对1250?mm2级大截面导线展放滑车悬挂方式的研究

王东阳

摘 要：灵州-绍兴±800 kV特高压直流输电线路工程采用了两极6×JL1X1/G2A-1250/100及6×JL1/G2A-1250/100钢芯铝绞线，这是1250 mm2级大截面导线在我国特高压直流输电线路工程上的首次应用，导线外径及计算重量大，张力放线对施工机具的性能要求高，滑车悬挂方式的选择，对工程进度及施工质量有重要影响。该文结合工程特点，对滑车悬挂方式了分析，并简述了滑车挂具的设计和计算过程。

关键词：1250 mm2 大截面导线 3×（一牵2） 张力放线 滑车挂架

中图分类号：TM752 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（a）-0107-02

1 工程概况及滑车选定

1.1 工程概况

灵州-绍兴±800 kV高压直流输电线路工程，是1250 mm2级大截面导线在特高压直流输电线路上的首次应用，在该工程陕1标段中，导线按气象区段分别采用两极6×JL1X1/G2A-1250/100或6×JL1/G2A-1250/100钢芯铝绞线，每极导线六分裂，正六边型布置，分裂间距500 mm，参数见表1。

1.2 导线放线滑车

导线放线滑车的轮槽底径D、轮槽倾斜角β、轮槽底部半径R、轮槽深度S等尺寸应满足《架空输电线路放线滑车》的规定。

该工程导线实际最大垂直档距1137 m，导线垂直荷载，即滑车允许承载力应满足：

其中Wd（kg/m）为导线的计算单位质量

且滑车轮径应满足：

导线放线滑车选用SHD-3NJ-1000/120（槽底直径Φ1000 mm）尼龙挂胶，额定荷载为120kN的三轮导线放线滑车。

另按照国家电网公司直流建设部要求，转角度数大于40°或垂直档距大于1000 m的铁塔需悬挂加强型滑车，加强型滑车同普通滑车区别主要有：（1）加强型滑车两侧槽钢支架使用16#槽钢，普通型使用12#槽钢；（2）加强型滑车钢丝绳轮使用钢轮，普通型使用尼龙轮。

2 滑车挂架的研制

2.1 滑车悬挂方式分析

采用3×（1牵2）方式展放导线时，由于直线塔每极需悬挂3个三轮放线滑车，挂双滑车时每极需悬挂6个三轮放线滑车，悬挂多滑车时，通常有以下两种方式：（1）定制专用拉杆，配合卸扣进行单个滑车悬挂；（2）通过定长钢丝绳套，配合手扳葫芦进行单个滑车悬挂。

在使用以上两种方法紧线时，将会出现以下问题：（1）施工效率差：悬挂钢丝绳时，需通过多个配套工具调整滑车高度，使其保持一致，使滑车悬挂时间大幅延长，且不便于紧线施工；（2）施工难度大：使用钢丝绳套悬挂滑车时，在架线施工过程中，滑车易晃动，导致走板偏离、导线鞭击等事故；（3）弧垂控制难：使用钢丝绳套悬挂滑车时，由于风力会影响各滑车高度，调整子导线弧垂时，难以使各弧垂保持一致。

由于以上几点问题，我们研制了专用滑车挂架，将3个3轮滑车同时悬挂于同一构架上，使得滑车高度一致，可减小滑车悬挂施工难度，并有效提高施工效率。

2.2 挂架结构特点

挂架主要结构采用厚度为16 mm的Q345钢板，下部采用160×16钢板及小三角板焊接补强，各滑车挂点及螺栓连接处均焊接圆形钢板补强。经检验，各滑车挂点保持130 kN的荷载时，滑车整体及挂点无形变，而滑车所受最大荷载为95.6 kN，且各滑车架体间最小间距为286 mm，可满足施工需求。

2.3 挂架受力分析

2.3.1 荷载分析

根据电力行业标准（DL/T 875一2004）第4.4.1：“最大工作载荷对应的屈服安全系数一般应不小于1.75。”对各点荷载乘以安全系数1.75，可得各点荷载设计值如下：

