对500 kV输电线路架线施工技术探讨

李培毓

摘要:通过多年实践经验对输电线路架线施工中常见的工程施工和监理过程，紧凑型线路架线施工中一些关键技术问题进行分析,提出相应的处理意见和有效控制措施。

关键词:架线施工紧凑型线路工程施工过程

某500 kV线路工程全长298 km,是条紧凑型线路工程,据估算采用紧凑型技术可以取得明显的经济效益和社会效益:一是可以明显提高自然输送功率达35. 34%;二是每公里可少占走廊1 826. 8 m2 ;三是可以大大减少林木砍伐、青苗赔偿及房屋拆迁量,降低工程造价;四是超过4 kV /m的高电场区宽度仅为15 m,有利于电磁环境保护. 缺点是铁塔组立,架线施工难度大,直线塔维护检修困难. 以下是作者对施工过程中的术问题进行分析及有效控制措施和处理方法：

1 突破常规线路布置形式，解决控制技术问题

紧凑型线路突破常规线路的布置形式,将直线塔三相导线均置于同一“塔窗”内,三相导线按等边倒三角形布置,相比常规线路相间距离大大减小. 本工程相间距离: 低海拔地区(小于1 000 m ) 为6. 7 m,高海拔地区(1 000～2 000 m)为7. 2 m,每相导线采用六根子导线(六分裂) 、正六边形布置,分裂导线外接圆直径750 mm,等分裂间距为375 mm,如图1, 2所示. 为控制好直线塔的相间电气距离,悬垂串长度设计允许误差为: ±10 mm.

图1导线悬垂缘子串布置示意图

图2相导线及子导线布置方式示意图

为满足设计要求,在施工及监理过程中对本工程的160 kN, 210 kN, 300 kN, 400 kN四类陶瓷或玻璃绝缘子按照厂家提供的绝缘子装箱串长度,重新分类进行整理,并按同一种绝缘子装箱串长度的长配短的配置原则,进行串长配置,保证串长控制在±10 mm内,电气距离得到很好控制.

耐张塔由于安装跳线,相间电气距离设计要求不小于4. 5 m即可. 本工程设计给的跳线弧垂值调整范围大,详见图3和表1. 施工中,当跳线弧垂都取中间值安装后,出现了外角相跳线对下(中)相导线均压环的相间电气距离不能满足设计值的情况,其中以绝缘子串朝向上扬侧尤为突出,如第五标段施工的N5001 前侧, N5008 前侧, N5101 前侧,N5147前侧. 为解决此问题,通过采取将外角相跳线的二端同时往中间2个次档距方向调整,使F1, F4的值不超过最小下限值, F2, F3的值不超过最大上限值,即可达到满足相间距离要求. 通过半年多的运行,证明该调整方法是可行的。

图3跳线弧垂示意图

放线滑车与导线联板的连接问题及处理方法

紧凑型线路的三相导线悬垂串全部采用V形绝缘子串悬挂,使导线在塔窗中的位置固定,不因风力或电动力而摆动. 考虑到安全, 3个V形串各自独立, 2个上相V型串夹角均约90°,下相V形串夹角约140°. 但对于某些档距较大,下相导线垂直荷载较重的,采取再增加1个垂直绝缘子串承担导线的垂直荷载,V形串只起到防止导线摆动的作用. 这类V型悬垂串的六线导线联板结构比较复杂,型号式样较多,按结构特点可分为二大类(图4) ,其中有挂滑车大孔的联板,特点是大孔至联板的边距较大;无挂滑车大孔的联板,特点是下端部只有2 个Φ19mm的螺孔. 由于联板和七轮放线滑车特殊的结构,无现存的连接工具,采用U 型环,则会因使用数量多,成本很高. 为此加工了专用挂线板,用于悬挂七轮放线滑车(图5). 平行挂板连接有挂滑车大孔的六线联板,三角挂板连接无挂滑车挂孔的六线联板,并选用高强度的连接螺栓(6. 8级以上) ,挂板、配套螺栓经做试验满足受力要求后,用于施工,平行挂板与联板接触面垫胶管,防止磨伤联板。

图4直线塔悬垂串六线联板结构示意图

图5七轮放线滑车专用连接挂板结构示意图

采取自制专用挂线板挂滑车的方法,方便了现场的拆装,保证了施工安全,并且挂线板易加工,成本低,取得了较好的经济效益。

3放线中大档距导线缠绕打绞问题及处理方法

由于紧凑型线路采用六分裂导线,张力放线采用“一牵六”的放线方法,放线过程子导线间距较小. 在展放导线过程中,当放线张力降低时,在800m以上大档距中,导线相对松弛的情况下,碰上风吹,导线摆动,则容易造成同相各子导线多次发生缠绕打绞的现象,在第五标段N5012 ～N5013, N5021～N5022档均发生过. 在后期施工中采取了加强现场监护,减慢放线速度,保持或适当提高张力等措施,方避免导线缠绕打绞现象发生.

