500 kV變電站跨三檔管母高層導(dǎo)線更換技術(shù)研究

吳浩，楊杰，潘國(guó)躍，張漢榮

（浙江省送變電工程公司，杭州310016）

500 kV變電站跨三檔管母高層導(dǎo)線更換技術(shù)研究

吳浩，楊杰，潘國(guó)躍，張漢榮

（浙江省送變電工程公司，杭州310016）

結(jié)合500 kV甌海變技改工程，針對(duì)跨三檔管母高層導(dǎo)線更換時(shí)停電時(shí)間短、作業(yè)范圍窄等難點(diǎn)，在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，提出了更換導(dǎo)線的技術(shù)方案，詳細(xì)介紹了高層導(dǎo)線的拆除與安裝過(guò)程，通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證了技術(shù)方案的可行性，保證了更換導(dǎo)線施工的安全和質(zhì)量。

變電站；高層導(dǎo)線；張力；導(dǎo)線更換

0 引言

隨著電力負(fù)荷的不斷增加，有些500 kV變電站的高層導(dǎo)線已不能滿足輸送容量的要求，輸送電流超過(guò)了導(dǎo)線的長(zhǎng)期允許載流量，電流密度大大超過(guò)了經(jīng)濟(jì)電流密度或線路壓降超過(guò)允許值[1]，需進(jìn)行更換。

500 kV甌海變2號(hào)主變由750 MVA更換為1 000 MVA容量后，為滿足輸送容量的要求，需將其220 kV 1號(hào)母聯(lián)、2號(hào)母聯(lián)、2號(hào)旁路等間隔的NRLH60GJ-1440原導(dǎo)線更換為2× NRLH60GJ-800/55新導(dǎo)線。變電站220 kV區(qū)域采用雙母線、雙分段接線方式，其中1號(hào)母聯(lián)的高層導(dǎo)線有2檔，跨線1設(shè)計(jì)檔距約為38 m，同時(shí)跨三檔管母。該變電站是溫州地區(qū)重要的電力樞紐，停電時(shí)間短，作業(yè)范圍窄，工作任務(wù)重，風(fēng)險(xiǎn)大！以2號(hào)母聯(lián)間隔的導(dǎo)線1為例，實(shí)施了一種更換導(dǎo)線的技術(shù)方案，順利完成了導(dǎo)線更換工作，為以后的跨三檔管母導(dǎo)線更換積累了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

1 跨三檔管母高層導(dǎo)線拆除的技術(shù)方案

1.1 導(dǎo)線吊裝方案

導(dǎo)線更換使用了50 t吊機(jī)，受力分析如圖1所示，1號(hào)構(gòu)架的導(dǎo)線懸掛點(diǎn)標(biāo)高H1為14.5 m，50 t吊機(jī)的平臺(tái)高度約1.5 m，帶副臂時(shí)伸出最大長(zhǎng)度L約為48 m，打開(kāi)最大角度為78°，此時(shí)吊機(jī)能承受的最大吊重2.9 t。吊機(jī)支腿完全打開(kāi)后橫向?qū)挾燃s7.2 m。測(cè)吊機(jī)中心離電流互感器側(cè)電纜溝的距離L1為3.6 m，吊機(jī)中心離斷路器的距離L2為5.5 m。

圖1 吊機(jī)受力分析

由于受場(chǎng)地限制，吊機(jī)的一側(cè)支腿定在電流互感器側(cè)的電纜溝處，在電纜溝內(nèi)必須用鐵道木墊實(shí)，并鋪蓋鋼板，禁止將吊機(jī)的支腿直接壓在電纜溝的蓋板上，以防止電纜蓋板斷裂發(fā)生吊機(jī)側(cè)翻并損壞設(shè)備事故。1號(hào)構(gòu)架高度H1與吊機(jī)中心離斷路器的距離L2所構(gòu)成的三角形中tg β=（H1-1.5）/L2=2.36，而吊機(jī)最大打開(kāi)角度時(shí)tgα= 4.7，得α＞β，故吊機(jī)的吊臂能從橫梁上方穿過(guò)。當(dāng)?shù)鯔C(jī)打開(kāi)最大角度時(shí)，吊臂高度H=1.5+Lsinα≈48.5 m，更換導(dǎo)線長(zhǎng)度約38 m，管母高度h1約9 m，說(shuō)明吊機(jī)將導(dǎo)線完全起吊后其下面的絕緣子高度大于管母的高度。

