裝配式架線工藝在特高壓導(dǎo)地線架設(shè)中的應(yīng)用

張永清，何勇軍，王 鐸，公培磊，王 超

（1.安徽送變電工程有限公司，安徽 合肥 230000；2.國網(wǎng)山東省電力公司建設(shè)公司，山東 濟南 250001；3.國網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000；4.國網(wǎng)山東省電力公司臨沂供電公司，山東 臨沂 276003）

0 引言

1 000 kV榆橫—濰坊特高壓交流輸變電工程線路工程全線雙回路架設(shè)，其中11S141—濟南變電站構(gòu)架，該檔相鄰帶電1 000 kV錫盟—山東特高壓工程構(gòu)架，進行構(gòu)架檔導(dǎo)線架設(shè)需相鄰構(gòu)架配合停電。該工程構(gòu)架檔架線特點為：高空作業(yè)，該工程構(gòu)架檔子導(dǎo)線為48根，地線3根，構(gòu)架檔導(dǎo)線為JLK/G1A-725（900）/40，比載達 2.309 7 kg/m，施工地形復(fù)雜，高空作業(yè)量大，施工周期長，安全風(fēng)險大；停電時間，在1 000 kV錫山線構(gòu)架停電檢修期間，完成本工程的48根導(dǎo)線和3根地線的架設(shè)及1根光纜的進站引下工作，工期緊，施工任務(wù)繁重；地形限制，構(gòu)架檔檔距小，高差大，構(gòu)架無法精確綁扎弧垂板，不利于高空緊線和弧垂觀測；特高壓工程，對于架線施工整體工藝質(zhì)量要求高。基于上述原因，結(jié)合施工需要及現(xiàn)有設(shè)備和工器具，提出采用裝配式架線施工工藝，確保安全、可靠、易行的構(gòu)架檔架線施工，保證安全、高效地完成架線施工任務(wù)。

1 裝配式架線施工分解及方案確定

首先將裝配式架線研究與應(yīng)用分解為實測掛點參數(shù)、金具串長度計算、掛點懸線長度計算、分裂子導(dǎo)線長度計算4個部分（圖1），并對應(yīng)的進行方案選擇。

圖1 裝配式架線分解

1.1 方案優(yōu)化

掛點參數(shù)實測工具待選方案如圖2所示，待選方案對比如表1所示。

圖2 實測工具待選方案

表1 待選方案對比表

金具串長度計算方法選擇。工程為雙回路八分裂導(dǎo)線，構(gòu)架檔鐵塔側(cè)導(dǎo)線掛點為雙掛點，存在內(nèi)肢和外肢，需要先確定內(nèi)外肢長度，方能確定金具串長度。內(nèi)外肢的長度由導(dǎo)線轉(zhuǎn)角度數(shù)確定，構(gòu)架檔雙回路六相導(dǎo)線為不規(guī)則排列，導(dǎo)線轉(zhuǎn)角度數(shù)確定方法選擇如圖3所示，待選方案對比如表2所示。

圖3 導(dǎo)線轉(zhuǎn)角度數(shù)確定方法選擇

表2 待選方案對比

掛點懸線長度計算。耐張絕緣子串和架空導(dǎo)線組成的柔體統(tǒng)稱為架空懸線。耐張絕緣子串的單位長度和自重力較導(dǎo)線的單位長度自重力要大很多，故對于聯(lián)有耐張絕緣子串的架空導(dǎo)線，實際具有兩種不同均布荷載的線索，對于孤立檔，這種差異較為顯著［1］。在計算掛點懸線長度時，需考慮耐張絕緣子串的影響，即計算出兩端均聯(lián)有耐張絕緣子串的線長增大系數(shù)。

分裂子導(dǎo)線長度計算。工程為八分裂導(dǎo)線，通過4塊二聯(lián)板將八根子導(dǎo)線保持間隔，上一步懸線長度計算的為八分裂導(dǎo)線線束中心的長度，由圖4可看出，上下層導(dǎo)線與線束中心相比，上層導(dǎo)線減少了ΔL長度，下層導(dǎo)線增加了ΔL長度，在計算八分裂子導(dǎo)線長度時需要考慮二聯(lián)板對線長的影響。

圖4 二聯(lián)板傾斜對線長影響示意

經(jīng)過逐步的分析與評估，最終確定最佳方案如圖5所示。

圖5 裝配式架線最佳方案

2 裝配式架線實際參數(shù)測量和計算

2.1 實測掛點參數(shù)

實測導(dǎo)線掛線點參數(shù)包括相鄰兩塔對應(yīng)掛點間水平距離和高差。在施工中采用全站儀測距法，即將兩塊棱鏡分別放到相鄰兩塔對應(yīng)掛線點處，用全站儀觀測出兩掛線點間水平距離l和高差h。該方法測量精確、誤差率低。

