連續耐張段裝配式架線的工程實踐

丁自強，戚柏林，姚耀明，謝明法，汪國林

(1.紹興電力局，浙江省 紹興市 312000;2.浙江省電力公司，杭州市 310007;3.浙江省送變電工程公司，杭州市 310016)

0 引言

瀝匯—展望220 kV雙回輸電線路工程，選用特高強度鋼芯軟鋁絞線導線，瀝匯變至26號塔采用2×JLRT/EST-400/50(鋁股截面 T型)型導線，26號塔至展望變采用2×JLRZ/EST-400/50(鋁股截面Z型)型導線。2011年12月至2012年1月，選擇部分線路(4—8—9—11號塔、11—14—15號塔、44—48—49號塔，共計3個牽張段，36根導線)，進行了連續耐張段裝配式架線施工，驗證了耐張段導線長度計算和制造線長修正理論;采取的連續耐張段裝配式架線施工技術措施達到預期效果。連續耐張段裝配式架線施工方法減少了弧垂觀測、畫印、剪線和壓接等高空作業，不受外界雨霧天氣、風力干擾，具有降低施工安全風險、提高耐張線夾壓接質量、提高工效和降低工程成本等優點。

1 耐張段導線長度計算

1.1 導線基準長度

架空輸電線路的導線張力、弧垂和線長隨著氣象和導線溫度變化而變化。一般情況，以導線溫度15℃，自重比載和張力25%RTS為已知條件(稱為基準值參數)，按懸鏈線方程［1］計算得出其他氣象工況的導線張力、弧垂和線長。由此，裝配式架線工程的線長應當以基準值參數計算所得的線長為基準長度，架線過程氣象和牽引力都不改變導線基準長度。導線基準長度按式(1)計算［2］。

式中:Li為導線基準長度，m;li為掛線點間的水平距，m;Δhi為掛線點間高度差，m;H平為導線平溫張力，N;ω為導線單位重力，N/m。

1.2 耐張段導線長度

耐張段導線長度:耐張段內各檔導線基準長度之和，減去耐張絕緣子金具串長度、轉角塔撓度位移和導線塑蠕伸長等，按式(2)計算。

式中:L耐長為耐張段導線長，m;Li為導線基準線長，m;l絕為耐張絕緣子金具串長度，m;l撓為轉角塔撓度位移，m;l塑為導線塑蠕伸長，m。

1.3 耐張絕緣子金具串長度

導線雙聯耐張絕緣子金具串長度:在現場按設計組裝圖要求進行組裝，然后將整個雙聯耐張絕緣子金具串拉直，測量其掛點到耐張線夾鋼錨導線切割點的距離。導線在平溫張力25%RTS狀態時，耐張絕緣子金具串質量引起的長度影響很小，可以忽略不計。

1.4 轉角塔撓度位移

角鋼桁架結構的轉角塔，撓度位移由螺栓孔隙位移和塔身外力撓度位移二者疊加，可按設計院提供的鐵塔平溫撓度位移取值，或者取一個折中系數，按式(3)進行計算。

式中:l撓為轉角塔撓度位移值，m;h線高為掛線點高度，m;θ為線路轉角，(°)。

1.5 塑蠕伸長

塑蠕伸長分別與導線運行張力和作用力持續時間成正比函數關系，塑蠕伸長后，相對增加導線長度，同時增加導線弧度。根據特高強度鋼芯軟鋁線絞JLRZ/EST-400/50 蠕變特性測試［3］，在 15%RTS、25%RTS和35%RTS張力下的蠕變方程可以推算出10年(87 600 h)后的蠕變量分別為0.292、0.520、0.996 m/km，取0.520 m/km為修正值較合理。

2 導線制造定長計算

2.1 導線制造長度修正

基準線長是導線在溫度15℃和張力25%RTS時的對應值，導線制造時的溫度和張力與基準值條件不一致。500型三段式絞線機，成品盤線與鋁線絞合在一個流水線上，其中設置恒張機。按式(4)進行溫度修正，按式(5)進行彈性伸長修正，導線定長計量值按式(6)計算。

式中:L定長為導線制造長度，m;Δl溫度為溫度伸長修正值，m;Δl張力為張力伸長修正值，m;α為導線綜合膨脹系數，10-6/℃;E為導線綜合彈性系數，MPa;t絞為絞線時溫度，℃;S為導線截面，mm2;H絞為絞線時恒張機張力，N;H平為平溫張力25%RTS，N。

導線計量時應做好剪斷標識(紅色)和附加標識(藍色)，標識用電工絞帶繞扎。剪斷標識做上長度標記，附加標識在剪斷標識的前后2～5 m，用以提醒剪斷位置出現，如圖1所示。

圖1 導線出廠標識示意Fig.1 Wire’s factory identification

2.2 考慮計量誤差

采用LasserSpeed非接觸式激光測長儀，利用激光多普勒測速原理，測量導線長度，測量精度可高達±0.03%，測量系統如圖2所示。

圖2 激光長度測量系統Fig.2 Length measuring system with laser

平溫弧垂計算式為

式中fi為平溫弧垂，m。

根據式(7)分析，在平溫和25%RTS張力下，線長誤差為0.03%時的線路弧垂變化結果見表1。

表1 計量誤差為0.03%時所對應的導線弧垂變化Tab.1 Change of wire Sag under 0.03%measurement error

圖3 耐張線夾結構Fig.3 Strain clamp structure

從表1可以看出所有檔距中導線弧垂誤差超過驗收規范［4］±2.5%的要求。計量線長誤差具有隨機性，解決辦法是在耐張絕緣子中進行長度彌補。

3 裝配式架線施工措施

3.1 耐張線夾改進

耐張線夾跟隨走線板經過放線滑車槽口，本工程中傳統的耐張線夾［5-7］無法使用。圖3是改進設計的耐張線夾，它具有2個特點:(1)主鋁管體是獨立圓管，沒有任何焊接件，引流管連于抱箍鋁體的半面，抱箍鋁體另半面是獨立體，用螺栓使抱箍鋁體夾住主鋁管;(2)導線在張力機出線后經過鋼錨和鋁管壓接，以圓柱形狀通過放線滑車槽口。