耐張絕緣子串和可調(diào)絕緣子串重量分別約為118.61 kg，124.95 kg，其總重約為243.56 kg，單導(dǎo)線LGJQT-1400（拆除）重量約為158.72 kg，單個(gè)NYZ-1400重量約為7.3 kg，小勾重約100 kg，故拆除時(shí)吊機(jī)的承重約為516.88 kg，小于吊機(jī)最大吊重。雙導(dǎo)線2×NRLH60GJ-800/55（安裝）重量172.16 kg，單個(gè)NY-800/55N重量為9.8 kg，經(jīng)計(jì)算得安裝時(shí)吊機(jī)的承重為554.92 kg，其值亦小于吊機(jī)最大吊重。

1.2 高層導(dǎo)線的張力計(jì)算及其分析

對(duì)導(dǎo)線2×NRLH60GJ-800/55的張力等進(jìn)行分析，與其他型號(hào)的導(dǎo)線分析類似，高層導(dǎo)線的張力分析見(jiàn)圖2。按照線路施工技術(shù)規(guī)程要求，高壓輸電線路在導(dǎo)線放線施工中，導(dǎo)線自始自終應(yīng)懸空展放，導(dǎo)線與地面和跨越物不能接觸，且保持一定的間距[2]。放線張力按放線區(qū)段進(jìn)行計(jì)算，在張力放線區(qū)段的各檔中，確定控制檔的最危險(xiǎn)點(diǎn)作為控制點(diǎn)，控制點(diǎn)對(duì)導(dǎo)線放線弧垂的安全距離應(yīng)符合規(guī)程要求，以此計(jì)算出控制點(diǎn)的弧垂，再推算出控制檔的水平張力。圖2中的1號(hào)構(gòu)架到2號(hào)構(gòu)架是放線區(qū)段的控制檔，N是控制點(diǎn)，導(dǎo)線對(duì)N點(diǎn)的安全距離是h2，當(dāng)高差時(shí)ΔH＜0.1L時(shí)，采用平拋物線方程及其推導(dǎo)公式，計(jì)算誤差在0.5%以內(nèi)[3]。圖2中1號(hào)與2號(hào)構(gòu)架高差約為0，因此選用平拋物線方程及其推導(dǎo)公式進(jìn)行張力分析。放線時(shí)控制點(diǎn)N點(diǎn)對(duì)應(yīng)弧垂的計(jì)算公式為：

式中：H1，H2分別對(duì)應(yīng)1號(hào)、2號(hào)構(gòu)架的導(dǎo)線懸掛點(diǎn)標(biāo)高，H1=H2=14.5 m；L為相鄰1號(hào)、2號(hào)構(gòu)架之間的擋距，L=38 m；L1，L2分別對(duì)應(yīng)為正母中心距1號(hào)、2號(hào)構(gòu)架的距離，分析張力時(shí)將N點(diǎn)取在正母的B相的最高標(biāo)點(diǎn)處，L1=L2=0.5L =19 m；管母標(biāo)高h(yuǎn)1=9 m；h2高度見(jiàn)圖2所示。

圖2 高層跨線的張力分析

在架設(shè)導(dǎo)線過(guò)程中，當(dāng)緊線到位時(shí)，導(dǎo)線的張力最大，此時(shí)取h2為3.5 m，經(jīng)計(jì)算得f=2 m。

已知f計(jì)算該檔導(dǎo)線放線最大水平張力為（單線）[4]：

式中：q為導(dǎo)線單位長(zhǎng)度重量，q=2.69 kg/m；g為重力加速度，g≈9.8 m/s2。由式（2）與式（3）計(jì)算得F=2 379.17 N。

