紅敦界電廠1 000 kV輸變電線路工程中施工技術(shù)的應用研究

摘要：特高壓作為“新基建”之一，適用于大型能源基地，工程質(zhì)量對國家經(jīng)濟建設(shè)影響重大，研究工程施工技術(shù)對積累施工經(jīng)驗、提高電力工程建設(shè)質(zhì)量意義重大?；诖耍约t敦界電廠1 000 kV輸變電線路工程為例，根據(jù)工程特點及環(huán)境因素選擇施工技術(shù)，提出基礎(chǔ)施工、鐵塔組立施工、接地施工與張力拉線技術(shù)應用措施，分析施工技術(shù)應用效果，以期為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：1 000 kV輸變電線路工程；施工技術(shù)；應用研究

中圖分類號：TM752" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2024）17-0081-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.17.020

0" " 引言

1 000 kV特高壓輸變電線路具備效率高、容量大、電能損耗低、輸送距離長的優(yōu)勢，可解決500 kV電網(wǎng)輸電效率低、運營成本高的缺點，節(jié)省1/2損耗的同時，不改變輸送電能量，節(jié)約土地資源，對水土保持、環(huán)境保護意義重大。但是，1 000 kV輸變電線路工程對施工技術(shù)要求較高，面對復雜地形、繁雜工藝，需對其深入研究，方能提高施工質(zhì)量。

1" " 紅敦界電廠1 000 kV輸變電線路工程

紅敦界電廠1 000 kV輸變電線路工程是目前陜西省境內(nèi)電壓等級最高的輸變電項目，為榆橫站電廠1 000 kV送出配套工程的一部分。該線路起自陜西省榆林市靖邊縣在建的陜西棗礦紅墩界電廠，止于陜西省榆林市橫山縣榆橫1 000 kV開關(guān)站，為單回1 000 kV交流架空輸電線路，線路全長28.54 km，新建鐵塔共計64基。線路沿線地形為沙漠和一般山地，其中沙漠18.54 km，占線路全長約65%；一般山地10.0 km，占線路全長約35%。紅墩界電廠1 000 kV送出工程建設(shè)符合國家能源“西電東送”的發(fā)展戰(zhàn)略，能夠促進陜北煤炭資源的開發(fā)和利用，對實現(xiàn)區(qū)域資源優(yōu)化配置起到積極的作用。工程建成后，可提高陜北榆橫、山西晉中煤電基地外送能力，通過特高壓線路，滿足京津及冀北電網(wǎng)和山東電網(wǎng)用電負荷的增長需要。該工程具有以下特點：一是施工技術(shù)難度大。該工程采取基礎(chǔ)澆筑、鐵塔吊裝等施工技術(shù)，利用新型間隔棒安裝工具、整體式滑動型管母線固定線夾等進行施工，要求施工人員掌握技術(shù)方法，優(yōu)化工程質(zhì)量[1]。二是地形條件復雜。該工程跨越山區(qū)、沙漠等地區(qū)，晝夜溫差大、紫外線強，時有沙塵暴，受干濕循環(huán)、低溫影響，加大了高空作業(yè)、混凝土施工難度。三是任務(wù)重、工期緊。該工程作為基礎(chǔ)電力工程，對于工期要求較高，需在保證工程質(zhì)量基礎(chǔ)上，盡量縮短施工進度，完成建設(shè)任務(wù)。

2" " 施工技術(shù)選擇及應用

2.1" " 選擇依據(jù)

1 000 kV輸電線路工程可實現(xiàn)大范圍資源配置，建設(shè)長度達到28.5 km，基建規(guī)模大，不可避免地與高速公路等交叉，需采取恰當?shù)氖┕ぜ夹g(shù)。具體依據(jù)如下：

1）工程特點。該工程考慮結(jié)構(gòu)特點、荷載要求等，采取單回交流輸電架空線路，考慮貓頭桿塔與酒杯塔造價，房屋拆遷量在850 m2/km以下采取酒杯塔，850 m²/km以上采取貓頭桿塔。工程輸電線路架設(shè)于沙漠、山地，房屋拆遷量小，采取酒杯塔桿塔，經(jīng)濟效益高。

2）環(huán)境因素。自然環(huán)境對選擇施工技術(shù)具有影響，潮濕、干燥、低溫或高溫特殊氣候條件，需采取恰當工藝方法，保證施工順利完成[2]。該工程架設(shè)輸變電線路途經(jīng)沙漠，以耐張塔為例，考慮分體式耐張塔環(huán)境要求高，酒杯型多用于覆冰地區(qū)，可選擇干字型，受力清晰、結(jié)構(gòu)簡單。

