托架整體高度，待叉耳式滑車分別距離對應子導線100 mm停止調節(jié)，將各子導線臨錨繩穿過叉耳式滑車，通過導線卡線器與子導線連接，然后利用地錨側手板葫蘆同步緩慢收緊各子導線臨錨繩，收緊過程中間隔棒與導線始終處于豎直狀態(tài)，待收緊后固定在地錨處即可。

3 應用效果

(1) 應用成效

多分裂導線過輪臨錨繩制作專用托架構件少，重量輕，適用范圍廣，可自由組合，應用于不同截面的二分裂、四分裂、六分裂、八分裂導線直線塔懸垂串過輪臨錨制作。簡化了傳統(tǒng)過輪臨錨施工工序，實現(xiàn)了在不更換直線塔懸垂串、拆除導線間隔棒的情況下制作過輪臨錨，減少了高空作業(yè)時間，提高了工效，降低了拆裝過程對導線和附件的損傷，減少了搬運工作量，保證了安裝工藝和質量。目前該裝置已取得發(fā)明專利。

(2) 工效比對

過輪臨錨制作，按750 kV單回路線路六分裂導線為例，每相間隔棒按15套考慮，每相1人，拆除和安裝均按15 min/套，三相同步拆除，需耗時450 min；待間隔棒拆除完后，進行直線塔懸垂懸導線滑車更換、臨錨制作、懸垂附件恢復安裝，每相2人，滑車更換、臨錨施工、導線間隔棒和懸垂串恢復均按90 min/相,按三相同步制作考慮傳統(tǒng)方法累計耗時810 min。采用多分裂導線過輪臨錨繩制作專用托架制作過輪臨錨時，除臨錨制作時所需人員、時間和傳統(tǒng)方法一致外，其余的工序均減免，可節(jié)省時間720 min，人員3人次。

表2 工效比對