特高压、超高压输电线路多分裂导线施工技术

王 磊

（陕西送变电工程公司，西安 710014）

0 引言

近几年，我国特高压、超高压电网迅速发展。超高压一般指现有的交流330 kV、500 kV、750 kV等级和直流±500 kV、±660 kV等级电网，特高压指交流1000 kV和直流±800 kV及以上等级电网。线路采用多分裂导线，分裂数从2、3、4、6到目前最大的8，子导线截面有300 mm2、400 mm2、500 mm2、630 mm2及大截面导线720 mm2、900 mm2，发展到最大1000 mm2等多种型号。特高压1000 kV晋东南—荆门线路上，使用的是8×LGJ-500/35导线；特高压双回1000 kV淮南—上海线路上，使用的是8×LGJ-630/45导线；特高压±800 kV向家坝—上海直流线路上，使用6×ACSR-720/50导线；特高压±800 kV锦屏—苏南直流线路上，使用6×JL/G3A-900/40-72/和6×JL/G2A-900/75-84/7导线；±660 kV宁东—山东直流线路，使用4×JL/G3A-1000/45-72/7导线。

按照线路施工技术规程要求[1]，特高压、超高压输电线路在导线放线施工中，必须采用张力放线，导线自始自终应悬空展放，导线与地面和跨越物不能接触，且保持一定的间距。对于不同分裂数、不同子导线型式，须采用不同的张力放线技术和施工工艺。

1 多分裂导线施工技术现状

张力放线需要成套的放线机具与相应的施工技术、施工工艺，1台牵引机1次可牵引多根导线。张力放线施工机具主要有：牵引机、张力机、汽车吊、牵引板、放线滑车、牵引绳、导引绳、钢丝绳连接器等。主牵引机和主张力机用于展放导线；小牵引机和小张力机用于展放导引绳和牵引绳；牵引板是连接在牵引绳和导线之间的三角形连接板，前端连接牵引绳，后边可连接多根导线；放线滑车是专为张力放线设计的，一般中轮过牵引绳，两边的轮槽过导线。

张力放线的基本工序为：张力放线施工准备；展放导引绳；用导引绳牵引展放牵引绳；用牵引绳牵引展放导线。

1.1 张力放线施工准备

1）张力放线区段划分，放线机具进场布置：施工前应熟悉设计文件，并对承建的线路进行现场调查，根据选择牵引场和张力场的要求，划分为若干个张力放线区段，区段长度一般以6～8 km为宜，放线区段的两端分别设置牵引场和张力场。

2）悬挂导线放线滑车，张力放线区段内所有铁塔应悬挂导线放线滑车，见图1。例如8分裂导线挂9轮导线放线滑车，中轮过牵引绳，两边的8个轮过导线。2、4、6分裂导线挂相应的3、5、7轮导线放线滑车，见图2的导线放线滑车照片。

图1 导线放线滑车

图2 导线放线滑车照片

1.2 展放导引绳

传统方法是用人工分段展放导引绳，近几年施工为了环保和提高工效，多采用飞行器（动力伞、飞艇、遥控直升机）在空中展放轻型纤维绳作初级引绳，如韩国丝、迪尼玛绳，见图3。引绳经过用细引绳牵引粗引绳、粗纤维绳牵引钢丝导引绳，整个过程都是悬空展放。

图3 飞艇（左）和动力伞照片

1.3 展放牵引绳

当导引绳展放完成后，用小牵引机和小张力机配合，采用张力放线的方法，用导引绳来牵引展放牵引绳，将放线区段内的导引绳更换为牵引绳。

1.4 用牵引绳牵放导线

牵引绳端通过牵引板连接多根导线，图4是“一牵2”张力放线的照片，用一根牵引绳展放2根子导线。

图4“一牵2”放线照片

2 多分裂导线施工技术分析

多分裂导线展放导线的技术多种多样。近几年在特高压线路放线施工中，各种技术百花齐放，有“一牵2”、“一牵4”、“一牵6”、“一牵8”、“二牵6”、“二牵8”的一次展放及“2×（一牵2）”、“2×（一牵3）”、“2×（一牵4）”、“3×（一牵2）”、“（一牵2）+（一牵4）”、“八牵8”同步分次展放等。这些技术各具特色、各有所长。

多分裂导线张力放线技术归纳起来，可分为一次展放和分次展放两类，分次展放又分为同步分次展放和不同步分次展放。每种技术都有一定的使用条件，应根据设计、施工环境和机具等条件进行经济技术比较，选择出最佳的施工方案。

2.1 一次展放技术

一次展放是牵引机一次将一相的所有子导线从张力场拉到牵引场。一般用1台牵引机独立牵引，如果牵引力太大时，也可采用2台牵引机并联牵。一次牵引技术使用施工资源少，工艺简捷，工效高，是常用的张力放线技术。

