1000kV特高压线路 八分裂导线张力放线施工技术 田子恒 陕西送变电.docx

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1000kV特高压线路八分裂导线张力放线施工技术田子恒陕西送变电

1000kV特高压线路八分裂导线张力放线施工技术田子恒（陕西送变电...

1000kV特高压线路

八分裂导线张力放线施工技术

田子恒

（陕西送变电工程公司，710014）

摘要：

特高压线路8分裂导线张力放线有多种方案，常用的有“2×（一牵4）”方案，“一牵8”方案，“八牵8”等方案，每种方案的施工技术、施工机具、施工工艺都各有特点，所适用的条件也不同，应根据线路设计文件和自身的技术装备状况，对方案经过经济技术比较，选择合理的张力放线方案。

关键词：

特高压线路；8分裂导线；张力放线；施工技术；机具选择；经济技术分析

1前言

1000kV晋东南～南阳～荆门特高压交流输变电试验示范工程，是我国第一条特高压输变电工程，线路起于山西省长治市境内晋东南变电站，经河南省南阳市境内的南阳开关站，到湖北省荆门市境内的荆门变电站，工程由三个站和645公里输电线路组成。

特高压交流试验示范工程的输电线路，铁塔采用角钢塔，主材用Q420高强度角钢。

导线采用8分裂LGJ-500/35型钢芯铝绞线，子导线呈正八角形排列。

架设两根地线，一根为JLB20A-170型铝包钢绞线，另一根为OPGW-175型光缆。

直线塔和直线转角塔的中相绝缘子串采用“V”型串，边相采用“I”型串，见示意图1。

耐张采用双联绝缘子串。

图1直线塔绝缘子串示意图

参加特高压交流试验示范工程输电线路施工的有19个施工单位，陕西送变电工程公司承担9标段施工任务。

2特高压线路八分裂导线的张力放线

2.1塔型简介

的铁塔主要有三种塔型：

酒杯型直线塔、猫头型直线塔和干字型耐张塔，三种塔型示意图见图2。

猫头型直线塔

酒杯型直线塔

干字型耐张塔

图2特高压线路主要塔型示意图

2.2导线、地线参数

1000kV晋东南～南阳～荆门特高压线路，导线采用8分裂LGJ-500/35型钢芯铝绞线，架设两根地线，一根为JLB20A-170型铝包钢绞线，另一根为OPGW-175型光缆。

导线和地线的参数见表1。

表1导线、地线参数表

线别

型号

截面

mm2

直径

mm

计算重量

Kg/km

计算拉断力

kN

安全系数

导线

LGJ-500/35

531.37

30.0

1642

119.5

2.5

地线

JLB20A-170

172.5

17.0

1152

203.38

-

光缆

OPGW-150

176.5

17.5

1183

201.5

-

2.3八分裂导线张力放线方案

2.3.1八分裂导线常用的张力放线方案简介

八分裂导线的张力放线有多种方式，根据国家电网公司颁发的《1000kV架空送电线路施工及验收规范》（Q/GDW153—2006）和《1000kV级架空输电线路张力架线施工工艺导则》（Q/GDW154—2006）两个规程的有关规定，要求“同相八根子导线宜采用一次（同次）展放”[1]。

“一般不宜采用不同步分次展放同相八根子导线的展放方式”[2]。

考虑我们现有的施工机具现状和施工成本，在经济技术上比较合理、比较可行的张力放线有三种方案可供选择：

“2×（一牵4）”同步张力放线方案、“一牵8”张力放线方案和“八牵8”同步张力放线方案。

参加特高压线路施工的19个施工单位，在架线施工中，大部分施工单位采用“2×（一牵4）”同步张力放线方案，两个施工单位采用“八牵8”同步张力放线方案，只有少数施工单位采用“一牵8”张力放线方案，陕西送变电工程公司采用“一牵8”张力放线方案。

（1）“2×（一牵4）”同步张力放线方案（括号外的数字“2”，代表2套张力放线设备；括号内的数字“一”代表的牵引机台数，数字“4”，代表牵引机牵放4根导线）：

也就是要用二套（一牵4）张力放线设备，在每基铁塔的每相导线挂线点悬挂二个五轮放线滑车，每套设备的牵引机通过“一牵4”牵引板，牵引4根子导线，通过对应的五轮放线滑车组展放4根子导线，二套张力放线设备在相同的工况下，同时、同速、同张力展放导线，同步将8根子导线从张力场拉到牵引场。

（2）“一牵8”张力放线方案：

每基铁塔的每相悬挂点下挂一个九轮放线滑车，用一台大型牵引机和二台4线张力机配合作业，牵引机通过“一牵8”牵引板，同时牵引同相的8根子导线，通过每基铁塔上的9轮放线滑车，将8根子导线一次从张力场拉到牵引场。

