裝配式快速定長架線技術在輸電線路施工中的應用

毛偉敏,金偉強,周雪濤

(河北省送變電有限公司,河北 石家莊 050051)

利用張力機、牽引機等施工設備展放導、地線,使其在展放過程中離開地面和障礙物呈架空狀態的放線方法稱為張力架線。張力架線包括懸掛滑車,展放引繩,展放導、地線,牽引場錨固,張力場回卷預緊,張力場錨固,張力場斷線,弧垂觀測及緊線,高空斷線、壓接,附件安裝等工序[1-3]。

張力架線技術用時較長,工藝復雜,高空作業多,安全風險高[46]。在跨越高速公路、電氣化鐵路、重要電力線路時,產權單位對跨越時間要求越來越短,跨越安全性要求越來越高,傳統的張力架線技術已難以滿足要求。

1 裝配式快速定長架線技術原理

裝配式快速定長架線是指采用軟件程序精確計算放線線長、采用三維激光測量裝備精確計量架線檔導、地線長度,用張力放線的方法展放定長導、地線,兩端采用新型耐張線夾壓接,并掛線的施工方法。這種架線工藝的具體工序如圖1所示。

圖1 裝配式架線施工流程

受限于計算、測量、計量精度的影響,常規的裝配式架線工藝存在線長、弧垂的積累誤差過大的問題;另外,現有的耐張掛線金具-耐張線夾-結構無法通過放線滑車,所以在連續放線檔無法應用該工藝。

因此提高裝配式定長架線技術實用性的關鍵,在于精確計算導地線線長,采用現代化的精確測量、計量設備測量放線線長,以及研制新型的耐張線夾結構以適應連續放線檔的使用要求。

a.采用三維激光成像測量裝備測量導地線掛點間距離;

b.將測量數據輸入軟件程序精確計算區段內導地線長度;

c.在展放導地線時,利用研制的專用計量裝置精確測量導地線長度;

d.放線后直接壓接,制作定長導線;

e.采用液壓緊線機耐張塔掛線,直接安裝在耐張串上;

f.利用三維激光掃描儀掃描輸電線路,測量線路弧垂、線長;

g.利用調節金具調整線長,使弧垂誤差不超出驗收規范要求。

2 裝配式快速架線技術施工方法

2.1 3D掃描測量掛點坐標

由于設計院提供的各架線檔的檔距、高差等參數值誤差較大,不滿足精確計算線長要求,因此采用三維激光掃描對架線檔各掛點進行精確掃描,利用掃描得到的點云數據建立三維影像模型,獲取掛點坐標。

將測量得到的掛點坐標(XA,YA,ZA),(XB,YB,ZB)代入公式,計算本檔參數如下:

2.2 精確計算弧垂、線長

目前,常用于計算導線線長的模型分懸鏈線和拋物線2種,2種模型下的線長計算結果差距為微米數量級,可以忽略。因拋物線模型計算簡便,精度也能滿足工程施工需要,且根據弧垂可直接計算對應線長,本文采用拋物線模型計算導、地線長度等參數。

然而計算線長L計不能作為裝配式快速架線時的計量線長,還需考慮導線絞制不密實產生的伸長L絞、導線彈性伸長L彈、以及耐張金具串長度公差L串、耐張線夾壓接后伸長L壓等誤差因素。

在實際應用中,要實現裝配式快速架線,使弧垂達到-2.5%＜μ＜2.5%的驗收標準,僅靠控制線長誤差是無法達到的,必須采取引入線長修正系數、增加可調金具等的補償措施。

2.3 導地線精確計長標記

由于傳統放線設備張力機上的里程表計量誤差大,無法滿足精確計量導地線長度的需要,以往的裝配式架線通常將導線從軸架拆除,采取接觸式計米器或鋼卷尺提前測量,工作效率低,施工時間長。

LaserSpeed多普勒激光測速儀,計量導線長度的精度優于0.05%,是測量導地線長度精度最高的儀器。為了解決該型號測速儀對被測物的垂直度和相對距離要求較高的問題,設計并加工了一套可安放在架線張力機與導線軸架之間的通用導線限位支架,在架線施工過程中實現實時測量,無需導線廠家生產定長導線,提升了工作效率、降低了工程成本。

2.4 架線施工驗收

導、地線線長是否達標反映在弧垂上,線長的允許誤差率應使得弧垂滿足現行GB 50233-2014《110 k V～750 k V架空輸電線路施工及驗收規范》中±2.5%的最大誤差要求。線長的誤差率與弧垂誤差率、各檔弧垂、線長、高差等有關,當弧垂誤差率介于±2.5%之間時,線長的誤差率必須達到小數點后5位(萬分之零點幾的精度)。目前現有設備達不到如此高精度的線長誤差要求,因此需要在驗收時精確測量導線弧垂,依靠現有可調長的調節金具如延長桿、PT調整板、PTQ調整板及DB調整板等,調整導線線長。

在掛線完成后,采用3D激光掃描儀對架線檔導線進行掃描,得出檔距、斜檔距、弧垂及線長等數據,測量精度優于萬分之二,大大提升了施工驗收的精度及效率。

3 工程應用情況

為了驗證新工藝的可行性,選擇韓莊(方臺)-橋西220 k V雙回線路工程N10-N12耐-直-耐區段及N25-N28耐-直-直-耐區段分別進行裝配式定長架線施工。

在試驗線路耐張區段采用新工藝后,省去了張牽設備預緊線、絞磨緊線、鏈條葫蘆微調馳度及高空壓接等工序,僅需壓接、掛線。且壓接可在地面與其他工序同時進行,不單獨占用施工時長;整體跨越時間根據回路數,導線分裂數的不同,可縮短20%～40%,滿足被跨越物管理單位縮短跨越時長的要求,架線施工成本見表1。

表1 220 kV雙分裂線路架線施工成本對比

該工藝減小了高空作業、測工等技術工種的投入,實現了降本增效。通過對試驗線段的人工費、機械設備使用費等主要成本進行測算,總體施工成本降低30%以上。

4 結論

裝配式快速架線施工工藝是對傳統施工工藝的一次革新,其簡化了架線施工工序,結合現代化的測量、計量設備及新型金具,縮短了施工時長,減少大量高空危險作業,減少了測工及配合普通工種的投入,降低了人員的投入數量和勞動強度,提高了施工效率,切實提升了跨越施工的安全性及被跨越物運行的安全性,是值得推廣應用的重要跨越施工的新工藝。