1）用1台牵引机的一次展放技术有“一牵1”、“一牵2”、“一牵3”、“一牵4”、“一牵6”、“一牵8”等方式。对于330～750 kV超高压线路的2分裂、3分裂、4分裂、6分裂普通导线，一般都采用这种展放技术。对于特高压线路，在一定条件下也可采用一次展放技术，如在晋东南—荆门特高压1000 kV线路的放线施工中，陕西、江苏、浙江、河北等送变电公司使用“一牵8”张力放线技术；在向家坝—上海特高压±800 kV直流线路放线施工中，陕西送变电公司使用“一牵6”放线技术。

“一牵2”、“一牵4”、“一牵6”、“一牵8”属于对称牵引，放线滑车和牵引板比较好配合，得到了普遍的应用。而“一牵3”方式属于不对称牵引，放线滑车和走板要作偏心设计，使用较少，见图5和图6。

图5 四轮放线滑车基本结构图

图6“一牵3”放线走板基本结构图

2）用2台牵引机并联牵引的一次展放技术有“二牵6”、“二牵8”等。在±800 kV向—上线路施工中，吉林输变电公司使用“二牵6”放线技术，并计划在特高压交流线路8分裂导线的施工中，采用“二牵8”张力放线技术。

“二牵6”采用双牵引绳，悬挂9轮放线滑车，牵引绳通过牵引板上安装的平衡滑轮，两端头拉到牵引场连接2台同型号牵引机，用牵引机智能操作系统控制2台牵引机平衡牵引。

图7是牵引板过放线滑车的俯视照片，9轮放线滑车上6个黑色的滑轮是过导线的，3个白色的滑轮是过牵引绳的，两边的白槽中是同一根牵引绳，它在牵引板圆弧形钢板下面的滑轮组上转180°，牵引绳的两头各接1台牵引机。照片橘红色部分是牵引板，它的圆弧形钢板中间安装的是牵引绳的平衡滑车，长方形钢板后面连接6根导线。

图7“二牵6”牵引板过放线滑车

“二牵6”放线技术，展放牵引绳与普通“一牵6”不同，首先要从放线滑车的中轮放1根牵引绳，再用“一牵2”展放2根牵引绳，从牵引场拉到张力场，将其中一根牵引绳穿过牵引板的平衡滑车转向180°后，用牵引绳连接器与另一根牵引绳连接在一起，在牵引场将2根牵引绳分别连接2台同型号牵引机。在牵引放线过程中，2台牵引机应在同时、同速、同拉力的工况下同步运行，通过牵引机智能操作系统来实现。

2.2 分次展放技术

分次牵引又分为同步分次展放导线技术和不同步分次展放导线技术。

2.2.1 同步分次展放技术

同步分次展放常用的有“2×（一牵2）”、“2×（一牵3）”、“2×（一牵4）”、“3×（一牵2）”、“八牵8”、“（一牵2）+（一牵4）”等。同步指用2套（或多套）张力放线设备同时、同速、同张力展放同相的多根子导线，使多根子导线在放线过程中所处的工况相同。如“2×（一牵4）”展放，即用2套“一牵4”张力放线设备，同步展放8分裂导线，见图8。山东、河南等送变电公司在晋东南—荆门1000 kV线路上使用“2×（一牵4）”展放8分裂导线；北京送变电公司在向家坝—上海±800 kV直流线路上使用“2×（一牵3）”展放6分裂导线；还有送变电公司在±800 kV直流线路上使用“（一牵2）+（一牵4）”展放6分裂导线；“东北送变电公司还在向—上±800 kV直流线路上使用“3×（一牵2）”展放6分裂导线，在宁东—山东±660 kV直流线路上使用“2×（一牵2）”展放4分裂导线；北京、湖南送变电公司在晋东南—荆门1000 kV线路上使用“八牵8”展放8分裂导线。

图8“2×（一牵4）” 同步放线照片

值得一提的是，“八牵8”同步张力放线技术的关键设备是牵张一体机。牵张一体机是国外的新产品，它既可以作张力机使用，也可以作牵引机使用，“八牵8”同步张力放线时用它作牵引机。放导线前，要先在张力场与牵引场之间展放8根牵引绳，每根牵引绳只牵1根导线，用“八牵8”技术，将同相8根子导线同步从张力场拉到牵引场。

北京送变电公司在晋东南—荆门1000 kV线路上，每相导线悬挂2个5轮专用放线滑车，这是一种主、辅轮组合式滑车，见图9，用它实现“一牵1”情况下牵引绳和导线不通过同一滑车轮片的功能。放线滑车的主轮用于承托导线，辅轮用于承托牵引绳，展放牵引绳时滑车辅轮向上翘起，其轮槽高于主轮，如图10(a)，当牵引绳和导线连接处的牵引板通过滑车时，牵引板会击发滑车的挡杆，使传动装置带动辅轮下落到水平状态，其轮槽低于主轮，使导线落入滑车主轮槽内，见图10(b)，导线从主轮上通过。

