220 kV線路工程跨越110 kV電力線封網解決方案

戚柏林

(國網浙江省電力公司紹興供電公司，浙江 紹興 312000)

電網技術

220kV線路工程跨越110kV電力線封網解決方案

戚柏林

(國網浙江省電力公司紹興供電公司，浙江 紹興 312000)

當前輸電線路工程跨越帶電架空電力線路缺乏有效的解決方法，220 kV雅浦線路工程采用了一種全繩索絕緣吊床式保護方案，利用多旋翼飛行器協助空中作業，有效解決了輸電線路工程架線跨越帶電架空電力線路關鍵技術，同比其他方法安全可靠，經濟適用，效益顯著。

跨越電力線；繩索結構；保護網

一直以來，輸電線路架線分項工程遇到跨越電力線、高鐵、高速情況時，總會發生棘手問題，一邊為建設工程有序進展，施工工期緊迫；另一邊跨越協調難題重重，施工計劃一拖再拖。協調后作業時間很緊，需要結集所有施工力量，極短時間內完成作業內容，造成安全措施、質量體系、作業規范等基建管控環節被動局面。

目前沒有辦法回避輸電線路工程跨越那些設施的檻子，而被跨越設施也有其社會擔當，其運行重要性關呼國計民生與社會公共安全。110 kV三界變是目前嵊州市三界鎮唯一的系統電源，由110 kV雅界、110 kV致界輸電線路供電，如果失電后果嚴重。長期以來，安全跨越交叉帶架空電線路施工方法，在世界范圍內缺乏有效的解決方案。因此，有必要研究跨越保護解決方案的先進裝備和工藝，為此利用多旋翼飛行器協助架設電力線路保護網。220 kV雅致-浦口輸電線路工程G15塔-G16塔跨越110 kV電力線保護網技術方案，所采取的技術措施和施工工藝，有效解決了輸電線路保護封網裝置的關鍵性技術，呈現一種形式先進、技術先進、工藝先進的全繩索絕緣吊床式輸電線路封網裝置。

1 線路情況

220 kV雅致-浦口輸電線路工程，新建線路長26.4 km，雙回路架設垂直排列，導線2×JL/G1A-400/35鋼芯鋁絞線，導線的最大使用張力41 560 N，地線JLB35-120鋁包鋼絞線，地線最大使用張力29 453 N。G15號塔～G16號塔跨越110 kV雅界、110 kV致界同塔線路，交跨點地線地面高31.5 m，交叉角60°。G15～G16檔距229 m，G15轉角75°32′，兩個塔位分別在山脊高地，檔內山溝和蓄水池，坡狀式農作物耕地，楊梅樹稀疏可見。圖1交跨線路平面圖。

圖1 交跨線路平面圖

根據《110 kV～750 kV架空輸電線路設計規范》GB-50545—2010要求[1]，直線塔和轉角塔承載能力由斷線張力和覆冰不平衡張力計算，220 kV雅浦線的G15號塔和G16號塔橫擔不平衡拉力見表1。本方案承載繩掛點設置在橫擔或塔身上，其張力不超過導地線斷線后順線拉力，可以不設置臨時平衡拉線。

表1 橫擔允許順線拉力

2 技術方案

2.1 承載繩布置

本方案設置左右對稱2 根承載繩，分別掛在G15號塔地線橫擔掛線板輔助眼孔和G16號塔下橫擔以下第一個橫隔生材處[2-3]，承載繩在G15號塔按耐張掛設，在G16號塔經過轉向滑輪至腿部錨線系統。經過浪風繩把承載繩向兩邊拉開，15號側水平投影承載繩子在導線外面，16號側側面投影承載繩在導線下面，各相導線在封網上面暢通。圖2為承載繩斷面圖，圖3為承載繩平面圖。

圖2 承載繩斷面圖

圖3 承載繩平面圖

2.2 繩索捆綁布置

設置在G16號塔下橫擔第一個橫隔主材處承載繩轉向滑輪，滑輪掛點下側是鐵塔橫隔節點，滑輪掛點上側采用白綜繩前后主材綁扎補強。G16塔身繩索綁扎補強如圖4所示。

圖4 G16塔身繩索綁扎補強

2.3 浪風繩布置

本方案特點是封網4角設置浪風繩，浪風繩上端與承載繩連接，地面設置地錨系統，地錨系統由卡線器、手板葫蘆、拉力表和地錨組成，浪風繩水平傾角不大于45°。當浪風繩施加張力后，承載繩向導線外側伸張，同時封網形成一個平面，封網段承載繩直線狀態，浪風繩掛點是角點，承載繩角點至鐵塔掛點呈仰角斜線狀態，見圖5。

