500 kV变电站跨三档管母高层导线更换技术研究

吴浩，杨杰，潘国跃，张汉荣

（浙江省送变电工程公司，杭州310016）

500 kV变电站跨三档管母高层导线更换技术研究

吴浩，杨杰，潘国跃，张汉荣

（浙江省送变电工程公司，杭州310016）

结合500 kV瓯海变技改工程，针对跨三档管母高层导线更换时停电时间短、作业范围窄等难点，在理论计算的基础上，提出了更换导线的技术方案，详细介绍了高层导线的拆除与安装过程，通过实践验证了技术方案的可行性，保证了更换导线施工的安全和质量。

变电站；高层导线；张力；导线更换

0 引言

随着电力负荷的不断增加，有些500 kV变电站的高层导线已不能满足输送容量的要求，输送电流超过了导线的长期允许载流量，电流密度大大超过了经济电流密度或线路压降超过允许值[1]，需进行更换。

500 kV瓯海变2号主变由750 MVA更换为1 000 MVA容量后，为满足输送容量的要求，需将其220 kV 1号母联、2号母联、2号旁路等间隔的NRLH60GJ-1440原导线更换为2× NRLH60GJ-800/55新导线。变电站220 kV区域采用双母线、双分段接线方式，其中1号母联的高层导线有2档，跨线1设计档距约为38 m，同时跨三档管母。该变电站是温州地区重要的电力枢纽，停电时间短，作业范围窄，工作任务重，风险大！以2号母联间隔的导线1为例，实施了一种更换导线的技术方案，顺利完成了导线更换工作，为以后的跨三档管母导线更换积累了技术经验。

1 跨三档管母高层导线拆除的技术方案

1.1 导线吊装方案

导线更换使用了50 t吊机，受力分析如图1所示，1号构架的导线悬挂点标高H1为14.5 m，50 t吊机的平台高度约1.5 m，带副臂时伸出最大长度L约为48 m，打开最大角度为78°，此时吊机能承受的最大吊重2.9 t。吊机支腿完全打开后横向宽度约7.2 m。测吊机中心离电流互感器侧电缆沟的距离L1为3.6 m，吊机中心离断路器的距离L2为5.5 m。

图1 吊机受力分析

由于受场地限制，吊机的一侧支腿定在电流互感器侧的电缆沟处，在电缆沟内必须用铁道木垫实，并铺盖钢板，禁止将吊机的支腿直接压在电缆沟的盖板上，以防止电缆盖板断裂发生吊机侧翻并损坏设备事故。1号构架高度H1与吊机中心离断路器的距离L2所构成的三角形中tg β=（H1-1.5）/L2=2.36，而吊机最大打开角度时tgα= 4.7，得α＞β，故吊机的吊臂能从横梁上方穿过。当吊机打开最大角度时，吊臂高度H=1.5+Lsinα≈48.5 m，更换导线长度约38 m，管母高度h1约9 m，说明吊机将导线完全起吊后其下面的绝缘子高度大于管母的高度。

耐张绝缘子串和可调绝缘子串重量分别约为118.61 kg，124.95 kg，其总重约为243.56 kg，单导线LGJQT-1400（拆除）重量约为158.72 kg，单个NYZ-1400重量约为7.3 kg，小勾重约100 kg，故拆除时吊机的承重约为516.88 kg，小于吊机最大吊重。双导线2×NRLH60GJ-800/55（安装）重量172.16 kg，单个NY-800/55N重量为9.8 kg，经计算得安装时吊机的承重为554.92 kg，其值亦小于吊机最大吊重。

1.2 高层导线的张力计算及其分析

对导线2×NRLH60GJ-800/55的张力等进行分析，与其他型号的导线分析类似，高层导线的张力分析见图2。按照线路施工技术规程要求，高压输电线路在导线放线施工中，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[2]。放线张力按放线区段进行计算，在张力放线区段的各档中，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。图2中的1号构架到2号构架是放线区段的控制档，N是控制点，导线对N点的安全距离是h2，当高差时ΔH＜0.1L时，采用平抛物线方程及其推导公式，计算误差在0.5%以内[3]。图2中1号与2号构架高差约为0，因此选用平抛物线方程及其推导公式进行张力分析。放线时控制点N点对应弧垂的计算公式为：

式中：H1，H2分别对应1号、2号构架的导线悬挂点标高，H1=H2=14.5 m；L为相邻1号、2号构架之间的挡距，L=38 m；L1，L2分别对应为正母中心距1号、2号构架的距离，分析张力时将N点取在正母的B相的最高标点处，L1=L2=0.5L =19 m；管母标高h1=9 m；h2高度见图2所示。

图2 高层跨线的张力分析

在架设导线过程中，当紧线到位时，导线的张力最大，此时取h2为3.5 m，经计算得f=2 m。

已知f计算该档导线放线最大水平张力为（单线）[4]：

式中：q为导线单位长度重量，q=2.69 kg/m；g为重力加速度，g≈9.8 m/s2。由式（2）与式（3）计算得F=2 379.17 N。

式中：ε为滑车的阻力系数，取1.012；n滑车的个数，其值为2；m为导线根数，其值为2。

经计算得T=5 543.73 N。导线和吊勾重量G= 5 438.22 N，吊机受力为T2=G+Tsinβ=6 580.41 N，吊机受力小于吊机最大吊重为28 420 N。为了保持吊机小勾处于平衡状态，1号构架横梁侧机动绞磨提供最大拉力T1=Tcosβ=5 424.79 N。