式中：ε為滑車的阻力系數(shù)，取1.012；n滑車的個(gè)數(shù)，其值為2；m為導(dǎo)線根數(shù)，其值為2。

經(jīng)計(jì)算得T=5 543.73 N。導(dǎo)線和吊勾重量G= 5 438.22 N，吊機(jī)受力為T(mén)2=G+Tsinβ=6 580.41 N，吊機(jī)受力小于吊機(jī)最大吊重為28 420 N。為了保持吊機(jī)小勾處于平衡狀態(tài)，1號(hào)構(gòu)架橫梁側(cè)機(jī)動(dòng)絞磨提供最大拉力T1=Tcosβ=5 424.79 N。

2 更換導(dǎo)線技術(shù)方案的實(shí)施

2.1 拆除2號(hào)母聯(lián)間隔的設(shè)備連線

以2號(hào)母聯(lián)間隔的導(dǎo)線1為例進(jìn)行說(shuō)明。首先拆除2號(hào)母聯(lián)間隔線路側(cè)過(guò)道管母共3根，采用吊機(jī)吊斗登高，將220 kV 1號(hào)母聯(lián)的設(shè)備引連線拆除，并拆除引下線上的金具，拆除隔離開(kāi)關(guān)側(cè)金具采用竹梯登高作業(yè)。

2.2 拆除2號(hào)母聯(lián)間隔的高層導(dǎo)線1

在1號(hào)、2號(hào)構(gòu)架的橫梁上分別固定好滑車，1號(hào)構(gòu)架的橫梁側(cè)機(jī)動(dòng)絞磨牽引鋼絲繩通過(guò)滑車與瓷瓶串頭部連接牢固。2號(hào)構(gòu)架的橫梁側(cè)機(jī)動(dòng)絞磨牽引鋼絲繩通過(guò)滑車與聯(lián)板連接牢固，在線路側(cè)的路上停放好50 t吊機(jī)，將吊機(jī)副臂打開(kāi)后升至1號(hào)構(gòu)架的橫梁上方，吊機(jī)頭部離地面高度約47 m。然后將吊機(jī)小勾放下，將需要拆除的一相導(dǎo)線瓷瓶串頭部用鋼絲繩連在小勾上，此時(shí)1號(hào)構(gòu)架側(cè)的鋼絲繩處于松弛狀態(tài)。

1號(hào)構(gòu)架橫梁側(cè)機(jī)動(dòng)絞磨牽引緊線后，拆開(kāi)導(dǎo)線1靠1號(hào)構(gòu)架側(cè)絕緣子的U型環(huán)與橫梁掛點(diǎn)的連接。機(jī)動(dòng)絞磨慢慢回送鋼絲繩，瓷瓶串跟隨吊機(jī)小勾緩慢地往下送，等導(dǎo)線張力變得較小后，2號(hào)構(gòu)架橫梁側(cè)機(jī)動(dòng)絞磨稍微緊線后拆開(kāi)2號(hào)構(gòu)架側(cè)絕緣子的聯(lián)板與雙聯(lián)碗頭的連接，2號(hào)構(gòu)架橫梁側(cè)的瓷瓶串不與導(dǎo)線一起拆除。

2號(hào)構(gòu)架橫梁側(cè)機(jī)動(dòng)絞磨回送鋼絲繩（1號(hào)構(gòu)架橫梁側(cè)機(jī)動(dòng)絞磨鋼絲繩同時(shí)回送），并操作吊機(jī)小勾往上提升，吊機(jī)小勾上升與1號(hào)、2號(hào)構(gòu)架橫梁側(cè)機(jī)動(dòng)絞磨鋼絲繩回送要密切配合，在小勾剛開(kāi)始提升的狀態(tài)下，吊機(jī)小勾鋼絲繩往2號(hào)構(gòu)架側(cè)偏移，需要用1號(hào)橫梁側(cè)的機(jī)動(dòng)絞磨拉住，提供一個(gè)反向力，使小勾盡量處于平衡狀態(tài)。直至吊機(jī)小勾完全將導(dǎo)線吊起，使整根導(dǎo)線處于管母上方，然后操作吊機(jī)將其小勾往下放，將導(dǎo)線放至在副母（第一段）與正母之間的地面上。