根据我们现在技术装备状况，采用“一牵8”张力放线，受一定条件限制。

要求线路设计的导线截面一般不能大于630㎜2，线路的沿线的地形要比较好，不能有太恶劣的高山大岭地形。

我国第一条1000kV晋东南～南阳～荆门特高压交流线路，导线采用8×LGJ-500/35型钢芯铝绞线，线路的南段沿线地形条件比较好，这些地区有使用“一牵8”张力放线的条件。

这种放线方案要使用的主要放线设备有：

第一，展放导线需用一台牵引力大于250kN的大型牵引机和2台放线张力不小于35kN的4线张力机；第二，展放牵引绳需要牵引力不小于80kN的小牵引机和50kN张力机各一台；第三，配套工具：

能承载150kN压力的九轮放线滑车、φ30的牵引绳、280kN的“一牵8”牵引板、280kN牵引绳防扭连接器和抗弯连接器。

（3）“八牵8”同步张力放线方案：

用二台4线牵张一体机（或四台2线牵张一体机）作牵引机与二台4线张力机配合，每基铁塔的每相悬挂一个8（或9）轮放线滑车，用8根牵引绳通过“一牵1”牵引板，同步牵引8根子导线，经铁塔上每相悬挂的8（或9）轮放线滑车，同步将同相8根子导线一次从张力场拉到牵引场。

“八牵8”同步张力放线与“一牵8”张力放线方案相比也有以下缺点：

第一，放牵引绳的工作量大，每相导线要放8根牵引绳，需用的牵引绳数量很大，通常放线区段长6～8公里，至少需用70～80公里长度的牵引绳；第二，放线过程中，如果导线和牵引绳从同一个放线滑轮中通过，牵引绳上的带的油污和泥沙会粘附在放线滑轮槽内，造成导线被污染和磨损，还应采取相应的技术措施；第三，牵张一体机一般施工单位都没有，需要从国外新购置，价格比较高。

2.3.2八分列导线张力放线初步方案的选择

三种张力放线方案在经济技术上各有特点，选择哪种放线方案最合理，应根据线路的导线型号、线路沿线的地形地貌及自身的技术装备条件，拟定施工方案，并根据方案进行施工计算，按计算结果选择施工机具，然后根据自身的施工机具状况、施工工艺的适应性、施工施工成本的承受能力进行综合比较，选择出在经济技术上最合理的张力放线方案。

陕西送变电公司承建的1000kV晋东南～南阳～荆门特输电线路九标段，导线型号是LGJ-500/35、施工段地形比较好，公司有最大牵引力300kN、持续牵引力250kN的大型牵引机，也有单线张力35kN的4线张力机，具备“一牵8”张力放线的基本条件，选择“一牵8”张力放线方案比较合理。

“一牵8”方案与其他两种方案相比较，放线的工效高、施工机具的投入少、施工成本比较低，而且有利于施工质量的提高和环境保护。

3张力放线施工机具受力计算

八分裂导线张力放线施工机具选型前，应进行机具受力计算。

以上三种张力放线方案的主张力机的单线额定张力都一样；而主牵引机的额定牵引力计算，以“一牵8”张力放线方案为例进行计算，“2×（一牵4）”方案的主牵引机的额定牵引力是“一牵8”额定牵引力的一半；其配套的小牵引机、小张力机、牵引绳、导引绳、导线放线滑车、牵引板、防扭连接器和抗弯连接器的额定受力也一样，都是“一牵8”的一半。

3.1主牵引机、主张力机的选型计算

3.1.1按额定张力选择主张力机型号

按《1000kV级架空输电线路张力架线施工工艺导则》（Q/GDW154—2006）的规定用公式[2]

（1），选择主张力机型号。

T=KTTp

（1）

—主张力机单导线额定制动张力，kN；

Tp—被牵放导线的保证计算拉断力，kN。

KT—主张力机单根导线制动张力系数KT=0.12～0.1８，

根据第九标段的地形地貌条件，选用KT=0.13时，

T=KTTp=0.13×119.5=15.5kN

（2）

主张力机的导线轮槽底直径D应满足下式[2]。

（3）

——张力机的导线轮槽底直径，㎜；

——被展放的导线直径，㎜。

主张力机卷筒槽底直径D计算：

=40×30-100=1100mm

现在常用的4线张力机，额定单线张力为35kN、导线卷筒槽底直径为1500mm，可满足要求。

3.1.2、按额定牵引力选择主牵引机

计算主牵引机额定牵引力是选择主牵引机的依据，如果现有的牵引机额定牵引力大于“一牵8”方案的最大牵引力，采用“一牵8”方案才有可能；反之则只能采用其他张力放线方案。