A、B、C点：100kN×1.75=175kN；

结构自重：10kN×1.75=17.5kN。

对横梁简化并做受力分析如图1所示。

对左边进行受力分析可得：=231.5kN；=151.6kN；=301.1kN；=192.5kN。

2.3.2 对A、B、C、O四点螺栓进行抗剪验算

（1）

普通螺栓：

根据Q345钢材抗拉强度标准值和抗拉强度设计值的比值可以求出Q345钢材抗力分项系数。

由8.8级螺栓抗剪强度设计值=320MPa和材料的抗力分项系数的乘积，可得8.8级螺栓抗剪强度标准值=350MPa。

由公式（1）得A，B，C螺栓能承受的剪力

=494.8kN

>301.1kN

O螺栓能承受的剪力

=836.2kN

>192.5kN

可见当螺栓抗剪强度采用标准值验算时各螺栓的抗剪强度满足设计要求。

2.3.3 对A、B、C、O四点的孔壁承压验算

孔壁承压值：

（2）

当验算角钢和三角联板孔壁承压时根据钢材的抗力分项系数和螺栓的承压强度设计值=510MPa的乘积，可推得螺栓的承压强度标准值=560MPa。

由公式（2）得A，B，C点孔壁承压值为

=30×28×560=470 kN

>301.1kN

O点联板孔壁承压值：

=39×32×560=698 kN

>192.5kN

可见当螺栓承压值按标准值验算时联板各孔壁承压能力满足要求。

当验算O点金具孔壁承压时，螺栓的承压强度标准值=445.5MPa。

由公式（2）得O点金具孔壁承压值

=39×32×445.5=555.9kN

>192.5kN

可见当螺栓承压值按标准值验算时金具孔壁承压能力满足要求。

2.3.4 对联板薄弱截面（孔O处截面）进行强度校核

O处正截面应力：

==

84.8MPa<=345MPa

可见按钢材强度标准值对薄弱截面进行验算时满足要求。

2.3.5 联板和角钢的焊缝强度验算

轴心受力的对接焊缝计算公式：

=

=9.72sMPa≤

由规范知E50对接焊缝的设计值=310Mpa，可见焊缝强度满足焊缝设计强度要求。

2.3.6 联杆强度验算

联杆拉伸强度：

F=/S=（231.5/2）/（70×14）=118.11Mpa

<=345MPa

可见联杆拉伸强度验算满足要求。

2.3.7 B点挠度验算

此处采用荷载的标准值对B点进行挠度验算。

根据虚功原理，对组合结构进行位移计算：

（3）

式中：

E为钢材弹性模量，取206GPa

当考虑角钢及三角联板刚度时（计算结果偏于保守）根据上式可得A点挠度Δ=2.5 mm（由于横梁高跨比较小，未考虑剪切变形引起的位移）。

2.3.8 角钢钢梁强度验算

由于角钢钢梁自重相对较小，此处在不考虑钢梁自重的条件下可得角钢钢梁的弯矩图如图2所示。

梁单向弯曲时正应力计算公式为：

≤f （4）

式中：

为截面的塑性发展系数，由于该结构体系主要受动荷载，所以取=1。

在此分别对弯矩最大处B截面、角钢C端截面进行强度验算。由公式可得各个面积对形心轴的惯性矩，又由于截面各部分对截面形心轴的惯性矩的和即为截面的惯性矩，可得各点的惯性矩如下：

B截面的惯性矩：

=688.81+450+37.57×4.482+24×7.002=3068.8 cm4

净截面模量：

=3068.8/14.50=211 cm3

H截面的惯性矩：

=688.81cm4

净截面模量：

=173.1cm3

由公式（4）可得B、H截面的最大应力值：

=9.625×107/（211×2×103）=227MPa

=4.8125×107/（173.1×2×103）=139MPa

可见B、H截面的强度满足设计要求。

2.3.9 角钢钢梁整体稳定性验算

此处仅对C截面进行梁的整体稳定性分析作为参考之用

梁的整体稳定计算：

=9.625×107/（1×211×2×103）=227MPa

式中取=200cm，=7.06cm；=1.02>1，取=1。

由此可见，角钢钢梁满足整体稳定性的要求。

3 滑车挂架的应用

存在下列情况之一时，应悬挂双放线滑车：（1）垂直荷载超过滑车的最大额定工作荷载时；（2）接续管及接续管保护套过滑车时的荷载超过其允许荷载（通过试验确定），可能造成接续管弯曲时；（3）放线张力正常后，导线在放线滑车上的包络角超过30°时。

3.1 直线塔滑车悬挂

直线塔悬挂单滑车时，采用专用滑车挂架进行连接：单绝缘子串悬挂滑车时，由绝缘串子下方的悬垂联板通过专用滑车挂架与3只三轮滑车相连，如图3所示。

3.2 耐张塔滑车悬挂

耐张塔每极悬挂3组三轮放线滑车，滑车通过卸扣及Ф24mm钢丝绳套悬挂于横担施工专用孔上。需悬挂双滑车的，两滑车之间用两根100×8×3.5m槽钢连接固定，并按规范设置预偏。耐张塔双放线滑车的悬挂，见图4。

4 结语

为更好的控制施工质量，提高导线展放效率，我们新研制了滑车专用挂架，为1250 mm2级大截面导线展放提供了有利保障，平均减少附件安装工时0.8d/基，可安全、优质、高效地进行大截面导线展放施工，平均有效工效可达1.2km/d。

参考文献

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[4] 汤良友，鲁飞.±800 kV特高压直流输电线路张力架线滑车悬挂施工工艺[J].电力建设，2011，32（4）：121-124.