2.3 架設(shè)2號(hào)母聯(lián)間隔的高層導(dǎo)線1

在線路側(cè)的路上停放好50 t吊機(jī)，將吊機(jī)副臂打開(kāi)后升至1號(hào)橫梁上方，吊機(jī)頭部離地面高度約47 m處，然后操作吊機(jī)將小勾放下。將壓接好的導(dǎo)線抬至需架設(shè)地點(diǎn)，導(dǎo)線兩側(cè)與瓷瓶串組裝好，先將一側(cè)瓷瓶串與1號(hào)構(gòu)架橫梁側(cè)的機(jī)動(dòng)絞磨牽引鋼絲繩綁連接牢固，緩緩提升吊機(jī)小勾，待小勾將導(dǎo)線吊起剛脫離地面時(shí)，將另一側(cè)導(dǎo)線的瓷瓶串與2號(hào)構(gòu)架橫梁側(cè)的機(jī)動(dòng)絞磨牽引鋼絲繩連接牢固，繼續(xù)操作吊機(jī)使其小勾緩慢提升，直至使整根導(dǎo)線處于管母上方。再操作吊機(jī)小勾使其下降，同時(shí)利用2號(hào)構(gòu)架橫梁側(cè)機(jī)動(dòng)絞磨牽引緊線。在緊線即將到位時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制過(guò)牽引力，以防發(fā)生意外。

圖3 更換跨三檔管母高層跨線的系統(tǒng)方案

當(dāng)導(dǎo)線牽引到位后將瓷瓶串頭部U型環(huán)與2號(hào)橫梁上的掛點(diǎn)連接，然后利用1號(hào)橫梁側(cè)機(jī)動(dòng)絞磨牽引緊線，吊機(jī)小勾跟隨瓷瓶往上緩慢提升，導(dǎo)線到位后將1號(hào)構(gòu)架側(cè)的瓷瓶串頭部U型環(huán)與其橫梁上的掛點(diǎn)連接。最后完成導(dǎo)線間隔棒、設(shè)備引下線、過(guò)道管母等安裝。更換跨三檔管母高層導(dǎo)線的系統(tǒng)方案見(jiàn)圖3，其現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)見(jiàn)圖4。

圖4 更換跨三檔管母高層跨線的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)

3 結(jié)語(yǔ)

在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過(guò)500 kV甌海變技改工程的實(shí)踐，驗(yàn)證了所述的更換跨三檔管母高層導(dǎo)線技術(shù)方案是可行的，實(shí)現(xiàn)了在不拆除正副母的前提下更換導(dǎo)線，歷時(shí)4天，不僅提高了工作效率，降低了更換導(dǎo)線的成本，也保證了作業(yè)安全和質(zhì)量。

[1]馬士林.更換電力線路線時(shí)經(jīng)濟(jì)截面確定法的探討[J].電工技術(shù)，1990，3（1）∶7-8.

[2]李博之.高壓架空輸電線路施工技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，1997.

[3]林一凡.電廠、變電站軟導(dǎo)線張力計(jì)算及其分析[J].電力建設(shè)，1997，5（7）∶35-36.

[4]徐青松，候煒，王孟龍.架空輸電線路覆冰實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方案探討[J].浙江電力，1997，5（3）∶9-12.

（本文編輯：楊勇）

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Research on Replacement Technology of High Line Crossing Three Tubular Busbar Groups for 500 kV Substation

WU Hao，YANG Jie，PAN Guo-yue，ZHANG Han-rong
（Zhejiang Electric Transmission and Transformation Engineering Co.，Ltd，Hangzhou 310016，China）

Based on the 500 kV technical renovation project of Ouhai Substation,this paper presents a technical scheme for high line replacement based on theoretical calculation to deal with the difficulties of short-time outage，narrow operating range etc.for replacement of high line crossing three tubular busbar groups.It describes the processes of the removal and installation of the high line.The scheme proves to be feasible after practice and ensures replacement safety and quality.

substation；high line；tension；line replacement

TM752

：B

：1007-1881（2012）03-0012-04

2011-09-08

吳浩（1985－），男，浙江衢州人，碩士研究生，主要從事變電工程施工技術(shù)管理工作。