±660kV直流1000mm2大截面导线架设技术探讨

周斌

（宁夏电力公司超高压分公司，宁夏银川750011）

±660kV直流1000mm2大截面导线架设技术探讨

周斌

（宁夏电力公司超高压分公司，宁夏银川750011）

国家电网公司开展“资源节约型、环境友好型，新技术、新材料、新工艺”（简称“两型三新”）输电线路建设[1]。“两型三新”贯穿输电线路工程规划、设计、施工、运行全过程，综合考虑工程建设成本和运行维护成本，对输电线路建设全过程进行统筹优化、全局优化，实现安全可靠和工程建设可持续发展[2]。现代电网的规模宏大,电能损耗十分可观。按现行的经济电流密度选择的导线截面偏小,损耗较大。适当增大导线截面,对节能降耗、建设“资源节约型、环境友好型”电网具有十分重要的意义[3]。

为了将西北火电送出，2008年核准建设的宁东—山东±660kV直流输电示范工程（简称宁东工程）在设计时，结合直流线路特点和工程具体情况，适度降低经济电流密度，采用大截面导线，可以减小线路损耗，降低输电线路表面场强、无线电干扰和可听噪声等[4]。通过计算对比分析得出，采用4×1000mm2导线，静态投资、年费用和损耗相对较低。综合分析电磁环境、机械性能、杆塔荷载、经济性、导线制造、架线施工、运行维护等方面因素，并结合自然条件，宁东—山东±660kV双回直流输电线路工程选用4×JL/G3A-1000/45导线，方案经济上合理，技术上先进[5]。

±660kV是我国一个新的电压等级,既没有设计、建设经验,也没有运行数据。保证大截面导线架设的施工质量，并提高其工艺水平，将在很大程度上影响线路静态投资、动态投资及运行年费用[6]。本文以宁东—山东±660kV双回直流输线路工程为例，就如何保证1000mm2大截面导线架设的施工质量，并提高其工艺水平关键技术作以论述，以指导后期大截面导线架设施工。

1 4×JL/G3A-1000/45导线的应用环境

西北(宁东)—华北(山东)±660kV双回直流输电线路工程，长度约1370km，其中同塔双回线路约1030km，全线海拔以1000m及以下为主，地形情况以平地、一般山地、丘陵、高山大岭为主，具体分布比例如图1所示。设计气象条件为：最高气温40℃，最低气温－30℃，最大风速30m/s，覆冰厚度10mm。

2 4×JL/G3A-1000/45导线主要参数

宁东±660kV双回直流输电线路工程全线架设4×JL/G3A-1000/45导线，子导线4根，呈正四边形排布，分裂间距为500mm。导线外径42.08mm，额定拉断力214843N，计算质量3.14kg/m。导线设计安全系数取2.50，悬挂点的设计安全系数不小于2.25，平均运行应力不大于拉断应力的25%；验算覆冰时气象条件，弧垂最低点的最大张力不超过拉断力的70%，悬挂点的最大张力不超过拉断力的77%。4×JL/G3A-1000/45导线电气荷载性能见表1。

表1 导线荷载Tab.1 Bundle conductors load

3 架线方案

导线展放采用“一牵四”方案[7]。用1台牵引机和2台张力机，一次同时牵引展放4根导线的放线方案。“1牵4”方案直接利用金具悬挂滑车，铁塔受力部位在设计部位，不会对横担造成影响；弛度观测相对更方便准确；放线过程中通讯更简洁可靠，安全更有保障；牵场占地面积少，展放引绳的通道占用少，减少了对草原植被的破坏，减少了施工对环境的影响，环保效益好[8]。

4 主要机具设备计算选型

4.1 主牵引机的选择

主牵引机的额定牵引力P应满足式（1）要求[7]:

式中，P为主牵引机的额定牵引力，kN;m为子导线的根数，取m＝4；KP为主牵引机额定牵引力系数，根据地形地貌条件取KP＝0.25～0.3；TP为导线计算拉断力，取TP=214.8，则有P≥214.84kN。另外，主牵引机的卷筒槽底直径不应小于牵引绳直径的25倍,如果选择30mm加强型防捻钢丝绳,则主牵引机的卷筒槽底直径不应小于30×25=750mm。

