電網(wǎng)建設(shè)中加強(qiáng)輸電線路的電力施工技術(shù)研究

山東送變電工程有限公司 朱德敦 陳明浩

1 引言

架空輸電線路架線施工是輸電線路工程的重要步驟之一，根據(jù)技術(shù)應(yīng)用方式差異可以分成兩類(lèi)，一種是張力架線施工，一種是非張力架線施工，其中非張力架線施工的應(yīng)用頻率相對(duì)較高。該施工技術(shù)的主要流程就是先依托人力將導(dǎo)引繩和牽引繩鋪開(kāi)，隨后再用人力、機(jī)械進(jìn)行導(dǎo)線、地線鋪設(shè)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。一般而言，110kV 以下的電力線可以采用人工敷設(shè)方法，而220kV 及以下的電力線應(yīng)當(dāng)采用機(jī)械牽引放線的方法。在當(dāng)前技術(shù)背景下，因?qū)У鼐€、地面及其他物體需要通過(guò)有效的分隔距離保證安全，然而傳統(tǒng)技術(shù)背景下的非張力架線已經(jīng)很難滿足當(dāng)前時(shí)代背景下的線路工程架線施工需求，為了保證施工質(zhì)量，必須采用張力架線方式進(jìn)行施工作業(yè)，保證導(dǎo)體、跨越物體之間存在足夠的安全位置。

2 張力架線參數(shù)計(jì)算以及施工設(shè)備選擇

2.1 參數(shù)計(jì)算

張力架線技術(shù)的應(yīng)用需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，進(jìn)而確定架線張力、牽引力的具體數(shù)值，這是保證張力架線施工質(zhì)量的關(guān)鍵步驟，也是保證施工安全、機(jī)械設(shè)備安全的重要手段[1]。

參數(shù)計(jì)算的主要對(duì)象包括導(dǎo)地線參數(shù)、導(dǎo)地線布線計(jì)算、雙放線滑車(chē)的判定計(jì)算、放線滑車(chē)上揚(yáng)計(jì)算、張力及牽拉力計(jì)算等，其中張力及牽拉力的計(jì)算是較為重要的研究?jī)?nèi)容，因此，本文對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)分析。

首先，需要計(jì)算水平張力，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要結(jié)合斜拋物線法，其具體計(jì)算式為：

式中，Hi為水平張力；n 為導(dǎo)地線懸掛點(diǎn)水平距離；y 為導(dǎo)地線、跨越物之間凈空距離；φ 為放線檔兩端懸掛點(diǎn)的高差角；w 為單位長(zhǎng)度導(dǎo)地線的重力；N 為放線檔牽引機(jī)一側(cè)懸掛點(diǎn)相對(duì)于跨越物的高度[2]。

其次，在Hi具體數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，使用斜拋物線的計(jì)算方法，即可完成線擋對(duì)應(yīng)張力機(jī)制張力Ti的有效計(jì)算。在該工程中，張力、牽引力具體數(shù)值見(jiàn)表1。

2.2 設(shè)備與器具選擇

進(jìn)行具體架線設(shè)備以及工具、器具的選擇，具體內(nèi)容如下。

首先，需要選擇合適的牽引機(jī)設(shè)備。牽引機(jī)應(yīng)當(dāng)滿足以下幾個(gè)基本要求：

一是主牽引機(jī)的牽引力應(yīng)當(dāng)滿足以下條件：

式中，P 為額定牽引力；M 為牽放子導(dǎo)線的根數(shù)；Kp為0.2～0.3；Tp為被牽放導(dǎo)線保證計(jì)算拉斷力。通過(guò)計(jì)算可知，在本次工程中，主牽引機(jī)額定牽引力計(jì)算值為123.176kN。

二是主牽引機(jī)輪槽底部直徑應(yīng)該遠(yuǎn)長(zhǎng)于牽引繩的直徑，一般情況下要大于牽引繩直徑的25倍。

三是與牽引機(jī)相配套的鋼絲繩爬犁架應(yīng)當(dāng)能夠保證牽引繩張力控制在2000～5000N。結(jié)合上述內(nèi)容，綜合確定選擇8t 主牽引機(jī)[3]。

其次，需要選擇合適的張力機(jī)。張力機(jī)應(yīng)當(dāng)滿足以下條件：

一是主張力機(jī)導(dǎo)線額定制動(dòng)張力應(yīng)當(dāng)滿足。

式中，T 為張力；KT為制動(dòng)張力系數(shù)；TP為被牽放導(dǎo)線保證計(jì)算拉斷力。通過(guò)計(jì)算可知，T 制動(dòng)張力為24.63kN。

二是主張力機(jī)導(dǎo)線輪槽底直徑應(yīng)當(dāng)≥40d-100，d 表示被展放的導(dǎo)線直徑。結(jié)合上述內(nèi)容，綜合確定選擇8t 主張力機(jī)[4]。