2 更换导线技术方案的实施

2.1 拆除2号母联间隔的设备连线

以2号母联间隔的导线1为例进行说明。首先拆除2号母联间隔线路侧过道管母共3根，采用吊机吊斗登高，将220 kV 1号母联的设备引连线拆除，并拆除引下线上的金具，拆除隔离开关侧金具采用竹梯登高作业。

2.2 拆除2号母联间隔的高层导线1

在1号、2号构架的横梁上分别固定好滑车，1号构架的横梁侧机动绞磨牵引钢丝绳通过滑车与瓷瓶串头部连接牢固。2号构架的横梁侧机动绞磨牵引钢丝绳通过滑车与联板连接牢固，在线路侧的路上停放好50 t吊机，将吊机副臂打开后升至1号构架的横梁上方，吊机头部离地面高度约47 m。然后将吊机小勾放下，将需要拆除的一相导线瓷瓶串头部用钢丝绳连在小勾上，此时1号构架侧的钢丝绳处于松弛状态。

1号构架横梁侧机动绞磨牵引紧线后，拆开导线1靠1号构架侧绝缘子的U型环与横梁挂点的连接。机动绞磨慢慢回送钢丝绳，瓷瓶串跟随吊机小勾缓慢地往下送，等导线张力变得较小后，2号构架横梁侧机动绞磨稍微紧线后拆开2号构架侧绝缘子的联板与双联碗头的连接，2号构架横梁侧的瓷瓶串不与导线一起拆除。

2号构架横梁侧机动绞磨回送钢丝绳（1号构架横梁侧机动绞磨钢丝绳同时回送），并操作吊机小勾往上提升，吊机小勾上升与1号、2号构架横梁侧机动绞磨钢丝绳回送要密切配合，在小勾刚开始提升的状态下，吊机小勾钢丝绳往2号构架侧偏移，需要用1号横梁侧的机动绞磨拉住，提供一个反向力，使小勾尽量处于平衡状态。直至吊机小勾完全将导线吊起，使整根导线处于管母上方，然后操作吊机将其小勾往下放，将导线放至在副母（第一段）与正母之间的地面上。

2.3 架设2号母联间隔的高层导线1

在线路侧的路上停放好50 t吊机，将吊机副臂打开后升至1号横梁上方，吊机头部离地面高度约47 m处，然后操作吊机将小勾放下。将压接好的导线抬至需架设地点，导线两侧与瓷瓶串组装好，先将一侧瓷瓶串与1号构架横梁侧的机动绞磨牵引钢丝绳绑连接牢固，缓缓提升吊机小勾，待小勾将导线吊起刚脱离地面时，将另一侧导线的瓷瓶串与2号构架横梁侧的机动绞磨牵引钢丝绳连接牢固，继续操作吊机使其小勾缓慢提升，直至使整根导线处于管母上方。再操作吊机小勾使其下降，同时利用2号构架横梁侧机动绞磨牵引紧线。在紧线即将到位时，应严格控制过牵引力，以防发生意外。

图3 更换跨三档管母高层跨线的系统方案

当导线牵引到位后将瓷瓶串头部U型环与2号横梁上的挂点连接，然后利用1号横梁侧机动绞磨牵引紧线，吊机小勾跟随瓷瓶往上缓慢提升，导线到位后将1号构架侧的瓷瓶串头部U型环与其横梁上的挂点连接。最后完成导线间隔棒、设备引下线、过道管母等安装。更换跨三档管母高层导线的系统方案见图3，其现场作业见图4。

图4 更换跨三档管母高层跨线的现场作业

3 结语

在理论计算的基础上，通过500 kV瓯海变技改工程的实践，验证了所述的更换跨三档管母高层导线技术方案是可行的，实现了在不拆除正副母的前提下更换导线，历时4天，不仅提高了工作效率，降低了更换导线的成本，也保证了作业安全和质量。

[1]马士林.更换电力线路线时经济截面确定法的探讨[J].电工技术，1990，3（1）∶7-8.

[2]李博之.高压架空输电线路施工技术手册[M].北京：中国电力出版社，1997.

[3]林一凡.电厂、变电站软导线张力计算及其分析[J].电力建设，1997，5（7）∶35-36.

[4]徐青松，候炜，王孟龙.架空输电线路覆冰实时监测方案探讨[J].浙江电力，1997，5（3）∶9-12.

（本文编辑：杨勇）

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Research on Replacement Technology of High Line Crossing Three Tubular Busbar Groups for 500 kV Substation

WU Hao，YANG Jie，PAN Guo-yue，ZHANG Han-rong
（Zhejiang Electric Transmission and Transformation Engineering Co.，Ltd，Hangzhou 310016，China）

Based on the 500 kV technical renovation project of Ouhai Substation,this paper presents a technical scheme for high line replacement based on theoretical calculation to deal with the difficulties of short-time outage，narrow operating range etc.for replacement of high line crossing three tubular busbar groups.It describes the processes of the removal and installation of the high line.The scheme proves to be feasible after practice and ensures replacement safety and quality.

substation；high line；tension；line replacement

TM752

：B

：1007-1881（2012）03-0012-04

2011-09-08

吴浩（1985－），男，浙江衢州人，硕士研究生，主要从事变电工程施工技术管理工作。