圖5 浪風繩布置

2.4 封網結構

封網采用繩索橫扛式，由排列有序的數條橫向繩和2根縱向繩編織，所有繩端做成“O”形繩鼻環，鼻環繩表面涂環氧樹脂，鼻環內直徑80 mm，鼻環距縱向繩與橫向繩節點1.0 m，鼻環應方便依次套入承載繩或在承載繩上滑動。橫向繩材料采用迪尼瑪護套繩，縱向繩材料采用綿綸編織繩，橫向繩與縱向繩交點做成死節，由綿綸線撓扎，見圖6和圖7。

圖6 封網結構

圖7 繩鼻環與繩節

2.5 浪風繩裝拆

多旋翼飛行器升空帶上掛勾和浪風繩子，由空中飛行器將浪風繩與承載繩掛勾式連接。掛勾由圓鋼制作的導向環、吊環和抓勾焊接成一體。拆除浪風繩掛勾也由飛行器協助作業，見圖8。

圖8 浪風繩裝拆

2.6 塔上掛點設置

承載繩施加在鐵塔掛點較大拉力，采取專用的掛環夾板，將承載繩、卡線器短繩掛在掛環上。

掛環夾板由二塊角鋼和螺栓固定在主材上，在外面一塊角鋼焊上環形圓鋼和加強筋，見圖9。

圖9 塔上掛點設置

3 方案驗證

本方案保護網計算三維平衡力系模型圖10所示，承載繩和浪風繩預先設置較大張力，事故墜線壓網時承載繩與浪風繩結構節點保持不位移。為計算便捷，同時保證理論計算值偏于安全。作以下簡化：承載繩弧垂懸鏈張力與節點平衡力之和；節點平衡力忽略繩索伸長率；事故墜落壓力由4根浪風繩張力的垂直分力平衡。

圖10 三維平衡力系模型圖

按3種情況進行計算：墜線沖擊瞬間，事故墜線壓網瞬間受到沖擊荷載；墜線靜止情況，墜線經過舞動后靜止，此時壓在網上的荷載；墜線過沖擊設置，虛擬加上比較大的網角外力，然后按平衡力系算出承載繩和浪風繩的設置張力，架網后封網及繩索呈繃緊狀態，封網承受事故墜線沖擊繩索位置不動。

計算參數見表2，承載繩、浪風繩、網繩拉力計算見表3。

表2 計算參數

表3 承載繩、浪風繩、網繩拉力計算

事故墜線壓網時，局部繩索折算比載驟增和引起次弧垂，按狀態方程計算，由架網時設置繩索張力、繩索本身比載、和墜線沖擊瞬間或靜止狀態下繩索折算比載為已知參數，算得相應繩索張力和弧垂值。封網段承載繩和封網端繩在墜線沖擊瞬間和墜線靜止情況下弧垂和張力見表4。

表4 繩索張力和弧垂值計算值

4 施工工藝

4.1 安裝工藝

按設計方案確定浪風繩地錨位置，然后進行地錨系統施工、塔上掛線設置作業。由多旋翼飛行器展放初導引繩，然后更換成引繩。再牽引循環繩和承載繩。后續封網安裝工藝如下。

在16號塔上用卡線器將承載繩臨時錨住，承載繩解脫地錨系統，回出塔上懸掛滑輪，尾繩落到16號塔地面，然后依次把封網的鼻環依次套入承載繩，見圖11。

圖11 封網鼻環套入承載繩

上步完成后，在16號塔將承載繩尾端繩回穿塔上懸掛滑輪，地面收緊承載繩，封網提升懸掛在卡線器與懸掛滑輪間，然后承載繩連接地錨系統，操作收線器承載繩尾繩吃力，然后解除承載繩上卡線器，見圖12。

圖12 封網提升

封網已懸掛在承載繩上，后續在16號塔上循環繩與封網前側鼻環連接，同時封網后側鼻環續接循環繩，在封網后側承載繩角處掛設浪風繩，然后在15號塔處循環繩收線，封網向保護區域緩緩移動，地面跟蹤觀察封網位置，見圖13。

圖13 封網牽引

當封網到達設定位置后，循環繩帶張力分別在兩塔固定，封網后側的二根浪風繩連接地錨系統，使封網局部張開，前端二根浪風繩由多旋翼飛行器協助掛設，然后全部浪風繩與地錨系統連接，見圖14。

圖14 飛行器安裝浪風繩

浪風繩、承載繩施加張力，封網完全張開，操作收線器，封網高度和各繩索張力符合要求，然后承載繩和浪風繩在地錨處的尾繩做好防松綁扎，架網完成見圖15。

圖15 架設完成的保護網

4.2 拆除工藝

完成導地線展放后，在G15號塔各線后備錨線保護，G15號塔各相導線及地線橫擔處設套繩進行保護，然后拆除保護網工藝如下。

適當放松承載繩和浪風繩，先解脫一個浪風繩地錨卡線器，把繩圈套入浪風繩，繩圈套由Ф4迪尼瑪繩做成直徑300 mm環圓。然后由多旋翼飛行器懸掛垂勾拉住繩圈上升，繩圈上升沖擊力把浪風繩抓勾脫離承載繩，然后飛行器回至地面，第二根重復操作，見圖16。

