雙分裂孤立檔導線裝配式架線施工

呂寶生

(江蘇省送變電公司，南京210028)

在輸電線路設計時，對于構架進線段、重要跨越以及線路走廊受限地區，一般設計為孤立檔。特殊情況下的孤立檔，檔距僅幾十米，給架線施工帶來很大難度。對此，通常采用裝配式架線施工解決這個問題，該施工工藝省去了緊線劃印、高空壓接等環節，具有施工步驟簡單、施工效率高、高空作業量少、勞動強度低的優點，使得施工進度、安全、質量都有可靠的保證［1］。但是，此方法施工精確度要求比較高，因此，一直以來是輸電線路技術部門所研究的課題。進行裝配式架線的關鍵點在于精確測量掛線點之間參數和計算導線的線長。所以，本文根據以往的施工經驗，提出可采用全站儀精確測量導線掛點間的水平距離和高差，并通過理論計算來確定雙分裂孤立檔導線的施工線長，解決施工精度問題。該方法在220 kV常熟南變－練塘變線路工程中得到了很好的應用。

1 線長計算

將全站儀架設在被測兩基桿塔的橫線路方向，接近檔距中央便于觀察掛線點的位置，并且控制全站儀與兩掛線點間的水平夾角應小于120°，把兩個棱鏡分別放置在兩基桿塔對應的掛線點處，用全站儀直接測量出兩掛線點之間的水平距離(要求棱鏡支座高度必須相等)和高差。

采用兩端聯有耐張絕緣子串的拋物線法公式，計算出架空線竣工所需懸線長度，即

式中:f為架空線竣工弧垂(數據由施工圖紙提供)，m;f0為不計耐張絕緣子串重量影響的檔距中點導線的最大弧垂，m;ω為導線單位長度重量，N/m;ω0為雙分裂導線，子導線上耐張絕緣子串單位長度重量，N/m;λ為耐張絕緣子串的長度，m;φ為高差角;G0為單聯耐張絕緣子串的重量，N。

架空線水平張力

不考慮線索和絕緣子串的整體剛度，孤立檔兩端聯有耐張絕緣子串的架空線長度為

式中:L為兩懸掛點均聯有耐張絕緣子串時，全檔架空懸線的長度，m;l為孤立檔檔距，m;K2為兩懸掛點均聯有耐張絕緣子串時的架空線長度增大系數。

2 線長調整

2.1 聯板傾斜的影響

對于垂直排列的雙分裂導線，由于絕緣子串后端二聯板在導線張力作用下發生傾斜，導致上、下子導線線長不等，因此，割線長度需要進行長度調整，［3］如圖 1 所示。

圖1 二聯板傾斜對線長影響Fig．1 Effect of the two link plate to the length

式中:S為二聯板的孔距，mm;θ為二聯板的底邊與鉛垂線之間夾角。

當孤立檔導線處于正常狀態時，導線兩端的二聯板的傾斜方向為:一端順時針旋轉，另一端逆時針旋轉。現以低懸掛點為坐標原點，向右水平方向為X軸，向下垂直垂直方向為Y軸，建立平面二維坐標系。如圖2所示。

從圖2數學模型可以得出，導線兩端二聯板的斜率一正一負，即tan θC＞0 ，tan θD＜0 ，這樣上子導線的兩端均較下子導線長度短。

式中:θC為導線端點C處二聯板的傾斜角;θD為導線端點D處二聯板的傾斜角。

當高差較大時，絕緣子串會出現倒掛現象，二聯板的傾斜方向會有所變化，所以，需要判斷該孤立檔內導線是否出現倒掛的情況。

判斷檔內導線是否存在倒掛現象，可以通過下式確定，即

式中，la為低側平視檔距，m。

如若la＜0，則表明架空導線發生倒掛，否則，該檔屬于正常情況。倒掛工作狀態如圖3所示。

圖3 倒掛工作狀態Fig．3 Upside working state

孤立檔導線處于倒掛狀態時，導線兩端的二聯板的傾斜方向一致，在文中建立的坐標系下，二聯板的斜率均為負，即 tan θC＜0，tan θD＜0，上、下子導線的差值ΔL由下式確定，即

2.2 彈性伸長的影響

導線掛線后，因自重的影響，導線產生的張力使得導線長度增加，將這個伸長量中的彈性伸長部分，以 ΔL彈來表示［4］，尤其在檔距較大時，其這個彈性伸長量較為可觀，不容忽視，直接影響到導線弧垂的大小［4］。取導線懸掛的應力與測量時的張力之差為ΔH，則有:

式中:ΔL彈為彈性伸長量，m;Hcp為導線懸掛后的平均張力，N;E為導線的綜合彈性模量，N/mm2;A為導線的截面面積，mm2;H量為導線測量時的張力，N。

當兩懸掛點之間高差很小時，可按照導線懸掛后的平均張力和水平張力相等，即

當兩懸掛點之間高差較大時，則需按照下式計算，即

式中，H0為導線的水平張力，N。

2.3 壓接伸長的影響

孤立檔較小時，耐張鋼錨的壓接伸長量也直接影響導線的弧垂值。對耐張鋼錨壓接伸長量進行了數據統計，一般20 mm左右，因廠家生產工藝、材質差異等因素影響，鋼錨的伸長量也不盡相同。所以，在做導線拉力試驗時，需要記錄好耐張鋼錨的伸長量，以便實際施工中扣除。該伸長量以ΔL壓來表示。

綜上所述，雙分裂垂直排列的導線施工線長正常工作狀態:

上子導線，L上=L－ΔL2－ΔL1－2λ －L彈－L壓

下子導線，L下=L+ΔL2+ΔL1－2λ －L彈－L壓

倒掛工作狀態:

上子導線，L上=L－ΔL2+ΔL1－2λ －L彈－L壓

下子導線，L下=L+ΔL2－ΔL1－2λ －L彈－L壓

3 施工方法

根據上述方法計算出導線長度值后，按照此尺寸進行預制。為消除導線機械絞制、彈性伸長等方面對線長的影響，需加載張力后測量線長。可以在一塊狹長平坦的場地上埋設兩組地錨，將導線用鏈條葫蘆拉直，鏈條葫蘆串接拉力表，控制導線的初始張力。線長的測量使用標準鋼卷尺，并且要求使用同一把鋼卷尺測量所有導線，對于同相的子導線應將他們一起比照測量，以減小前后兩次測量造成的誤差影響。割線壓接后應在導線上標明相別和線別。

導線連同絕緣子串一起進行掛線，掛線后檢查觀測弧垂是否符合設計值，若弧垂不滿足設計要求可用調整版進行微調。

4 工程實例

以220 kV常熟南變－練塘變線路工程12號－N13孤立檔導線線長計算為例。該工程為雙回路雙分裂設計，導線垂直排列，線間距400 mm，導線型號2×LGJ－630/45，單位長度自重荷載2.06 kg/m，檔距39 m，兩側桿塔使用絕緣子串型式相同，重量392.80 kg，長度4.500 m。導線線長計算結果如表1所示(按照降溫25℃補償導線蠕變)。

《110～500 kV架空送電線路施工及驗收規范》GB50233－2005第7.5.6款要求，220 kV及以上線路工程導線弧垂允許偏差應在±2.5%。從表1數據可知，該方法施工弧垂滿足施工規范要求。

表1 導線線長計算結果表Tab．1 Calculation results of line length

5 結語

利用全站儀直接測量掛點之間的水平距離和高差，消除了線路中心樁和轉角等因素的影響，考慮了二聯板傾斜、彈性伸長和壓接伸長三個影響線長的主要因素，實現了在惡劣環境下架線施工。通過施工實踐證明，該計算孤立檔裝配式架線線長的方法是可行的，能夠滿足規范的要求。

［1］方偉.孤立檔裝配式架線線長測量計算［J］.湖北電力，2009，33(6):30－31.FANG Wei.Measurement and calculation of isolated span assembling stringing length［J］.Hubei Electric Power，2009，33(6):30－31.

［2］李博之.高壓架空輸電線路架線施工計算原理(第二版)［M］.北京:中國電力出版社，2008.LI Bozhi.Calculation theory of high voltage overhead transmission line construction(Second Edition)［M］.Beijing:China Electric Power Press，2008.

［3］李光輝.孤立檔裝配式架線［J］.三峽大學學報(自然科學報)，2003，25(1):89－92.LI Guanghui.Isolated span assembling stringing［J］.Journal of China Three Gorges University(Naturalscience)，2003，25(1):89－92.

［4］艾肇富.裝配式架線的研究及其計算［J］.華北電力技術，1982(11):35－38.AI Zhaofu.Study on assembly type transmission line and its calculation［J］.North China Electric Power，1982(11):35－38.