3.2 設置長度調整板

圖4是耐張絕緣子金具串中設置的DB-12、PT-12長度調整板，可調幅度為±0.6 m以上［8］。當耐張段長為2 km時，導線供貨誤差最大值為±0.6 m是在允許范圍內。考慮其他誤差(全站儀測量誤差、絕緣子金具結構誤差)和耐張段較長時，可以再增加PT-12調整板。

圖4 耐張絕緣子串Fig.4 Strain insulator string

3.3 鋁管過滑車槽保護

裝配式架線特點是導線在張力場集中進行耐張線夾地面壓接，如果裸露的鋁管直接穿越滑輪槽，會產生擠壓和受彎，因此必須設置鋁管鋼護套［9-10］。圖5為鋼護套結構圖，用橡膠體制作圓錐頭，并將兩半圓件對稱夾裝于導線上，保護管體由鋼管加工制成，兩端部焊卡鐵，半圓件對稱夾住橡膠體和線夾鋼錨，鋼體固定接觸處纏繞黑膠布，使受力均勻。鋼套外面凹溝處綁扎鐵絲，使鋼體箍實。

圖5 鋼保護套Fig.5 Steel protective sleeve

4 施工實例

4.1 測量與計算

使用激光全站儀測量掛線點間距，棱鏡放置在掛線孔位置，全站儀置于地面。以同一回路、同相掛線眼孔為1組記錄數，用三角函數計算掛線眼孔之間水平距離和高差(直線塔應減去懸垂絕緣子串長度)。然后進行基準線長計算，向導線生產廠家索取技術報告［3］，進行導線制造定長計算。導線是2012年11月30日加工的，車間溫度為10℃，導線絞合過程盤線張力為10 kN。表2是44—48—49號塔連續耐張段導線長度計算結果。2012年12月15日，風速為5 m/s，無冰，白天氣溫為5℃，瀝匯—展望220 kV雙回輸電線路工程44—48—49號塔連續耐張段進行裝配式架線施工，右回路中相架線，架線段展放導線示意如圖6所示。

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4.2 牽引導線

導線出張力機后，在紅色標識0 m處切割。然后進行耐張線夾壓接，鋁管裝上鋼護套，雙分裂導線連接上“一牽二”走板組合體［11］，如圖7所示。在完成第1個耐張段導線牽引后，臨錨導線，在第2個紅標識處切割導線。然后在導線2個頭部分別進行耐張線夾壓接和保護，通過旋轉連接器連上短鋼繩(長15 m)接續2個耐張線夾鋼錨環，繼續牽引導線。最后當線盤導線剩余3～5圈時，停止牽引，導線尾部連上過渡網套及牽引繩，導線尾部再次臨錨，切割導線，進行耐張線夾壓接和保護。然后連上過渡牽引繩，將導線牽引至塔上合適部位后進行錨固。

圖7 走線板組件Fig.7 Components of wiring board

4.3 掛線

牽張兩側導線的耐張線夾可直接掛于絕緣子串的掛線金具中，此時絕緣子串中PT板的眼孔置于中間位置。中間耐張塔掛線用平衡掛線法作業，每根子導線的耐張線夾與對應的絕緣子串上的金具相連，松絞磨后檢查導線弧垂是否符合設計值。如果需要調整，用掛線滑車組逐根調整。

5 結語

輸電線路裝配式架線方法具有弧垂均衡、導線無接續管、導線損耗小、耐張管壓接質量可控制等優點，應推廣應用。但是，需要重視:(1)絕緣子和金具由于產品制造誤差，組合總長度有差異;(2)對于耐張線夾鋼體液壓伸長量，可在現場進行剪線修正;(3)使用激光全站儀進行掛線點間距測量，棱鏡必須放置在掛線孔位置，操作不當會產生誤差;(4)導線特性參數應通過試驗確定;(5)導線長度量精度指標值應達到±0.03%。以上這些誤差值疊加，會影響輸電線路裝配式架線順利實施。

［1］張殿生.電力工程高壓送電線路設計手冊［M］.北京:中國電力出版社，2010.

［2］李博之.高壓架空輸電線路施工技術手冊［M］.北京:中國電力出版社，2009.

［3］無錫華能電纜有限公司.特高強度鋼芯軟鋁絞線定長制造技術報告［R］.無錫:無錫華能電纜有限公司，2011.

［4］GB 50233—2005 110～500 kV架空送電線路施工及驗收規范［S］.

［5］DL/T 757—2009 耐張線夾［S］.

［6］戚柏林.楔型線夾在跨江直線塔上應用［J］.電力建設，2008，29(6):79-81.

［7］戚柏林.超耐熱間隙型導線在220 kV輸電線路中應用與實踐［J］.電力建設，2010，31(8):46-49.

［8］浙江省電力設計院.瀝匯—展望220 kV雙回輸電線路電氣卷［R］.杭州:浙江省電力設計院，2011.

［9］劉澤洪.大截面導線及相關技術［M］.北京:中國電力出版社，2011.

［10］浙江省送變電工程公司.瀝匯—展望220 kV雙回輸電線路工程架線作業指導書［R］.杭州:浙江省送變電工程公司，2011.

［11］韓崇，吳安官，韓志軍.架空輸電線路施工實用手冊［M］.北京:中國電力出版社，2008.