再次，需要選擇合適的導(dǎo)引繩、牽引繩。需要根據(jù)張力機(jī)、牽引機(jī)進(jìn)行配套選擇，在本次工程中，導(dǎo)引繩、牽引繩參數(shù)見(jiàn)表2。

最后，需要選擇小牽張?jiān)O(shè)備、地錨等。

3 220kV 輸電線路張力架線施工設(shè)計(jì)

3.1 張牽場(chǎng)設(shè)計(jì)

需要選擇合適的場(chǎng)地作為張牽場(chǎng)、牽引場(chǎng)。具體選擇應(yīng)當(dāng)按照一定規(guī)則進(jìn)行，即滿足特定條件與要求，具體內(nèi)容如下：一是張力場(chǎng)需要布置在線路中心線位置。二是張力場(chǎng)、牽引場(chǎng)位置應(yīng)當(dāng)在線路的線行下。三是張力機(jī)、牽引機(jī)導(dǎo)地線出口處、進(jìn)口處與導(dǎo)地線掛點(diǎn)高差角度數(shù)應(yīng)當(dāng)控制在一定范圍內(nèi)。四是可移動(dòng)設(shè)備均需要進(jìn)行固定，張牽場(chǎng)地在架線前應(yīng)當(dāng)設(shè)置地錨。五是張牽設(shè)備、用電設(shè)備均需要進(jìn)行接地，保證安全性。六是小牽引機(jī)、小張力機(jī)應(yīng)當(dāng)在大牽張?jiān)O(shè)備設(shè)置完成后進(jìn)行設(shè)置，具體位置需要盡量保證繩索摩擦。七是牽張場(chǎng)地選擇應(yīng)當(dāng)具有環(huán)境保護(hù)意識(shí)，盡量選擇植被青苗較少的位置[5]。需要結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行張力場(chǎng)、牽引場(chǎng)的布置。

3.2 導(dǎo)地線與光纜張力架設(shè)

3.2.1 進(jìn)行導(dǎo)引繩、牽引繩展放作業(yè)

具體操作方式如下：一是導(dǎo)引繩展放。利用人工對(duì)其進(jìn)行展放，應(yīng)當(dāng)按照“一牽一”的思路對(duì)一級(jí)引繩向二級(jí)引繩進(jìn)行過(guò)渡。并采用八字結(jié)方式進(jìn)行連接。隨后，使用絞盤(pán)或者牽引機(jī)將二級(jí)引繩展放為三級(jí)引繩。二是牽引繩展放。其中，小牽張系統(tǒng)需要利用Φ12強(qiáng)力絲展放Φ13導(dǎo)引繩，最后，按照一牽一的思路，展放Φ24牽引繩。在小牽張系統(tǒng)貫通后，采取同樣的方式，對(duì)大牽張系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)線展放施工。

3.2.2 進(jìn)行導(dǎo)地線、光纜展放

具體操作方式如下：一是光纜展放。采用Φ12強(qiáng)力絲作為牽引繩，進(jìn)行“一牽一”展放。二是導(dǎo)地線展放。在展放導(dǎo)地線正式開(kāi)始之前，要先檢查相應(yīng)設(shè)備是否功能正常及完好無(wú)損，相應(yīng)人員要仔細(xì)檢查張力機(jī)、牽引機(jī)及其他設(shè)備，通過(guò)預(yù)使用確定這些設(shè)備功能完好，同時(shí)利用其他檢測(cè)技術(shù)確定設(shè)備不存在損傷，在確定無(wú)誤后，根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)備設(shè)置，以保證設(shè)備運(yùn)行效果達(dá)到預(yù)期。在展開(kāi)導(dǎo)地線之后，相關(guān)操作人員要對(duì)牽引速度進(jìn)行控制，且保證子導(dǎo)線受力平衡，以提高作業(yè)安全性。在特殊情況下，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選擇放慢牽引、停止?fàn)恳?、停止作業(yè)。牽張施工速度應(yīng)當(dāng)遵循一定規(guī)定，其中，大牽張系統(tǒng)額定運(yùn)轉(zhuǎn)速度應(yīng)當(dāng)控制在50～83m/min 的區(qū)間范圍內(nèi)。

3.3 緊線施工

3.3.1 施工準(zhǔn)備階段

進(jìn)行全線路排查，發(fā)現(xiàn)特定問(wèn)題時(shí)需要及時(shí)進(jìn)行針對(duì)性處理。例如，在檢查放線滑車(chē)內(nèi)的導(dǎo)地線時(shí)，需要仔細(xì)校對(duì)導(dǎo)地線是否在相對(duì)應(yīng)的滑輪內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)地線位置存在偏差，相關(guān)技術(shù)人員需要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理，以防意外情況發(fā)生。此外，在檢查時(shí)若發(fā)現(xiàn)放線滑車(chē)出現(xiàn)高掛的情況，要及時(shí)調(diào)整滑車(chē)位置，將滑車(chē)降低至正常高度，從根本上提高作業(yè)安全性。