图9“八牵8”放线滑车

图10“八牵8” 同步放线过放线滑车照片

2.2.2 不同步分次展放技术

不同步分次展放导线，是将一相的多根子导线，分为二次或多次展放，如8分裂导线分二次展放时，先牵4根子导线，然后再牵4根子导线；6分裂导线分二次展放时，先牵放2根子导线，然后再牵放4根子导线。

如果没有技术措施保证，一般不采用分次展放导线，因为同相的多根子导线在不同的时间和不同的工况下展放，施工后初伸长会不一样，造成子导线之间的弧垂不平。

3 张力放线施工计算

张力放线施工计算分为2个部分：工程投标阶段（或工程前期）的张力放线机具选型计算；架线施工前的放线张力、牵引力计算。

3.1 张力放线机具选型计算

3.1.1 主牵引机的额定牵引力

主牵引机的额定牵引力可按式（1）选用[3]。

式中，P为主牵引机的额定牵引力，N；Tp为被牵放导线的计算拉断力，N；m为同时牵放子导线的根数；Kp为主牵引机额定牵引力系数，按下述情况选用。

普通钢芯铝绞线：对1000 kV、750 kV、±800 kV、±660 kV线路，Kp为0.20～0.30；对500 kV线路，Kp为0.25～0.33。

铝合金导线：Kp为0.14～0.20。

以上系数不适用特殊导线，如铝包钢导线；主牵引机的卷筒槽底直径不应小于牵引绳直径的25倍；主牵引机额定牵引力主要有80 kN、150 kN、250 kN等几个等级，350 kN级的很少。

3.1.2 主张力机单根导线额定张力

主张力机单根导线额定制动张力可按式（2）选用。

式中，T为主张力机单导线额定张力，N；KT为主张力机单导线额定张力系数，按下述情况选用。

钢芯铝绞线：500 kV线路KT为0.17～0.20；750 kV线路KT为0.14～0.20；1000 kV、±800 kV、±660 kV线路KT为0.12～0.18。

铝合金导线：KT为0.090～0.125。

以上系数不适用特殊导线，如铝包钢导线。

主张力机的导线轮槽底直径应满足式（3）。

式中，D为张力机的导线轮槽底直径，mm；d为被展放的导线直径，mm。

展放OPGW张力机的卷筒槽底直径，应大于OPGW直径的70倍，且不得小于1 m；主张力机单根导线额定张力一般有30 kN、40 kN、50 kN、70 kN等多个等级。

3.1.3 牵引绳、导引绳、小牵引机、小张力机的选择

1）牵引绳规格。牵引绳规格可按式（4）选择。

式中，Kq为牵引绳规格系数，当展放钢芯铝绞线时取0.6，当展放钢芯铝合金绞线时取0.4；Qp为牵引绳的综合破断力，N。

2）导引绳规格。导引绳的规格可按式(5)选择。

式中，PP为导引绳综合破断力，N。

3）小牵引机额定牵引力。小牵引机的额定牵引力可按式（6）选择。

式中，P为小牵引机的额定牵引力，N；

4）小张力机额定制动张力。小张力机的额定制动张力可按式（7）选择。

式中，t为小张力机的额定张力，N。

3.1.4 导线、地线、OPGW放线滑车的选择

1）导线放线滑车轮槽底直径和槽形应符合D L/T685-1999《放线滑轮基本要求、检验规定及测试方法》的规定[4]，滑轮的磨阻系数应不大于1.015。导线放线滑车的选择应符合表1。

表1 导线放线滑轮直径主要技术参数

导线放线滑车槽底直径与所放导线直径之比不宜小于20。

2）地线放线滑车的选择应符合[2]：滑轮槽底直径与所放钢绞线直径之比不宜小于15。

3）OPGW放线滑车的选择应符合[2]：OPGW放线滑轮槽底直径应大于OPGW直径的40倍，且不得小于500 mm。滑轮槽应采用挂胶或其他韧性材料。

3.2 放线张力和牵引力计算

3.2.1 放线张力计算

放线张力按放线区段进行计算，在张力放线区段的各个档中，确定控制档的最危险点作为控制点，控制点对导线放线弧垂的安全距离应符合规程要求，以此计算出控制点的弧垂，再推算出控制档的水平张力Hi[1]，由控制档的张力向张力场推算出张力机出口张力TH，再由TH计算出牵引机的牵引力[3]。

