變電站220kV配電裝置跨線更換新施工方法

劉中山　唐海平

摘要：近年來，老舊變電站導線越來越不能滿足電流要求，需要更換。文章提出了通過兩臺吊車協助傳遞展放導線的施工方法，并以220kV楊橋變電站更換220kV母聯間隔跨越導線為例，介紹了該方法的實施過程及相應的計算方法，解決了常規變電站220kV配電裝置主變、母聯間隔跨線更換傳統方法工作效率低、工作難度大、安全風險高的問題。

關鍵詞：變電站；220kV配電裝置；跨線更換；新施工方法；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM611 文章編號：1009-2374（2016）19-0033-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.015

1 概述

隨著社會經濟和電網的快速發展，各地區用電量不斷攀升，老舊變電站小截面積導線不能滿足額定電流的情況越來越普遍，因此更換改造工作勢在必行。在更換大截面導線實際工作中，由于母聯間隔跨線在管型母線正上方，是最具施工難度的作業點，變電站內設備布置及結構的特點是空間非常狹小，給導線展放帶來了很多技術難題，同時現在電網調度狀況非常復雜，對管型母線進行長時間的全停操作也變得越來越不現實，因此以前的施工方法已經不能適應現在安全、高效、經濟施工的新要求。

2 傳統施工方法介紹

2.1 搭設跨越架施工

在主變、母聯間隔Ⅱ母側搭設跨越架，然后通過高空作業車到管母（或軟母線）上空位置，拖拉傳遞繩，輔助卷揚機展放導線。但是卷揚機放線帶有張力，跨線穿越設備區保護工作量大，控制人員多，控制繩可控制范圍狹小，施工時很難保證導線不會與管母（軟母）線刮蹭。同時搭設跨越架施工也需要停電作業且施工時間長，很難滿足現在高效及安全的施工要求。

2.2 拆除管母，跨線更換后恢復

將主變、母聯間隔內Ⅰ母、Ⅱ母管型母線先拆除后再進行施工，可以有效地避免跨線安裝時對母線的接觸摩擦。這樣的方法可以減少很多的地面控制人員，不用搭設跨越架。但是拆除及恢復管母線的工作量非常巨大，加上技改的變電站多為投運很長時間的老舊變電站，很多管母固定金具等已經銹蝕，很難拆除與恢復，倘若采取此種施工方法，拆除和恢復管母線的時間就遠遠超出了停電安裝時間。因此，這種施工方案在現在要求高效施工的情況下很難被采取。

3 新的施工方案驗算與實施

跨線跨越設備區，傳統施工方法管母線、設備損壞幾率大，保護設備工作多，施工時間長。為了降低施工安全風險，優化施工工序和時間，可以采用大型吊車和卷揚機相互配合施工，制定采用兩臺吊車協助1440跨線展放的施工方法。此方法采用吊車配合傳遞跨越設備區的高空作業，將整個作業面全部提高至管母線上方進行施工作業。

3.1 驗證兩臺25T吊車實施協助放線的可行性

根據現場實測和圖紙標注可知：管型母線相對標高為9.295m，計算中，考慮裕度后，按10m計算，同時吊車回轉中心離地高度為1.2m，所以管母線距吊車實際操作工作面高度為8.8m；構架標高14m，實際計算中，按15m計算，同時吊車回轉中心離地高度為1.2m，所以構架距吊車實際操作工作面高度為13.8m。Ⅱ母C相管母距Ⅱ母側道路中心線距離為11.5m；Ⅰ母道路中心線距Ⅰ母側構架中心線距離為6.5m；兩條道路中心線距離為38.5m。工作中將兩臺吊車均擺設于道路中央。根據下方計算于Ⅰ母B相管母上方完成傳遞。

根據上面數據可知tanα=0.765，α=37.4°，四節臂25T吊車臂長為34m，可以計算出Ⅱ母側吊車臂全部伸出，可以達到的水平距離為34m×cosα=27.0m。tanβ=2.123，β=64.8°，可以計算出Ⅰ母側吊車臂全部伸出，可以達到的水平距離為34m×cosβ=14.5m。兩臺吊車水平可達到距離和為41.5m，遠于吊車中心距離的38.5m，因此理論上可以完成傳遞放線工作。實際工作中，在Ⅰ母B相管母上方，完成傳遞比較合適，此時Ⅱ母側吊車距離Ⅰ母B相管母水平距離為25m，吊車實際伸出吊臂長可計算出為25m/cosα=31.5m；Ⅰ母側吊車距離Ⅰ母B相管母水平距離為13.5m，吊車實際伸出吊臂長可計算出為13.5m/cosβ=31.7m。由于導線較輕，在實際計算中，以吊車臂長為吊車選型主要參數，而很少考慮吊車起吊導線的

重量。

3.2 根據跨線安裝中受力分析，選擇其余受力工器具

3.2.1 受力分析涉及的計算公式。

3.2.2 拆除2（LGJ-300/20）導線時張力計算。根據圖紙標注構架的相對標高為14m，構架間距離為43m，中心點位置為斷路器與Ⅱ母C相之間，管母標高為9.295m，因此拆除時最大弧垂可達到5m，也不會與管型母線接觸。LGJ-300/20導線截面積S=324.33mm2；計算質量Q=1002.0kg/km；根據式（1）計算LGJ-300/20導線自重比載g=3.09×10-3kg/m·mm2；根據式（2）計算單根導線水平應力σ=0.143kg/mm2；根據由于原間隔為雙線，所以導線張力T=2×σ×S=92.76kg。因此，當弧垂達到5m時，導線張力經很小了。