3.3.2 緊線操作階段

具體包括以下幾個(gè)施工步驟：一是地線與光纜緊線。若耐張段為緊線段，在壓接升空后，緊線場(chǎng)需要進(jìn)行收緊處理，且觀測(cè)弧垂。在進(jìn)線處理完畢后，須立即設(shè)置地面臨錨，且在另外一側(cè)設(shè)置輪臨錨，以保證受力均衡，提高作業(yè)安全性。此外，地面臨錨、輪臨錨錨線與地面的夾角應(yīng)當(dāng)控制在20°以?xún)?nèi)。二是導(dǎo)線緊線。三是耐張塔掛線。以N39-N51放線段為例，掛線時(shí)應(yīng)設(shè)置臨時(shí)拉線，在兩端掛線完成后才能夠進(jìn)行緊線操作。在N51塔上進(jìn)行錨線、斷線、壓接、掛線施工作業(yè)。四是操作步驟。首先將滑車(chē)組端頭連接到調(diào)整板上，在孔10m 左右安裝卡線器，連接5t 滑車(chē)，并進(jìn)行絞磨作業(yè)，直至高空臨錨松弛，隨后將卡線器與高空臨錨連接，在拆除之后，將1-0滑車(chē)組反到下一子導(dǎo)線上，直到完成整相的絕緣子串前端錨線。測(cè)量好壓接短線位置，進(jìn)行高空壓接，壓接完成之后拆除高空臨錨，最終完成壓接作業(yè)。五是耐張塔緊線。在掛線完成后，對(duì)拉滑車(chē)后的導(dǎo)線，在導(dǎo)線松弛后將導(dǎo)線斷開(kāi)，隨后利用鋼絲套進(jìn)行高空臨錨。在拆除防線滑車(chē)后，安裝金具與卡線器，連接5t 滑車(chē)，并進(jìn)入5t 絞磨。將其牽引到高空臨錨松弛，掌握好馳度，做絕緣子串前端臨錨。進(jìn)行高空壓接，完成緊線、掛線作業(yè)。

3.4 導(dǎo)地線液壓施工

3.4.1 施工準(zhǔn)備階段

需要對(duì)液壓設(shè)備、鋼膜、壓接管直線管、耐張線夾等設(shè)備的精準(zhǔn)度、外觀表現(xiàn)、性能質(zhì)量等內(nèi)容進(jìn)行全方位檢查，如果發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題，及時(shí)解決。

3.4.2 液壓工序施工方法

具體內(nèi)容如下：一是導(dǎo)地線接續(xù)管壓接。直線管的施壓順序如圖1所示。二是導(dǎo)地線耐張管壓接。按照凹管前側(cè)、管口的邏輯順序進(jìn)行持續(xù)施壓，在鋁管液壓部位，應(yīng)當(dāng)從端頭開(kāi)始，按照端頭、C 處、導(dǎo)線側(cè)的邏輯順序進(jìn)行依次施壓。三是導(dǎo)線引流管壓接。首先，技術(shù)人員需要對(duì)引流管深度進(jìn)行測(cè)量，并按照測(cè)量結(jié)果對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行標(biāo)記，隨后，向?qū)Ь€管內(nèi)推進(jìn)，當(dāng)標(biāo)記點(diǎn)位與管口重合之后，即證明導(dǎo)線完全進(jìn)入管內(nèi)，此時(shí)就可以正式進(jìn)行壓接處理。四是補(bǔ)修管壓接。在實(shí)踐中，導(dǎo)地線可能由于各種原因產(chǎn)生損傷，導(dǎo)致其功能無(wú)法正常發(fā)揮，針對(duì)此種情況，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合實(shí)際損傷位置，按照損傷部位清理、損傷長(zhǎng)度計(jì)算與標(biāo)記，將補(bǔ)修管傳入損傷部位并使其兩端與A 點(diǎn)重合，從中間向兩邊施壓的流程對(duì)器進(jìn)行修補(bǔ)，并檢查修補(bǔ)質(zhì)量。

圖1 直線管的施壓順序

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前時(shí)代背景下，高壓輸電線路發(fā)展迅猛，輸電線路施工工藝有了比較明顯的提升，本文以輸電線路施工中張力架線施工為主要研究對(duì)象，對(duì)其在實(shí)踐中的應(yīng)用策略進(jìn)行了詳細(xì)分析，結(jié)合實(shí)際工程情況對(duì)張力架線的重要施工步驟以及注意事項(xiàng)進(jìn)行了闡述與研究。隨著輸電線路建設(shè)的逐步發(fā)展，線路施工水平必將逐漸提升，以期未來(lái)可以研究出更加先進(jìn)的設(shè)備與技術(shù)，為電力事業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供安全保障與技術(shù)支持。