4.2 主张力机的选择

主张力机的额定制动张力T应满足式（2）要求[7]:

式中，T为主张力机单导线额定制动张力，N；KT为主张力机单导线额定制动张力系数，根据具体的地形地貌条件选取KT=0.12～0.18；若取KT=0.15，则有T＝32226N。另外,主张力机的导线轮槽底直径D应满足式（3）要求[7]:

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,取d＝42.08mm；则有D≥1583.2mm。

4.3 主牵引绳、导引绳的选择

主牵引绳的综合破断力应满足式（4）的要求[7]:

式中，QP为主牵引绳的综合破断力,N;m为子导线根数，取m=4;TP为被牵放导线的保证计算拉断力,取TP=214.84kN，则有QP≥515.62kN。主牵引绳的连接用250kN抗弯连接器，主牵引绳与牵引走板的连接使用250kN旋转连接器。

导引绳的综合破断力应满足式（5）的要求[7]，计算可得PP≥141.9kN。导引绳的连接及导引绳与牵引绳的连接使用70kN旋转连接器。

4.4 牵张段的选择与牵引力的计算

合理选择牵张场地对于架线施工顺利进行,确保施工质量来说尤其重要,依照文献[9]中的放线原则，并结合施工现场实际经验，有以下几点建议:

1）合理控制牵张段长度。牵张段长度应控制在6～8km,不宜超过20个放线滑车。2）牵张场地环境。牵张场地位置应便于牵张设备和材料的运达及布置。3）牵引方向尽量考虑地势由高到低。牵引方向由高到低时,牵引力较小,因此可以考虑牵张段长度适当加长,反之,则应适当考虑牵张段长度适当减短。4）验算牵张段的牵引力。利用牵引机牵引力的水平分力计算公式验算选择的牵张段牵引力，尤其对于跨越物比较复杂的牵张段,一定要对张力机出口张力慎重选择,避免产生意外。5）选择大角度转角塔（转角度超过40°）作为牵张场地。

牵张段牵引力按式（6）计算[10],如果牵张段的牵引力不能满足牵张设备的要求,则需要重新选择牵张段,直至满足施工要求为止。

式中，PH为牵引力,kN;TH为张力机出口张力,kN;ε为滑车综合阻力系数,取ε＝1.015;ω1为钢丝绳或导线的单位长度重力,kg/m;hi为牵引侧与张力侧挂点高差,m;n为施工段内放线滑车总个数;m为同时牵放的钢丝绳或子导线根数。

建议选择牵张段的时候,最好一次性将全线路全部选定,然后通过验算,合理选出既满足牵张段最少,又能控制牵引力的最佳牵张段方案。

4.5 放线滑车的选择

放线滑轮须满足导线垂直荷载计算QP≤nLSW与滑轮槽底直径计算D≥20d要求[11]；根据架线方案,导线滑轮选用槽底直径Φ900mm、外径Φ1040mm尼龙挂胶,额定荷载为150kN的五轮导线放线滑车。

4.6 放线走板的选择

走板为工具厂专门制作的与5轮滑车配套的走板，额定荷载250kN，可满足施工需要。导线与走板采用单头网套连接器连接。为防止走板过滑车时滑轮槽壁挤压碾伤网套连接器，建议在走板与导线连接器间连接1根Φ21.5×2m的钢丝绳套，钢丝绳两头各连接1个8t旋转连接器，连好后用厚布包裹保护套连接器。

5 张力放线关键技术

5.1 悬挂放线滑车

直线塔悬挂单滑车时，由绝缘子串下方悬垂联板的施工孔通过1只P-32型平行挂板与1只5轮滑车相连，如图2所示。挂双滑车时，需采用专用三连板进行连接，利用2只15t卸扣将绝缘子串下方悬垂联板与专用三连板连接，再分别利用1只U-32型U型环和1只P-32型平行挂板将专用三连板与5轮滑车相联；2只滑车之间用2根（100mm×48mm×1300mm）的槽钢连接，如图3所示。