弧垂施工及质量控制方法

紧凑型线路导线的弧垂质量要求是:总体误差不超过±2. 0%,相间误差不超过250 mm,同相子导线间误差不超过50 mm. 子导线增多了,质量要求与常规线路一样,增大了施工难度,而弧垂控制的好坏关系到施工质量及进度. 为了提高工效控制弧垂,紧线施工时,将每相导线紧好并使导线弧垂基本符合要求后,先不划印,然后在将进行平衡挂线的耐张塔上,先采用葫芦微调紧线段中第1个耐张段的导线弧垂,同时派测量人员在第1个耐张段观测重要档的弧垂值,调整导线总体弧垂、子导线的弧垂完全符合要求后,在第1个耐张段内对直线塔在紧线的这一侧划印(安装葫芦后,划在葫芦链条上) ,按划印值现场计算割线长度并完成平衡挂线,而紧线端的对侧导线只进行一般挂线操作,再完成第1个耐张段的直线塔附件. 对另外二相导线的施工以第一相为基准,采用此方法依次往紧线侧方向调整其它各耐张段的弧垂并安装附件,直到完成整个紧线段的安装施工. 用此方法,耐张塔划印简便,割线计算简化,架线质量也得到了保证.

相间间隔棒的安装及施工方法

紧凑型线路工程因相间距离小,在塔窗处用V形绝缘子串固定了位置,导线摆动很小,而在档距中间导线间需安装相间间隔棒,需考虑2个方面问题:一是发生短路故障时,在短路电流电动力的作用下,相导线不得发生碰线而造成导线的损伤;二是水平两相导线在大风的作用下,产生不同步摇摆而互相接近时,不得发生相间闪络事故.

本工程设计风速为30m / s,对相间间隔棒的安装要求是:档距小于700 m不装; 700～1 000 m装设一处; 1 000～1 400 m装设二处,按等距离安装,即在装设一处时,相间间隔棒安装在档距中央;安装两处时,相间间隔棒分别安装在档距1 /3和2 /3处.相间间隔棒只安装于水平两相之间,上下相不装. 相间间隔棒有2种类型:A型和B型,A型用于相间距离6. 7 m的档距中,B 型用于相间距离7. 2 m的档距中. 相间间隔棒采用合成绝缘子棒,重量轻,其自重引起的挠度小,在受压力时能承受较大的弯曲.相间间隔棒的测量定位采用三角形测量法,可与装于子导线的普通间隔棒安装施工同时进行,也可先测量定位好并划好印记,再单独去安装相间间隔棒. 由于安装相间间隔棒时间较长,每档安装量少,实际施工时,常采取先划好安装印记,再安排人员去进行相间间隔棒安装的单项工作,既便于运输和安装,也可减少施工人员.

6耐张金具的更换及施工方法

在施工中因检查出线路金具的质量问题,其中包括耐张塔的全部球头挂环QP-242S 及U 型环U-284S需要更换. 由于耐张绝缘子串所受张力及本身的重量大(达1. 3 t) ,更换施工难,为此必须做好两步操作:一是使整串绝缘子不受力;二是使更换金具的连接部位不受力.

1) 对于整串绝缘子的收紧,布置三套临锚系统收松绝缘子串. 临锚一端锚在四眼联板上,另一端锚在横担的施工用孔上. 收紧3 个葫芦,收紧操作时先紧外侧两绳上葫芦,再紧中间绳上葫芦,临锚逐渐受力,使绝缘子串松弛为止.

2) 当绝缘子串松弛后,再收紧U型环、球头挂环部位的金具串,使其松弛. 根据400 kN陶瓷绝缘子的外形尺寸,加工了一批专用夹具，专用夹具夹于绝缘子的碗头部位。

金具更换步骤是:同时收紧3把双钩,使绝缘子串与二联板连接部位不受张力,将二串绝缘子与二联板分离,然后进行金具的更换. 先换球头挂环,再换U型环. 在进行U型环的更换前,需先将二联板、牵引板用铁线绑好并挂牢到临锚导线的葫芦或钢丝绳上,然后松放二联板与四眼联板间的双钩,直至U型环能拆出为止. 拆下旧U型环,换上新U型环,将金具连接好. 最后,按安装临锚系统的逆程序,收紧双钩,重新将绝缘子串与二联板连接上,松放并拆除3把双钩,完成金具更换施工. 专用夹具轻便实用,加工简单,还可以用于绝缘子的更换. 采用此种方法更换耐张金具,工器具使用少,提高了施工效率。

通过以上实践证明是可行的、有效的,它能保证500 kV紧凑型线路架线施工的进度、质量和安全.也为1 000 kV特高压送电线路工程积累了宝贵的施工、检修经验。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。