为了慎重起见，可用三种方法计算主牵引机的额定牵引力：

按导则规定公式初算主牵引机额定牵引力；

按放线张力和地形条件计算；

按放线区段逐段进行计算。

（1）、按导则规定计算额定牵引力[2]

P≥mKpTp（4）

——主牵引机的额定牵引力，N；

——同时牵放子导线的根数；

——选择主牵引机额定牵引力的系数，

=0.20～0.30，根据具体的地形地貌条件选用相应的系数。

第九标段Kp可取0.22。

则，P=mKpTp=8×0.22×119.5=210.3kN（5）

主牵引机的额定牵引力应大于210.3kN。

（2）用放线张力推算牵引力的计算方法

按公式

（1），当KT=0.15时的放线张力为15.5kN，当导线在平地通过20个放线滑车后（放线滑车的摩阻系数ε=1.015），8根子导线所需要的牵引力为P1。

（6）

再考虑牵引机向上坡牵引时增加的牵引力，根据第九标段的地形，相对高差不超过200米，按200米高差计算牵引力的增加值P2。

（7）

—导线每米的重力，kN/m；

牵引机最大牵引力为P：

（9）

这样计算出牵引机最大牵引力为202.9kN。

（3）根据线路设计图纸，九标段线路全长35.90km，铁塔77基，架线施工分为7个架线区段。

按“一牵8”张力放线方案，计算的牵引力在173kN～202kN之间，最大牵引力为202kN。

三种计算方法的计算结果，最大牵引力分别为210.3kN、202.9kN和202.0kN，相差无几。

采用“一牵8”方案，牵引机的额定牵引力应大于210.3kN。

可选用现有的SAQ—250型牵引机，它的额定牵引力为250kN，最大牵引力为300kN，能满足施工求。

如果采用“2×（一牵4）”方案，牵引机的额定牵引力应大于120kN。

3.2牵引绳的选型计算

采用“一牵8”方案，牵引绳的综合破断力应满足

即

（10）

选用□30无扭钢丝绳，其综合破断力为640kN

如果采用“2×（一牵4）”方案，选用□24无扭钢丝绳，其综合破断力为360kN，可满足要求。

3.4放线滑车的选择

放线滑轮垂直荷载计算如下：

（11）

式中：

—过放线滑轮的导线根数；

—导线长度，m；

—导线每米重力，㎏/m

采用槽底直径710mm，额定载荷为150kN的9轮挂胶放线滑车，可满足施工要求。

对“2×（一牵4）”方案，应采用槽底直径相同，额定载荷为80kN的5轮挂胶放线滑车。

3..5牵引板：

采用“一牵8”铰接式新型牵引板，见图3照片。

牵引板的前头连接牵引绳，后边连接8根导线，下边连接平衡重锤，防止牵引板在牵引过程中翻转，其结构和尺寸应与9轮放线滑车相匹配，额定负荷280kN，牵引板通过9轮放线滑车场景见图4照片。

图3“一牵8”牵引板照片

图4牵引板通过放线滑车照片

4张力放线

4.1放线滑车的悬挂

4.1.1直线塔单滑车悬挂

采用“一牵8”方案，九轮放线滑车挂在悬垂绝缘子串下边的金具上，见示意图5。

（a）放线滑车悬挂图（b）滑车放大图（c）架线后视图

图5“一牵8”方案直线塔悬挂放线滑车示意图

“2×（一牵4）”方案直线塔的放线滑车悬挂见示意图6。

图6“2×（一牵4）”方案直线塔放线滑车悬挂示意图

4.1.2耐张塔双放线滑车悬挂

“一牵8”方案耐张塔双放线滑车悬挂示意图如下图7。

图7“一牵8”方案耐张塔双放线滑车悬挂示意图

“2×（一牵4）”方案耐张塔的放线滑车悬挂见示意图8。

图8“2×（一牵4）”方案耐张塔双放线滑车悬挂示意图

4.2、导引绳、牵引绳展放

根据线路沿线地面环境情况，工程特点，选用对环境影响最小的施工方法，一般采用动力伞空中展放或用人工地面展放引绳，用引绳牵放导引绳，再用导引绳牵放牵引绳。

4.3张力放线

在张力场将牵引绳端头连接到牵引板的前端，牵引板的后端与8盘导线的前端线头连接，张力场的张力机和牵引场的牵引机都做好开机准备，当牵引机开始牵引后，牵引绳通过牵引板牵着8根导线，经过每基铁塔悬挂的放线滑车，把8根导线从张力机牵到牵引场。