图2 直线塔单滑车悬挂Fig.2 Beeline pagoda single froochea hanging

图3 直线塔双滑车悬挂Fig.3 Beeline pagoda double froochea hanging

耐张塔全部悬挂双滑车：对于转角度数小于30°的耐张塔，每个滑车通过1根Φ24×1.5m的钢丝绳套，分别连接在横担前后侧挂线点处的施工孔上，如图4所示；对于角度数大于30°的耐张塔，每个滑车通过1根Φ24×2.0m的钢丝绳套穿过滑车上的P-32挂板后，两端头各用1个10t卸扣分别连接在挂线点处靠内角侧的2个施工孔上，使其成V型，如图5所示。

5.2 搭设跨越架

图4 转角小于30°的耐张塔滑车悬挂Fig.4 Corner less than 30°and a tower′s trochlea hanging

图5 转角大于30°的耐张塔滑车悬挂Fig.5 Corner greater than 30°and a tower′s trochlea hanging

张力架线中的跨越施工除应执行文献[12]相关规定外，还应充分考虑张力放线的特点，选择合理的施工方法，确保放、紧线过程中不发生事故性张力跑线和误送电时的施工安全和被跨越物的安全。建议110kV，35kV电力线路、高速公路、一般公路、铁路、通讯光缆以及10kV电力线路均采用搭设跨越架的方法进行跨越施工；跨越架中心应在线路中心线上，架顶宽度（沿被跨越物方向的有效遮护宽度）应满足式（9）、式（10）要求[10]，跨越架高度满足式（11）要求：

式中，B为跨越架架顶宽度，m;γ为跨越交叉角，（°）;ZX为施工线路导线或地线等安装气象条件下在跨越点处的风偏距离，m;b为跨越架所遮护的最外侧导线、避雷线间在施工线路横线路方向的水平宽度，m;H为水平放线张力，N;l为施工线路跨越档档距，m;x为被跨越物至施工线路邻近的杆塔的水平距离；ω4(10)为安装气象条件（风速10m/s）下，施工线路导线或地线的单位长度风荷载，N/m;λ为施工线路跨越挡两端悬垂绝缘子串或滑车挂具长度，m;ω1为施工线路导线、地线的单位长度重力，N/m；H为跨越架高度，m;H1为被跨越物的高度,m;H2为跨越架对跨越物的最小安全垂直距离,m。

5.3 地锚埋设布置

地锚的设置应满足如下要求:地锚与马道口对地夹角＜45°，坑壁要保持原状土结构不被破坏，地锚入坑后两头要水平，埋深应符合要求，回填后周围设置防水浸措施，用彩条布覆盖防止雨水进入等[13]。经现场拉力试验结果，建议地锚埋深如下:1）主牵引机用2个15t地锚，埋深3m;主张力机用4个8t地锚，埋深2.8m;小牵引机和张力机分别用2个8t地锚，埋深2.8m。2）导线线盘架地锚每个线盘架分别用2个3t地锚，埋深2.5m。3）本锚、平衡临锚（过轮临锚）采用5t地锚，一线一锚，地锚埋深2.5m。4）对于流砂地段，普通地锚无法满足安全要求，现场制作“摩擦地锚”[14]，经现场拉力试验证明其满足要求。

5.4 导线压接

1000 mm2大截面导线压接管长度长、外径大,而且导线具有截面大、铝钢比大等特点。为确保施工质量,导线直线管采用在张力场集中压接方式,选用300t液压机设备。耐张管在牵张场地的选择在地面压接,选用300t液压机；平衡挂线的耐张塔一律采用高空压接,选用200t液压机。根据导线截面尺寸及压接要求，直线接续管压模尺寸为铝模Φ72mm、钢模Φ24mm;耐张管压模尺寸为铝模Φ72mm、钢模Φ22mm;钢模对角线误差最大允许值为+0.2mm，－0.05mm。

1000 mm2大截面导线液压压接相对于其余导线液压压接的主要区别在于压接顺序。直线压接钢管和耐张压接钢管压接顺序基本是常规的,没有特殊的,而导线铝管压接顺序和常规压接不一致,主要体现在以下方面:

1）JYD-1000/45导线直线铝管压接方向为牵引侧向张力侧按顺序压接,中间不压区不压,而不是常规的从中间不压区两端开始向两头分别压接。具体施压顺序如图6所示。

2）NY-1000/45导线耐张铝管压接顺序为从导线耐张管侧向塔身侧压接,注意中间不压区位置,而不是常规的从不压区两端分别先后向导线侧和塔身侧压接。具体施压顺序如图7所示。

图6 JYD-1000/45型铝管压接顺序Fig.6 Jointing order of JYD-1000/45aluminum tube

图7 NY-1000/45型铝压接顺序Fig.7 Jointing order of NY-1000/45aluminum tube

5.5 紧线

由于耐张塔紧线方式相对于直线塔紧线更快捷、方便、省时、省力,耐张塔只需按设计要求打好临时拉线，因此,建议牵张场地选在耐张塔前后,采用耐张塔紧线。紧线工器具主要由卡线器+卸扣+钢丝绳套+“走二走二”滑车组+卸扣组成,动力采用机械绞磨。从JL/G3A-1000/45导线参数中可以知道,导线年平均使用张力为53.71kN,考虑到过牵引力和实际紧线张力的误差,紧线单根子导线张力以60kN为计算依据。因此,卡线器应考虑使用80kN,与卡线器和滑车组联接的卸扣一般采用80kN,钢丝绳套考虑动荷系数1.2,因此钢丝绳套的破断力大于60×4×1.2=288kN;因此选择25mm钢丝绳,破断力为333kN,长度一般考虑为5m左右。“走二走二”滑车组采用80kN滑车组,滑车组钢丝绳考虑综合安全系数为6,其破断力大于60×6÷4=90kN,因此选择Φ13mm钢丝绳,破断力为100kN,长度一般考虑为150m。滑车组钢丝绳通过塔身连接的转向滑车连接到机械绞磨,机械绞磨动力大于60÷4=15kN,因此采用30kN机械绞磨,同理与塔身连接的转向滑车和卸扣都采用30kN。5.6附件安装

1000 mm2大截面导线附件安装需要注意的是直线提线器。首先,选择提线吊钩,提升导线的吊钩应有足够的承托面积。吊钩沿线长方向的承托宽度不得小于导线直径的2.5倍,因此承托宽度大于42.08×2.5=105.2mm,接触导线部分应衬胶,防止导线损伤和结构变化。其次,考虑导线垂直荷载,以档距1000m计算,导线垂直荷载为QP

6 结语

西北（宁东）—华北（山东）±660kV输电线路工程，采用“一牵四”方案架设1000mm2大截面导线，安全、高效、环保，且施工质量易控制。本文通过对架线设备的选型、张力放线、导线压接、紧线和附件安装等关键施工工艺的介绍及论述，就如何保证1000mm2大截面导线架设施工质量，并提高其工艺水平提出了针对性建议，对以后1000mm2大截面导线架设施工有一定的借鉴作用。

[1]国家电网基建[2008]286号国家电网公司“两型三新”线路设计建设导则[S].北京：中国电力出版社，2008.

[2]邹江.全生命周期工程造价理论在电力工程造价管理中的运用[J].广东输电与变电技术,2006（1）:31-32.

ZOU Jiang.Whole Life Cycle of Engineering Cost Theory in Electricity Engineering Cost Management Application[J].Guangdong Transmission and Substation Technology,2006（1）:31-32.

[3]程改红,康义.导线经济电流密度分析探讨[J].电力工程技术,2007（9）：32-35.

CHENG Gai-hong，KANG Yi.Analysis and Discussion of Wire Economic Current Density[J].Power Engineering，2007（9）：32-35.

[4]万建成，余军，寻凯，等.900mm2大截面导线在特高压直流工程中的应用[J].电网技术，2009，33（15）：60-62.

WAN Jian-cheng,YU Jun,XUN Kai,et al.The Feasibility of 900mm2Conductor on UHV DC Transmission Line[J].Power System Technology，2009，33（15）:60-62.