2.2" " 基礎(chǔ)施工

該工程相比其他地區(qū)，途經(jīng)山區(qū)、沙漠等地區(qū)，土層承載力弱、持力層深，面對可靠度要求高、荷載大的特高壓鐵塔，采取板式基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)結(jié)合方式，相比普通線路，混凝土用量與基礎(chǔ)尺寸更大。而工程施工中，根據(jù)不同地形確定基礎(chǔ)埋置深度，平均開挖深度超過4 m，設(shè)置邊坡支護，以免出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)或圍護墻漏水情況。模板考慮鐵塔立柱較高，混凝土澆筑側(cè)壓力大，為限制模板變形，采取剛度大、強度強的模板，提高支撐力[3]?；炷翝仓?，特高壓線路多選用現(xiàn)場散拌混凝土與集中攪拌混凝土，由于工程所在地受運輸條件制約，多數(shù)塔基混凝土以現(xiàn)場攪拌為主。立柱高度在5～8 m，且無法泵送施工，則人工推車澆筑，搭設(shè)澆筑平臺與運輸通道，提高施工質(zhì)量。同時，根據(jù)現(xiàn)場情況，在攪拌混凝土中設(shè)置GIS設(shè)備，布置大量測溫孔，根據(jù)熱工計算確定內(nèi)外溫度差，調(diào)整基礎(chǔ)表面保溫，避免產(chǎn)生貫穿裂縫[4]。此外，基礎(chǔ)預埋件施工中，埋件軸線誤差要求在5 mm以內(nèi)，頂面誤差在2 mm以內(nèi)，工程采取高精度測微儀（0.01 mm精度），合理控制埋件誤差；還設(shè)置基礎(chǔ)鍍鋅角鋼護邊，不僅有助于成品保護，也能體現(xiàn)其美觀性。

2.3" " 鐵塔組立施工

鐵塔組立施工中，考慮運輸、吊裝等環(huán)節(jié)控制不足，可能出現(xiàn)質(zhì)量問題，需嚴格控制施工技術(shù)。

1）塔材出廠時，根據(jù)《輸電線路鐵塔制造技術(shù)條件》驗收，檢查規(guī)格、數(shù)量、刷鋅質(zhì)量等，避免表面有毛刺、不光滑、多余結(jié)塊等，麻面面積＜10%鋼材總面積，保證材料符合施工要求。

2）腳釘位置直接安裝于D腿，終端塔與轉(zhuǎn)角塔按照規(guī)定安裝于轉(zhuǎn)角線路內(nèi)側(cè)，腳釘彎鉤朝上，掛線鐵處于內(nèi)角側(cè)。

3）鐵塔螺栓與腳釘10 m以下安裝防盜帽，超過10 m處螺栓做防松處理。對于螺栓穿向，水平方向從內(nèi)到外，垂直方向從下到上穿越，沿線路方向側(cè)穿。構(gòu)件吊裝前，禁止將抱箍與構(gòu)件連接螺栓擰緊，螺絲處于松弛狀態(tài)，否則起吊時容易損壞工件[5]。組裝拉線則預留螺絲1/2調(diào)節(jié)長度，以鍍鋅鐵絲扎牢。

4）鐵塔整體組立中，保證吊點合理準確，禁止過低導致鐵塔傾倒，控制初期吊裝傾角約為65°，鐵塔與地面相距0.8 m，適當停止牽引，檢查各部件受力情況，及時調(diào)整兩側(cè)拉線，保證鐵塔緩緩落下，完成組立施工。部分鐵塔較重，由于無法整體立桿，且塔基部分承載力不足，難以使用大型吊車，采取分段組立方法，按照圖紙將初次起吊部分組裝后，將其與塔身準確銜接，利用控制繩找準螺栓眼孔、桿根部分等。人員連接螺栓時，必須使用防墜器，穿戴安全帶，提高鐵塔吊裝安全性。

2.4" " 接地施工

1 000 kV輸變電線路接地施工中，嚴格按照連接接地體、埋設(shè)接地體、安裝引下線、測量接地電阻的工序施工。接地體埋深、規(guī)格需符合設(shè)計要求，受地形制約可局部修改，如傾斜地形可沿等高線埋設(shè)，接地體平行距離在5 m以上，平直敷設(shè)，難以滿足上述要求，故與設(shè)計人員協(xié)商解決。具體施工如下：1）開挖接地槽。測定根據(jù)每基塔土壤電阻率確定接地情況，使用鍍鋅接地體，對于山區(qū)則還需添加降阻模塊，選配恰當接地裝置，放樣開挖，注意避開電纜溝、地下管道、道路等，遇到障礙物可繞道避開。2）敷設(shè)接地裝置，保證接地槽地面平整，清理內(nèi)部雜物，確定引下線方向即可接地，保證接線牢固，焊縫無咬邊、氣孔等。3）連接接地裝置，采??？準10圓鋼進行搭接焊，設(shè)計搭接長度約100 mm，實際搭接長度120 mm，留有富余，雙面施焊。完成接地后即可回填，分層夯實。

2.5" " 張力拉線

2.5.1" " 張力拉線方法

1 000 kV輸變電線路張力拉線中，考慮工程體量大，人工施放牽引繩需要人工集體配合，遇到山區(qū)高差較大，作業(yè)難度還會增加，受限于外界因素，難以繼續(xù)施工，稍有不慎出現(xiàn)問題將會影響區(qū)域電網(wǎng)運行。該工程根據(jù)實際情況，采取無人機展放牽引繩。

