昌古線放線張力的模擬與選擇

關紹峰 張超

【摘 要】為了實現輸電線路導線架設的一次成優和安全可靠，確保導線在放線過程中不受磨損，確保導線對障礙物的安全距離，施工單位普遍采用張力放線的施工方法，受導線和機械設備自身參數的影響，選擇合適的放線張力顯得尤為重要。本文以昌吉-古泉±1100kV特高壓直流輸電線路工程為例，對導線特性參數進行分析，在滿足牽、張設備的持續輸出功率的前提下，通過對放線張力的CAD及Excel模擬，選擇最優的放線方案，保證了導線架設的施工質量，降低了放線不安全因素，取得良好效果。

【關鍵詞】導線架設；放線張力；CAD及Excel模擬

昌吉-古泉±1100kV特高壓直流輸電線路工程采用八分裂1250mm2截面導線布置，導線型號為8×JL/G3A-1250/70鋼芯鋁絞線。皖3標段沿線經濟較發達，鐵路、高速公路、高壓線路等交叉跨越眾多，其中跨越高鐵2次，電氣化鐵路3次，高速公路3次，國道1次，二級及以下公路35次，跨越1000kV蕪淮線2次，±500kV宜華線2次，500kV電力線7次（含規劃500kV線路1次），220kV電力線7次，110kV電力線7次，35kV電力線14次，10kV及電力線120次，低壓通訊線390次。另長江大跨越跨越長江1次，一般線路跨越永安河1次，西河1次，黃滸河4次，漳河1次，青弋江1次，其它不通航河流19次。在一個放線區段內重要跨越如此之多，并且全國首次應用1250mm2截面導線，對施工單位張力架線方案及施工能力都是嚴格的考驗。

一、導線最大允許使用張力、機械設備的持續輸出功率、放線滑車允許使用應力的參數選取

放線張力的選取主要有導線自身的最大允許使用張力、機械設備的持續輸出功率、放線滑車的允許使用應力、滿足導線對跨越物的最小使用張力。施工中，放線張力越大對施工機械的穩定運行要求就越高，因此通常情況下，應盡量降低放線張力，保證張力架線過程平穩進行。

1）對JL/G3A-1000/45鋼芯鋁絞線的特性參數進行分析，得知導線的最大允許使用張力為額定拉斷力與安全系數之比，即88.4kN。

2）本工程擬定施工方案為2×1牽3方式張力架線，主牽對單根導線的持續牽引力為持續工作牽引力和牽引導線根數之比，即83kN。張力機對每根導線的單輪張力為70kN。

3）放線滑車的允許使用應力

表1 放線滑車參數

由上表可知，每個輪槽的允許使用應力為額定負荷與滑輪數之比，即40kN。

二、導線對跨越物的最小使用張力的確定

首先是跨越方案的選取，不同的跨越方案則障礙物的高度也不一樣。施工項目部針對以上重要跨越分別采取了以下施工方案：750kV電力線、2條110kV電力線采用停電翻線方案；高速、鐵路、另2條110kV電力線、35kV電力線、10kV電力線采用搭設鋼管架的跨越方案。

現場測量障礙物最高點（最危險點），搭設跨越架的測出跨越架頂部對地面相對高度，不搭設跨越架的電力線需測量出最高端地線對地距離。依據設計提供平斷面定位圖，結合現場實際情況，將現場障礙物的高度、位置、高程進行模擬。

1.CAD繪圖軟件模擬

先是制作模塊，不同檔距、不同放線張力時的導線曲線。模塊制作的原則：以檔距中心弧垂點為原點，以檔距為X軸，以導線高度為Y軸，利用二元一次方程公式Y=K·X2，預先在Excel表中計算出各點坐標。

在CAD中畫多線段，將坐標值復制、粘貼，得到一條導線曲線。依次計算畫出各不同放線張力下的導線曲線。

圖1 CAD模擬導線曲線圖

將同一張力狀態的導線曲線，依次放入耐張段各檔距內，當對障礙物距離不滿足要求時，改換張力較大的導線曲線。依據文頭要求找到最合適的放線張力。

2.Excel表格模擬

依據設計圖紙依次錄入：塔號、呼高、基面高程、排位高差、瓷瓶串長、檔距、高差、高差角余弦、掛點高程。按現場實際測量數據錄入障礙物距離小號側塔X1、障礙物高程。

假設張力場出口張力值，計算出導線對障礙物高度，通過比較導線對障礙物高度，最終確定張力機出口張力。表格中引用公式如下：

懸點張力：TB=TA+wh/cosθ

水平張力：H=[TA+TB–wf（1-h/4f）2/cosθ-wf（1+h/4f）2/cosθ]/2

曲線系數：K=w/（2hcosθ）

導線高程：h導=h掛-[K（l·X1-X12）-h·X1/l]

式中：TA、TB——兩相鄰懸掛點張力，N；

w——導線單位長度自重力，N/m；

h——兩掛點高差，m；

f——檔距中點架空線最大弧垂，m；

X1——障礙物距離小號塔水平距離，m；

cosθ——兩掛點高差角余弦值；

經計算，最終確認導線放線張力為4000kg時，能滿足跨越障礙物要求，為最優方案。

三、結論

此施工方法經現場實施檢驗，安全可行，可為以后施工中出現類似情況提供參考。在線路重要交叉跨越較多時，可進行多方法校核應用，其經濟性和安全性優勢十分明顯。

【參考文獻】

[1]《±800KV架空輸電線路張力架線施工工藝導則》（DL＼T5286-2013）

[2]《高壓架空輸電線路施工技術手冊》（第三版）