[5]孙涛，朱任翔，高振，等.宁东—山东±660kV直流输电示范工程的导线选型[J].中国电力，2011（04）：35-39.

SUN Tao,ZHU Ren-xiang,GAO Zhen,et al.Bundle ConductorTypeSelectionforNingdong-Shandonga±660kV DC Project[J].Electric Power,2011（4）：35-39.

[6]梁旭明，赵全江，李翔，等.直流输电导线截面选择研究[J].电力建设，2008，29（5）：13-16.

LIANG Xu-ming,ZHAO Quan-jiang,LI Xiang,et al.HVDC Wire Section Choose Research[J].Electric Power Construction,2008,29（5）:13-16.

[7]DW568-2010±660kV架空送电线路导线张力架线施工工艺导则[S].北京：中国电力出版社，2010.

[8]陈明.1000mm2大截面导线“1牵4”张力放线技术[J].宁夏电力，2011（2）：24-27.

CHEN Ming.‘One-Pull-Four’Tension Stringing Technology of 1000mm2Large Section Conductor Line[J].Ningxia Electric Power,2011（2）：24-27.

[9]±660kV宁东—山东直流输电示范工程1000mm2导线架空输电线路张力架线施工工艺(试行)[S].北京：中国电力出版社，2009.

[10]韩崇,吴安官,韩志军.架空输电线路施工实用手册[M].北京:中国电力出版社,2006：569-570.

[11]李博之.高压架空输电线路施工技术手册[M].2版.北京:中国电力出版社,1998：502-505.

[12]DL50092—2004电力建设安全工作规程架空电力线路部分[S].北京：中国电力出版社，2007.

[13]李庆林.架空送电线路施工手册[M].1版.北京：中国电力出版社，2002：417-418.

[14]马建荣，杨保晶.大截面导线架线施工技术[J].施工技术，2011（6）：70-72.

MA Jian-rong，YANG Bao-jing.Construction Technology of Large Cross-Section Wire Lines[J].Construction Technology,2011（6）：70-72.

[15]郁冬.大截面导线“一牵四”张力架线施工工艺分析及应用[J].上海电力，2011（02）：105-108.

YU Dong.Large Cross-Section Wire"a Pull Four"Tension Overhead Line Construction Process Analysis and Application[J].Shanghai Electric Power，2011（2）：105-108.

Discussions on Stringing Technology of 1000mm2Large Cross Section Conductor for±660kV DC Transmission Line

ZHOU Bin
（Ningxia Electric Power Corporation UHV Branch,Yinchuan 750011,Ningxia Hui Autonomous Region,China）

Application of large cross-section conductor is of greatsignificance to building the "resource-saving and environment-friendly"grid.The Northwest(Ning East)-North China (Shandong)±660kV transmission line project which uses 4×JL/G3A-1000/45is economically reasonable and technologically advanced.Considering the structure and stringing technique of the 1000mm2large cross section conductor is different from those of the diameter-expanded conductor,this paper focuses on the key construction techniques and construction precautions arranging from the selection of the conductor stringing machine,tension stringing and conductor jointing to installation of attachments.The construction practice has proved that adoption of“One Pulling Four”proposal helps to make the stringing of 1000mm2large cross section conductor safer,more efficient and environment-friendly.

DC transmission line；±660kV；large crosssection conductor；construction technology

大截面导线对节能降耗,建设“资源节约型、环境友好型”电网具有重要意义，西北（宁东）—华北（山东）±660kV输电线路采用4×JL/G3A-1000/45导线方案经济上合理，技术上先进。针对1000mm2大截面导线结构和架线技术与扩径导线的不同，主要介绍架线设备的选型、张力放线、导线压接、紧线和附件安装等施工技术要点及施工注意事项。实践证明，采用“一牵四”方案架设1000mm2大截面导线,作业安全、高效、环保。

直流输电线路；±660kV；大截面导线；施工技术

1674-3814（2011）12-0008-07

TM 721.1

A

2011-11-11。

周 斌（1976—），男，工程师，国家注册造价工程师，从事超高压输电线路检修技术工作。

（编辑 冯露）