输电线路张力放线时转向滑车的合理设置及分坑

2012-02-08李君章杨作强罗宇亮

电力建设 2012年8期

李君章，杨作强，罗宇亮

(河南送变电建设公司，郑州市 450051)

0 引言

随着西南水电的开发建设，“西电东送”的输电线路越来越多，这些输电线路大都途经山区及高山大岭，在张力架线过程中，牵张场的选取困难，一般在线路中心线放线无法设置牵引场或张力场，需要采用转向滑车进行转向布置，或者采用环形牵引放线等特殊措施［1］。在文献［1－2］中均对牵引场转向滑车进行了描述，但均未对转向滑车如何设置进行更深入论述。转向滑车关系到架线施工安全和施工质量，有必要进行深入研究。本文依据导则和工程实际经验，论述了现场如何确定转向滑车的数量和位置，以及转向滑车地锚的方向，即如何进行转向滑车地锚的分坑。

1 转向滑车受力计算及数量的确定

1.1 转向滑车受力计算

依据SDJJS 2—87《超高压架空输电线路张力架线施工工艺导则》的要求:“各转向滑车荷载均衡，即转向角度相等”，进行转向滑车的计算。

转向滑车受力如图1所示，设转向角度为β，则n个转向滑车中每个转向滑车的转角度数为β/n;设牵引力或张力为F，不考虑摩擦系数，则每个滑车的受力为

图1 转向滑车受力Fig.1Force diagram of corner block

1.2 转向滑车数量的确定

1.2.1 转向滑车数量确定的原则

在设置转向滑车时，应根据式(1)计算出每个滑车的受力，同时应考虑转向滑车、转向地锚的额定荷载是否满足要求，若不能满足要求，则需要增加滑车数量，以减少每个转向滑车的受力。当张力场转向时，还应考虑导线的包络角不超过30°的规定，以确保导线放线质量。

不同的转角度数和不同的转向滑车数量，各转向滑车受力计算系数如表1所示。表1中带下划线的数据是转向滑车转向角度30°时受力计算系数。

表1 滑车受力计算系数Tab.1Force coefficient of corner block

1.2.2 牵引场转向滑车数量的确定

一般常用牵引绳转向滑车的额定负荷为150、200、300 kN，而较大规格地锚的额定受力一般为78 kN。如考虑2个八字形地锚(一般按60°布置)，则2个地锚的合力约为135 kN。一般地锚额定受力小于转向滑车的额定受力，为此确定转向滑车数量时应以地锚的额定受力进行控制。当不能满足要求时，需要增加转向滑车数量以减少受力，直至满足地锚额定受力的要求。

当采用1个地锚，且转向角度为30°时，每个转向滑车受力为78 kN，则允许的牵张力为78 kN/ 0.518=150.6 kN。150 kN是一般常规导线一牵四张力放线［5-10］时的牵引力。

当采用八字形地锚时，每个转向滑车允许受力为135 kN，则允许的牵张力为135 kN/0.518= 260 kN。260 kN一般是常规导线一牵六、一牵八以及大截面导线一牵四张力放线时的牵引力。JL/G2A－900/75型导线一牵四张力放线时牵引绳的转向滑车设置如图2所示。

为此在确定牵引场转向滑车数量时应首先考虑地锚的受力，一般以每个放线滑车的转向度数不超过30°为控制条件较为合适。

图2 JL/G2A－900/75一牵四牵引绳转向滑车布置Fig.2Layout of corner blocks of traction rope towing four JL/G2A－900/75 conductor

1.2.3 张力场转向滑车数量确定

在张力场导线转向时，一般应按转向放线角度不超过30°控制。一般五轮放线滑车的额定荷载在80 kN及以上，可仍以相应地锚额定受力78 kN为控制条件进行选择。张力场转向滑车设置如图3所示。

图3 张力场导线转向滑车布置Fig.3Layout of conductor corner blocks at tension work place

1.2.4 小结

在实际确定放线滑车时，应以30°控制牵引场、张力场的转向滑车转向角度和以地锚受力控制转向滑车允许受力，最终确定转向滑车的数量。

2 转向滑车现场分坑

在根据转向角度确定滑车数量后，应在现场对实际的转向滑车位置、地锚坑位置和地锚坑马道方向进行实际放样，简称为分坑。

2.1 转向滑车位置间的几何关系

以转向角度为β的转向为例，设转向滑车数量为n，则每个转向滑车的转向度数为β/n。每个转向滑车转向点处的内角平分线交汇在1个点上，这个点为各转向滑车转向点所在圆的圆心。当圆的半径减少转向滑车的半径r后，该圆为转向滑车中心所在的圆。相邻2个转向滑车的圆心角为β/n。