圖16 拆除浪風繩

循環繩把封網拉向G16號塔，并把卡線器錨住封網外側承載繩，承載繩回出塔上的懸掛滑輪，把封網從承載繩上卸落，見圖17。

圖17 卸封網

在G16號塔處，把鐵塔側的承載繩盤成圈，懸掛在循環繩上，卡線器卸載后承載繩荷載在循環繩上，然后G15號塔處承載繩收線，盤圈承載繩滑向在G15號塔處卸落地面，見圖18。

圖18 卸承載繩

G15號塔上循環繩回出懸掛滑輪，由飛行器帶上循環繩向G16號飛越被跨電力線路，同時在G16號塔循環繩收線，飛行器在G16號塔處落地，循環繩卸落地面。

5 安全距離校核

保護網在空中的高度與位置，既要滿足DL5009.2《電力建設安規》第2 部分電力線路安全距離[4]，又要保證各相導線、牽引鋼繩、牽引板防捻錘與承載繩和封網及繩索不發生碰撞摩擦。本方案封網與牽引導線、跨越電力線間距見表5，斷面圖見圖19。

表5 封網間距數據

圖19 封網斷面

DL5301導側附錄D提出沖擊系數取2.89倍(雙回路)，其案例封網結構由硬質材料橫向撐桿，事故墜線接觸為剛體彈性力[5-7]。本方案采用全繩索封網裝置，事故墜網動態過程：沖擊壓網→舞動收斂→動能吸收→靜止平衡，繩索瞬間伸長量的同時吸收和儲存了荷載能量，緩解了沖出壓力，本案仍取沖擊系數2.89偏于安全。事故墜網側視圖見圖20。

圖20 事故墜網側視圖

事故墜網舞動中，承載繩次弧垂為0.67 m、封網的第一根網繩次弧垂為0.83，而中間根網繩次弧垂減少至0.25，再考慮浪風繩節點可能下降0.5 m。然后綜合封網舞動下降幅值取1.5 m偏安全，本方案舞動中封網最低點與110 kV地線距離保持1.0 m。事故墜網正視圖見圖21。

圖21 事故墜網正視圖

6 結語

全繩索絕緣吊床式架空電力線路保護裝置，除了繩索強度安全系數滿足要求外，必須檢測繩索耐壓不低于105 kV/0.5 m。本方案承載繩掛點設置在塔身或橫擔，避免使用臨時支撐橫擔，保護網裝設、拆除利用多旋翼飛行器協助空中作業的施工工藝，安全、可靠、經濟、適用等方面，同比其他方法安全可靠，經濟適用。

[1]110 kV～750 kV架空輸電線路設計規范，GB 50545—2010[S].

[2]跨越電力線路架線施工規程，DL/T5106—1999[S].

[3] 架空輸電線路無跨越架不停電跨越架線施工工藝導則，DL/T5301—2013[S].

[4]電力建設安全工作規程 第2部分 電力線路，DL 5009.2—2013[S].

[5]國家電網公司電力安全工作規程線路部分，Q/GDW 1799.2—2013[S].

[6]李慶林. 架空送電線路跨越放線施工工藝設計手冊[M]. 北京：中國電力出版社, 2011.

[7] 常敏, 胡延軍, 王建平.輸電線路工程無跨越架跨越架線技術[M]. 北京:中國電力出版社, 2009.

CatchNetfor220kVTransmissionLineProjectCrossing110kVPowerLine

QI Bailin

(State Grid Shaoxing Power Supply Company, Shaoxing 312000 , China)

There is no effective solution to protect the transmission line crossing a charged overhead power line. In 220 kV Yapu line project, an all-rope hammock-style insulation protection scheme was applied, whereby a multi-rotor aircraft was used to assist air operations, effectively solving the key technology in transmission line crossing. This method is safer and more reliable than other methods, and economically applicable and remarkably effective.

transmission line crossing；rope structure；protection system

10.11973/dlyny201705001

戚柏林(1957-)，男，高級工程師，從事輸配電線路工程技術研究與應用。

TM752

A

2095-1256(2017)05-0495-06

2017-08-13

(本文編輯：趙艷粉)

電力簡訊

國家發展改革委、國家能源局聯合下發《關于開展電力現貨市場建設試點工作的通知》

國家發展改革委、國家能源局于8月28日聯合下發了《關于開展電力現貨市場建設試點工作的通知》。試點地區應圍繞形成日內分時電價機制，在明確現貨市場優化目標的基礎上，建立安全約束下的現貨市場出清機制和阻塞管理機制。組織市場主體開展日前、日內、實時電能量交易，實現調度運行和市場交易有機銜接，促進電力系統安全運行、市場有效運行，形成體現時間和位置特性的電能量商品價格，為市場主體提供反映市場供需和生產成本的價格信號。于2018年底前啟動電力現貨市場試運行，積極推動與電力現貨市場相適應的電力中長期交易。

(本刊訊)