控制档的张力、张力机出口张力、最大牵引力的计算方法以图11为例进行计算。图11中的A塔到B塔是放线区段的控制档，N点是控制点，导线对N点的安全距离是h2。

图11 控制档示意图

放线时控制点N对应弧垂为fn，则

式中，fn为对应障碍物N点的导线弧垂,m；H1、H2分别对应A塔、B塔的导线悬挂点标高，m；L为相邻A、B两塔间档距,m；L1、L2分别为障碍物N点距A塔、B塔的距离，m；

由fn计算该档的放线水平张力Hi

式中，Hi为控制档的水平张力，N；ω1为导线单位长度重力，N/m；

在一般线路导线悬挂点高差不大时，可将控制档的水平张力作为张力机的出口张力Hi。如果放线区段内导线悬挂点高差比较悬殊，可用式(10)对张力机出口水平张力TH进行修正。

式中，Ki为系数，称为放线档张力系数，是放线水平张力与张力机出口水平张力的比值；i为各档编号，张力机的邻塔i=1，张力机邻塔的下一基塔i=2，依次类推，牵引机的邻塔为施工段最后一档；TH为与第i档所需水平放线张力Hi相对应的张力机出口水平张力，N；Hi为在满足规程[3]要求的距离时，第i档所需的水平张力，N；ε为放线滑车综合阻力系数，此处可取ε为1.012～1.015；TP为导线的保证计算拉断力，N；hi为第i档悬点高差，牵引机端悬点高于张力机端时，hi取正值，反之取负值，m；TH为张力机出口水平张力，N。

3.2.2 牵引力计算

牵引机的牵引力按式(11)计算[3]：式中，PH为牵引机牵引力，N；ε为滑车综合阻力系数，计算牵引力时可取 1.012～1.015；n为施工区段内放线滑车总个数；m为同时牵放的子导线根数。

在一般地形条件，线路上导线悬挂点高差不大时，可近似地将PH当作牵引机牵引力。如果放线区段是高山大岭，导线悬挂点高差比较大，可选线路最高点滑车再计算牵引力，与其比较，取最大值就是该区段的最大牵引力PH。

3.3 张力放线技术方案的选择原则

施工计算为施工机具优化和施工作业安全提供了依据，选择最佳技术方案的原则是：要有利于提高施工安全性和施工质量，少投入施工资源，尽可能充分利用现有施工资源，而且施工的工效高、施工成本低。

要达到上述目的，张力放线方案应按以下顺序进行选择：优先选择一次展放多根子导线技术，如果能用1台牵引机的“一牵n”技术最佳，它占用施工资源少、工效高；如一台牵引机额定牵引力不够时，可考虑用2台牵引机的“二牵n”技术，但是要设计加工牵引板和改造放线滑车，其工效也比较高；最后考虑同步分次展放导线技术“2×（一牵n）”，一般不宜采用不同步分次展放导线技术。

综合考虑电压等级、导线型号、地形条件和现有机具装备等因素，目前我国330 kV线路设计多为2分裂导线，一般采用“一牵2”展放技术。交流500 kV、直流±500 kV、±660 kV线路多为4分裂导线，一般地形采用“一牵4”展放技术；但对于±660 kV线路的1000 mm2大截面导线，如遇恶劣地形条件时，有可能采用“二牵4”或“2×（一牵2）”。交流750 kV线路和500 kV紧凑型线路多为6分裂导线，而且多为普通截面导线，一般地形采用“一牵6”展放技术。交流1000 kV线路用8分裂导线，一般采用“二牵8”或“2×（一牵4）”，如果导线截面在630 mm2以下，且地形条件好，有用“一牵8”的可能。直流±800 kV线路，一般是6分裂大截面导线，采用“二牵6”或“（一牵2）+（一牵4）”“、2×（一牵3）”，如果用720 mm2截面及以下导线，且地形条件好，有用“一牵6”的可能。

4 结语

我国的智能电网建设，将以特高压电网为骨干网架，多分裂导线、大截面导线、异型导线、新型碳纤维复合芯导线等必将广泛使用，也对张力放线施工，提出了新的挑战。对于各种各样的导线形式采用什么施工技术，才能保证施工安全和施工质量，符合资源节约型、环境友好型的要求，就需要用创新的精神、科学的方法，利用新技术、新材料、新产品来提升施工技术水平，提高电网建设水平。

[1] 李博之.高压架空输电线路施工技术手册：架线工程计算部分[M].北京：中国电力出版社，1997.

[2] 中国电力企业联合会.GB 50389-2006 750 kV架空送电线路施工及验收规范[S].北京：中国计划出版社,2006.

[3] DL/T 5343-2006 750 kV架空送电线路张力架线施工工艺导则[S].北京：中国电力出版社,2006.

[4] DL/T 685-1999放线滑轮基本要求、检验规定及测试方法[S].北京：中国电力出版社，1999.