当转向滑车个数为奇数时，中间转向滑车位于转向内角平分线上;当转向滑车个数为偶数时，转向内角平分线位于2个转向滑车的中间，如图4所示，这在分坑布置时需要注意。

图4 转向滑车布置几何关系Fig.4Geometrical relationship of corner blocks'layout

当已知相邻2个转向滑车的间距l(大于转向滑车半径r的2倍)时，则各转向滑车中心所在圆的半径则各转向滑车转向点所在圆的半径为(R+r)。

设转向点为A，靠近牵张场方向最外侧滑车的转向点为B，各转向滑车转向点所在圆的圆心为O，如图4所示。在三角形△ABO中，∠ABO=(180°－β)/ 2，∠BOA=(1－1/n)β/2，则∠ABO=90°+β/n。已知LOB=(R+r)，利用正弦定理，则可求出

一般转向滑车的半径r=0.458 m，相邻转向滑车的距离l=2 m，在转向角度不超过150°时，LOA一般不大于12 m。

2.2 现场分坑步骤

应根据现场地形条件合理选择转向滑车的分坑方法，主要分坑方法有以下2种。

2.2.1 一般条件下现场分坑

一般条件是指现场地形能够满足圆心O点能支设经纬仪。一般条件下现场分坑步骤为:

(1)确定圆心的位置。现场分坑时，应将经纬仪设在转向点A，对准线路中心方向和牵张机方向复测角度后，在转向内角侧找出角平分线，量取OA的距离。

(2)确定转向滑车中心位置。将经纬仪设在O点，以A点进行定向，当n为奇数时分别旋转β/n，确定各个转向滑车的中心，旋转半径为R。当n为偶数时，应先旋转β/(2n)确定角平分线两侧的放线滑车，再旋转β/n更远的转向滑车，旋转半径为R。

(3)确定地锚坑马道方向。在经纬仪设在O点确定各转向滑车中心时，应加地锚钢丝绳套子及连接工具的水平投影长度，确定地锚坑位置，根据地锚坑位置和转向滑车中心位置确定马道方向。

2.2.2 特殊条件下现场分坑

特殊条件是指现场条件的圆心O点不能支设经纬仪。这时需要采取的措施是依据上述的几何关系，在AutoCAD中绘制比例图形，利用极坐标方式确定各转向滑车中心位置，如图5所示。采用一般条件下现场分坑同样的方法确定各地锚坑位置，依据地锚坑和转向滑车中心连线确定地锚马道方向。

图5 极坐标方式确定转向滑车中心位置Fig.5Centre position of corner block by polar coordinates

3 转向滑车及其地锚坑布置注意事项

(1)本计算方法考虑的均是水平布置，但在施工时靠近邻塔的最后1个转向滑车和靠近牵张机的第1个转向滑车一般在竖直方向有一定的倾角，为此，在实际确定转向滑车数量时应予以考虑，确保每个转向滑车的受力均满足要求。若倾角较大，一般可以采取措施消除倾角的影响，如采取压线滑车等措施消除上扬倾角的影响，采取托地滑车等支垫措施消除向下倾角的影响。

(2)由于各转向滑车的中心位置关系到滑车的受力分配，当转向滑车间距较小时，应控制好各转向滑车的中心位置，采取具体复核措施。

(3)由于地锚受力是关键，应根据地质情况对地锚允许受力进行验算，必要时进行拉力试验。施工时控制好地锚坑的埋深、马道方向，确保地锚受力合理。

(4)为了减少两边相对转向角度的影响和减少对邻塔两边相的拉力(水平角度不超过5°)，转向位置宜选取距离最近的铁塔200 m及以上(按横担一侧宽度17.5 m计算，水平角度5°控制时，要求距离为200 m)。同时要求对邻塔的导线悬挂的仰角不宜大于15°，俯角不宜大于5°控制［4］。在确定转向滑车数量时应以转向角度最大的边相进行计算，应留有足够的裕度，确保各转向滑车及地锚受力满足要求。当两边相影响较小时，可以按照中心线进行分坑。当距离铁塔较近，对角度影响较大时，应分别设置转向。

(5)转向滑车围成的区域为危险区［3］，不得布置其他设备材料，工作人员不应进入，这样可确保人员和设备安全。