3.2.3 安裝1440導線過牽引張力計算。220kV主變、母聯間隔上層跨線采用NRLH60GJ-1440/120型導線，兩構架之間掛點中心孔距實際測量LA=42.20m、LB=42.15m、LC=41.93m；具體核算數據時以A相跨距為主要計算依據；設計安裝弧垂小于等于2m，由于弧垂越大，應力越小，實際安裝時，我們取弧垂f=2m；NRLH60GJ-1440/120導線截面積S=1555.8mm2；計算質量Q=4948.8kg/km；安裝過程中，考慮過牽引ΔL=150mm。

根據式（1）計算可得導線自載比重g=3.18×10-3

kg/m·mm2；根據式（2）計算單根導線水平應力σ=0.354kg/mm2；根據式（3）計算運行時導線張力T=550.75kg；根據式（4）計算導線加絕緣子串及金具長度l=42.45m。

當過牽引150mm時，導線加絕緣子串及金具的長度l′=42.45-0.15m=42.30m；線長變化，根據式（4）變化，求出過牽引15mm的弧垂=1.26m；根

據式（2）求出過牽引15mm的導線應力σ'=0.562kg/mm2；根據式（3）求出過牽引150mm時導線水平張力T′=874.36kg。

根據以上計算，卷揚機在安裝跨線緊線側時，考慮此時鋼絲繩承受的張力為過牽引150mm時導線水平張力為874.36kg，同時構架下方滑車布置最小夾角為90°，因此鋼絲繩最大受力Fmax=2T′cos45°=1236.53kg。選擇3T的卷揚機和6×19的Φ14鋼絲繩（這類鋼絲繩破斷拉力為118kN，考慮安全系數為5，此類鋼絲可提升重量為：118kN/5=2.36T，遠大于鋼絲繩最大受力）。

3.3 具體施工工藝

3.3.1 停電工作前進行的準備工作。（1）耐張絕緣子串組裝完畢；（2）卷揚機布置于Ⅱ母側構架下方（含卷揚機三級配電箱安裝）；（3）耐張導線壓接一頭（待通過激光測距儀測量跨距后，通過公式計算出導線長度后壓接另一頭導線）。

3.3.2 停電后工作。

第一，機械布置。將兩臺25T吊車分別布置于Ⅰ母、Ⅱ母兩側道路上，高空作業車布置于Ⅱ母側道路上，卷揚機布置于Ⅱ母側構架下方。

第二，拆除2（LGJ-300/20）導線（以A相為例）。借助3T卷揚機鋼絲繩綁在原有Ⅱ母側絕緣子串上，拆除絕緣子串與構架掛點連接，卷揚機緩慢放繩至導線距離Ⅱ母C相大約500mm處停止放繩[根據上文拆除2（LGJ-300/20）導線時張力計算中，可知此時弧垂大約5m，張力92.76kg]。然后工作人員通過高空作業車，利用吊帶固定導線最低點兩側后，利用齒輪開線鉗將原有導線開斷。開斷后，利用吊車協助將開斷后的兩段導線及絕緣子放下。

特別說明：由于停電時間有限，將導線開斷后拆除是最簡捷的施工方法，保護工作少、人員投入少、拆除時間最短，因此選用此方法。

第三，安裝NRLH60GJ-1440/120導線（依然以A相為例）。安裝順序從Ⅱ母側構架向Ⅰ母側構架通過兩臺吊車傳遞展放導線，先利用在Ⅰ母側吊車將絕緣子串安裝在構架上，然后利用卷揚機安裝Ⅱ母側導線。

具體實施：（1）在Ⅰ母側導線絕緣子上設置兩個吊點，利用Ⅱ母側吊車跨越Ⅱ母將其吊至Ⅰ母B相上方；（2）位于Ⅰ母側吊車同時跨越Ⅰ母側構架將吊臂伸至Ⅰ母B相上方，同時吊車下繩；（3）通過高空作業車上工作人員將Ⅰ母側吊車吊鉤掛在絕緣子串另一個吊點上，等Ⅰ母側吊車受力后，松開Ⅱ母側吊車與絕緣子接觸；（4）在Ⅱ母側吊車上設置放線滑輪，以便于提升隨著Ⅰ母側吊車擺臂時移動的導線，防止摩擦管母線；（5）利用吊車擺動將絕緣子串安裝于Ⅰ母側上；（6）通過高空作業車取下滑輪后，利用卷揚機將Ⅱ母側導線安裝于Ⅱ側構架上。

4 結語

采用兩臺吊車協助導線展放的新施工方法，解決了在老舊變電站技改中關于220kV主變、母聯間隔跨線更換工作中涉及的停電時間長、設備保護工作大、控制人員多的問題。其中，吊車、受力工器具的分析表明，這種施工方法具有安全性高、可操作性強、適應性面廣的特點，完全可以應用到更多變電站的改造施工作業中。根據不同變電站的具體情況可以靈活布置，能夠為更多的同行提供借鑒。

參考文獻

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（責任編輯：蔣建華）