在放线过程中，张力机对导线产生的张力使导线处于悬空状态，并且使导线对地面和跨越物保持一定的安全距离，见图9照片。

导线放完一个架线区段后，在张力机和牵引场将导线锚固在地锚上，然后进行紧线作业和附件安置。

图9张力放线示意图

5、特殊技术措施

5.1降低“一牵8”牵引力的技术措施

可采取相应的技术措施降低牵引力，扩大“一牵8”张力放线的应用范围。

在地形比较好的条件下，“一牵8”展放导线时牵引力一般在15～22kN左右，对SAQ—250型牵引机来讲，牵引力可以满足要求。

如果在高山大岭地区放线，区段中会出现牵引力接近额定牵引力情况，对这样的放线区段，应采取特殊技术措施降低牵引力措施。

选择放线区段不宜过长，放线区段两端高差太大时，譬如高差大于300米，牵引机应布置在低端，不宜布置在高端。

在个别放线区段中，如果最大牵引力接近额定牵引力时，应先找出放线张力的控制档，在该档两端铁塔上采取高挂放线滑车来降低放线张力，或者在控制档的控制点安装顶撑挂胶滚筒来降低放线张力，从而降低牵引力。

采用降低牵引力措施，可以扩大“一牵8”张力放线的应用范围。

5.2“2×（一牵4）”方案，两套张力放线机械同步运行措施。

保持两套张力放线机械同步有3种方法：

①通过操作保持两套张力放线机械同步，以其中一套张力放线机械为标准，操作另一套张力放线机械与标准机保持同时、同速、同弧垂。

②集控台控制同步，对原张力机进行改造可以实现。

③用单板机控制同步，新机型有此功能。

6三种张力放线方案综合比较

6.1施工工艺比较

（1）挂放线滑车：

“一牵8”和“八牵8”方案，每基铁塔每相线，只挂一个九（或八）轮放线滑车；“2×（一牵4）”方案要挂2个五轮放线滑车，两滑车间距不小于1.5米，一个放线滑车挂在悬垂绝缘子串下边的金具上，一个放线滑车用钢丝绳套挂在导线横担的节点处。

（2）展放牵引绳：

“一牵8”每相线只放一牵引绳根；“2×（一牵4）”要放二根；“八牵8”方案要放八根。

（3）张力放线施工：

“一牵8”方案用一台牵引机一次牵引8根导线；“2×（一牵4）”方案用二套（一牵4）放线机械同步牵引8根导线，每套（一牵4）的牵引机牵4根导线，二套（一牵4）放线机械要步放线。

“八牵8”放线方案用八个牵引轮同步牵引8根导线，也应同步放线。

（4）紧线施工：

“2×（一牵4）”方案，同相的二个五轮放线滑车要调整到等高。

（5）附件安装施工：

“2×（一牵4）”方案，附件安装前，将两个间距1.5米的五轮放线滑车摘掉后，还需用手板葫芦小心地将内侧的4根导线平移到挂线板下面，须要特别注意对导线的保护。

6.2效益比较

6.2.1社会效益

（1）“一牵8”和“八牵8”放线可减少对农田和地表植被的损坏，它的牵引场和张力场占地面积比其他方案小，放每相导线只放一根牵引绳，而其他放线方案每相要放多根牵引绳，对线路沿线的地表损害较多。

（2）“一牵8”和“八牵8”方案附件安装有利于导线保护，可减小导线的损伤，线路带电运行后，能降低电晕的电能损失、降低噪音和对电磁环境的干扰。

“一牵8”能保证8根子导线的初伸长完全相同。

（3）“一牵8”方案张力放线占用的施工机具资源少。

6.2.2经济效益

（1）“一牵8”方案施工工艺比另外两种方案简单，工效高，可降低成本10～15％。

（2）“一牵8”方案施工机具少，可降低施工机具费用。

（a）“一牵8”方案使用150个九轮放线滑车，而“2×（一牵4）”方案要使用300个五轮放线滑车，购置滑车的费用要少70多万元。

（b）“一牵8”方案比“2×（一牵4）”方案少用大牵引机、小牵引机、小张力机各一台。

（c）“一牵8”方案使用的牵引绳、导引绳、牵引板、旋转连接器和抗弯连接器等配套工器具的数量比另外两种方案少。

7结语

特高压线路八分裂导线张力放线有多种施工技术，施工前应根据线路设计文件和自身技术装备条件进行施工设计，经过经济技术比较，选择最合理的施工方案，使张力放线技术符合国家倡导的资源节约型和环境友好型要求。

8参考文献

[1]《1000kV架空送电线路施工及验收规范》（Q/GDW153—2006）。

[2]《1000kV级架空输电线路张力架线施工工艺导则》（Q/GDW154—2006）。

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