1）選擇放線牽引繩。以無人機為放線工具，需考慮機器額定載荷，要求牽引繩重量輕、耐摩擦、強度高，可選用迪尼瑪繩，以高強度聚乙烯纖維利用線體加工工藝加工而成，表面添加潤滑因子，保證繩子顏色持久、經(jīng)久耐用，達到10倍優(yōu)質(zhì)鋼強度，密度低、重量輕，可浮于水面，參數(shù)如表1所示。

2）確定施工參數(shù)。1 000 kV耐張段檔距是561 m，垂直高差約為33.9 m，需確定檔內(nèi)線長，公式如下：

l=l/cosφ+8f²/3Lcos³ φ （1）

式中：l為檔內(nèi)線長；L為檔距；φ為懸掛線檔連接傾斜角；f為檔內(nèi)弧垂。

設(shè)計安全系數(shù)2.5，最大應力11.2 kg/mm2，以20 ℃為環(huán)境溫度，檔內(nèi)線長565.5 m?？紤]施工余量與塔高，保證繩長在620 m以上，使用？準4 mm迪尼瑪繩，重量是9.13 g/m。

3）無人機選擇。為滿足復雜工程使用條件，綜合考慮無人機飛行距離、高度與負重，擬用六旋翼無人機，軸距850 mm，結(jié)構(gòu)固定，擁有GPS系統(tǒng)，飛行可靠、精準。

2.5.2" " 張力拉線施工

施工前安排施工人員開展技術(shù)交底，要求每個人員均了解施工要點，且配置對講機，便于拉線發(fā)現(xiàn)問題及時聯(lián)系。指揮員則觀察風速、風向等天氣參數(shù)，做好鋼絲繩、牽引繩保護工作，以免摩擦損壞。在線路耐張段選擇視野良好、空曠地段，作為起飛無人機場地，將牽引繩連接無人機下部。施工中按照桿塔順序操作，選擇無風晴朗天氣施工，控制無人機穿越鐵塔相序橫擔中，要求滑車性能良好，轉(zhuǎn)動滑輪穩(wěn)定自如，沿線飛行，直至到達下一座鐵塔，與鐵塔施工人員確認，即可摘下無人機牽引繩，將其引至地面，按照相同步驟展放牽引鋼絲繩。母線固定中，由于滑動型管母線固定線夾金具為非標產(chǎn)品，設(shè)計一種新型整體式滑動型管母線固定線夾（圖1），包括整體成型的線夾主體，其特征在于線夾主體采用整體式擠壓成型，線夾體內(nèi)設(shè)置母線穿孔，下端設(shè)有連接孔。底座結(jié)構(gòu)設(shè)計成底盤圓形型式，與絕緣子支柱配套使用，底盤上端設(shè)置一掛耳，掛耳呈槽型，兩端鉆孔與線夾主體連接固定，可實現(xiàn)圓周轉(zhuǎn)動，解決以往母線滑動范圍受限問題。

而間隔棒同樣設(shè)計新款安裝工具（圖2），由主體板、墊塊、壓緊塊、導向套等構(gòu)成，根據(jù)螺紋深淺來確定產(chǎn)品尺寸大小，減少擰螺紋時間，快速定位固定夾緊，完成張力拉線。

3" " 施工技術(shù)應用效果分析

紅敦界電廠1 000 kV輸變電線路工程根據(jù)工程特點、環(huán)境條件采取恰當施工技術(shù)，整體施工環(huán)節(jié)處于把控范圍內(nèi)，有效提高了施工質(zhì)量，控制了施工成本。以無人機放線為例，成本控制如表2所示。

人力放線還需考慮放線投工費用、掃障投工費、搭拆腳手架費共11 600元，無人機放線則是4 100元，可節(jié)約7 500元成本。

4" " 結(jié)論

綜上所述，1 000 kV輸變電線路工程施工技術(shù)要求高，應秉持探索精神與嚴謹態(tài)度探索施工技術(shù)應用措施，為其他特高壓工程施工提供支持。通過分析紅敦界電廠1 000 kV輸變電線路工程，獲得以下結(jié)論：

1）特高壓輸電線路施工應考慮環(huán)境條件、工程特點等，澆筑基礎(chǔ)可搭設(shè)施工平臺，做好安全防護。

2）鐵塔構(gòu)件大、材料重，附件螺栓擰緊容易產(chǎn)生“閃桿”情況，需嚴格按照順序組裝，夯實抱桿根部。

3）張力拉線施工應轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)人工操作方法，可引進無人機，選用重量輕、質(zhì)量高的繩索完成施工，優(yōu)化母線固定、間隔棒定位等工具。

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收稿日期：2024-05-30

作者簡介：鄭革（1980—），男，上海人，工程師，研究方向：電線電纜、絕緣材料、高低壓電器。