在11S141號鐵塔—構(gòu)架側(cè)面選擇合適的A點，使全站儀在A點時均能觀測到11S141號鐵塔和構(gòu)架的導(dǎo)地線掛點，架鏡點示意如圖6所示，圖6中H1為11S141號鐵塔的垂直投影點，H2為構(gòu)架掛點垂直投影點。

圖6 架鏡點示意

在A點需測出經(jīng)緯儀對11S141號鐵塔、構(gòu)架掛點的垂直角度 θ1、θ2，水平角度 α，水平距離 L1、L2。

測量時需注意掛線孔位置不能混淆，如11S141號鐵塔為雙掛點，棱鏡擺放位置為兩掛點中間位置螺孔，構(gòu)架為單掛點，棱鏡擺放位置為掛點螺孔，測量時需有專人在11S141號鐵塔、構(gòu)架上將棱鏡放在指定位置。

結(jié)合實測數(shù)據(jù)利用三角函數(shù)計算出兩掛點間平距和高差。

2.2 金具串長度計算

雙掛點耐張絕緣子串存在內(nèi)外肢，確定絕緣子串長度需先確定內(nèi)外肢調(diào)整長度ΔL2，如圖7所示。

圖7 雙掛點耐張絕緣子內(nèi)外肢示意

內(nèi)外肢調(diào)整長度由導(dǎo)線的轉(zhuǎn)角度數(shù)計算出。通過變電站提供的構(gòu)架尺寸圖結(jié)合11S141號鐵塔鐵塔參數(shù)圖，模擬出雙回路六相導(dǎo)線的轉(zhuǎn)角度數(shù)，平面圖如圖8所示。

圖8 六相導(dǎo)線轉(zhuǎn)角CAD模擬

根據(jù)轉(zhuǎn)角度數(shù)計算出內(nèi)外肢長度如表3所示。根據(jù)內(nèi)外肢調(diào)整值確定PTQ和DB調(diào)整板的長度，再累積其他金具長度即可計算出各相8根導(dǎo)線對應(yīng)的金具串長度如表4所示。

表3 絕緣子串長度調(diào)整表

表4 金具串長度 m

2.3 掛點懸線長度計算

根據(jù) 《高壓架空輸電線路施工技術(shù)手冊》第三章——聯(lián)有耐張絕緣子串的架空懸線施工計算，懸掛點A、B均聯(lián)有耐張絕緣子串時的線長增大系數(shù)K2［2］：

式中：ω為架空導(dǎo)線單位長度的自重力，N/m；ω0為耐張絕緣子串單位長度的自重力，N/m，對于多分裂導(dǎo)線需分擔(dān)到每根導(dǎo)線的單位長度自重力；λ為耐張絕緣子串的長度，m；l為線檔的檔距，m。

同樣架空懸線長度［2］：

式中：H為架空懸線的水平張力，N；φ為兩懸掛點高差角。

2.4 分裂子導(dǎo)線長度計算

分裂子導(dǎo)線的長度相對架空懸線長度的差值ΔL：

式中：D為二聯(lián)板孔距，mm；θ為懸掛金具后導(dǎo)線的傾斜角。

計算出子導(dǎo)線長度減去兩端對應(yīng)耐張絕緣子串長度后即為所需割線長度。

3 應(yīng)用效果

根據(jù)計算結(jié)果，一個25名技工、20名普工的班組歷時4天時間完成了裝配式架線施工，而依照以往經(jīng)驗，傳統(tǒng)架線施工工藝最少需要8天時間，工作效率至少提高了1倍，取得了良好的經(jīng)濟效益、安全效益和社會效益，裝配式架線與傳統(tǒng)架線方式效率對比如表5所示。

表5 裝配式架線與傳統(tǒng)架線方式效率對比 d

由于對架空懸線及分裂子導(dǎo)線的計算精確，架空懸線的竣工弧垂及子導(dǎo)線分裂間距均接近設(shè)計值，滿足驗收要求［3］，驗收結(jié)果如表6所示。

表6 竣工弧垂驗收表 mm

4 結(jié)語

裝配式架線由于在地面截線、施工壓接，減少了大量的高空作業(yè)，能夠保證壓接質(zhì)量，提高勞動效率，節(jié)約勞動成本［4］，適用于工期較緊的停電施工，適用于高空作業(yè)困難的大截面積導(dǎo)線施工以及高耐張比且檔距較小的線路。近幾年來，特高壓電網(wǎng)主網(wǎng)架基本形成，為進一步完善優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，滿足負荷需求，新變電站大量建設(shè)，在站內(nèi)出線工程施工中，裝配式架線施工工藝的特點能夠得到較好發(fā)揮，是工程順利完工的有力保障。裝配式架線施工工藝由于其自身優(yōu)點將會得到廣泛應(yīng)用。裝配式架線施工工藝在構(gòu)架檔八分裂導(dǎo)線中應(yīng)用的成功，為以后類似施工環(huán)境復(fù)雜、工期短、風(fēng)險高的架線施工積累了經(jīng)驗。