变电站220kV配电装置跨线更换新施工方法

刘中山　唐海平

摘要：近年来，老旧变电站导线越来越不能满足电流要求，需要更换。文章提出了通过两台吊车协助传递展放导线的施工方法，并以220kV杨桥变电站更换220kV母联间隔跨越导线为例，介绍了该方法的实施过程及相应的计算方法，解决了常规变电站220kV配电装置主变、母联间隔跨线更换传统方法工作效率低、工作难度大、安全风险高的问题。

关键词：变电站；220kV配电装置；跨线更换；新施工方法；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM611 文章编号：1009-2374（2016）19-0033-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.015

1 概述

随着社会经济和电网的快速发展，各地区用电量不断攀升，老旧变电站小截面积导线不能满足额定电流的情况越来越普遍，因此更换改造工作势在必行。在更换大截面导线实际工作中，由于母联间隔跨线在管型母线正上方，是最具施工难度的作业点，变电站内设备布置及结构的特点是空间非常狭小，给导线展放带来了很多技术难题，同时现在电网调度状况非常复杂，对管型母线进行长时间的全停操作也变得越来越不现实，因此以前的施工方法已经不能适应现在安全、高效、经济施工的新要求。

2 传统施工方法介绍

2.1 搭设跨越架施工

在主变、母联间隔Ⅱ母侧搭设跨越架，然后通过高空作业车到管母（或软母线）上空位置，拖拉传递绳，辅助卷扬机展放导线。但是卷扬机放线带有张力，跨线穿越设备区保护工作量大，控制人员多，控制绳可控制范围狭小，施工时很难保证导线不会与管母（软母）线刮蹭。同时搭设跨越架施工也需要停电作业且施工时间长，很难满足现在高效及安全的施工要求。

2.2 拆除管母，跨线更换后恢复

将主变、母联间隔内Ⅰ母、Ⅱ母管型母线先拆除后再进行施工，可以有效地避免跨线安装时对母线的接触摩擦。这样的方法可以减少很多的地面控制人员，不用搭设跨越架。但是拆除及恢复管母线的工作量非常巨大，加上技改的变电站多为投运很长时间的老旧变电站，很多管母固定金具等已经锈蚀，很难拆除与恢复，倘若采取此种施工方法，拆除和恢复管母线的时间就远远超出了停电安装时间。因此，这种施工方案在现在要求高效施工的情况下很难被采取。

3 新的施工方案验算与实施

跨线跨越设备区，传统施工方法管母线、设备损坏几率大，保护设备工作多，施工时间长。为了降低施工安全风险，优化施工工序和时间，可以采用大型吊车和卷扬机相互配合施工，制定采用两台吊车协助1440跨线展放的施工方法。此方法采用吊车配合传递跨越设备区的高空作业，将整个作业面全部提高至管母线上方进行施工作业。

3.1 验证两台25T吊车实施协助放线的可行性

根据现场实测和图纸标注可知：管型母线相对标高为9.295m，计算中，考虑裕度后，按10m计算，同时吊车回转中心离地高度为1.2m，所以管母线距吊车实际操作工作面高度为8.8m；构架标高14m，实际计算中，按15m计算，同时吊车回转中心离地高度为1.2m，所以构架距吊车实际操作工作面高度为13.8m。Ⅱ母C相管母距Ⅱ母侧道路中心线距离为11.5m；Ⅰ母道路中心线距Ⅰ母侧构架中心线距离为6.5m；两条道路中心线距离为38.5m。工作中将两台吊车均摆设于道路中央。根据下方计算于Ⅰ母B相管母上方完成传递。

根据上面数据可知tanα=0.765，α=37.4°，四节臂25T吊车臂长为34m，可以计算出Ⅱ母侧吊车臂全部伸出，可以达到的水平距离为34m×cosα=27.0m。tanβ=2.123，β=64.8°，可以计算出Ⅰ母侧吊车臂全部伸出，可以达到的水平距离为34m×cosβ=14.5m。两台吊车水平可达到距离和为41.5m，远于吊车中心距离的38.5m，因此理论上可以完成传递放线工作。实际工作中，在Ⅰ母B相管母上方，完成传递比较合适，此时Ⅱ母侧吊车距离Ⅰ母B相管母水平距离为25m，吊车实际伸出吊臂长可计算出为25m/cosα=31.5m；Ⅰ母侧吊车距离Ⅰ母B相管母水平距离为13.5m，吊车实际伸出吊臂长可计算出为13.5m/cosβ=31.7m。由于导线较轻，在实际计算中，以吊车臂长为吊车选型主要参数，而很少考虑吊车起吊导线的

重量。

3.2 根据跨线安装中受力分析，选择其余受力工器具

3.2.1 受力分析涉及的计算公式。

3.2.2 拆除2（LGJ-300/20）导线时张力计算。根据图纸标注构架的相对标高为14m，构架间距离为43m，中心点位置为断路器与Ⅱ母C相之间，管母标高为9.295m，因此拆除时最大弧垂可达到5m，也不会与管型母线接触。LGJ-300/20导线截面积S=324.33mm2；计算质量Q=1002.0kg/km；根据式（1）计算LGJ-300/20导线自重比载g=3.09×10-3kg/m·mm2；根据式（2）计算单根导线水平应力σ=0.143kg/mm2；根据由于原间隔为双线，所以导线张力T=2×σ×S=92.76kg。因此，当弧垂达到5m时，导线张力经很小了。

3.2.3 安装1440导线过牵引张力计算。220kV主变、母联间隔上层跨线采用NRLH60GJ-1440/120型导线，两构架之间挂点中心孔距实际测量LA=42.20m、LB=42.15m、LC=41.93m；具体核算数据时以A相跨距为主要计算依据；设计安装弧垂小于等于2m，由于弧垂越大，应力越小，实际安装时，我们取弧垂f=2m；NRLH60GJ-1440/120导线截面积S=1555.8mm2；计算质量Q=4948.8kg/km；安装过程中，考虑过牵引ΔL=150mm。

根据式（1）计算可得导线自载比重g=3.18×10-3

kg/m·mm2；根据式（2）计算单根导线水平应力σ=0.354kg/mm2；根据式（3）计算运行时导线张力T=550.75kg；根据式（4）计算导线加绝缘子串及金具长度l=42.45m。

当过牵引150mm时，导线加绝缘子串及金具的长度l′=42.45-0.15m=42.30m；线长变化，根据式（4）变化，求出过牵引15mm的弧垂=1.26m；根

据式（2）求出过牵引15mm的导线应力σ'=0.562kg/mm2；根据式（3）求出过牵引150mm时导线水平张力T′=874.36kg。

根据以上计算，卷扬机在安装跨线紧线侧时，考虑此时钢丝绳承受的张力为过牵引150mm时导线水平张力为874.36kg，同时构架下方滑车布置最小夹角为90°，因此钢丝绳最大受力Fmax=2T′cos45°=1236.53kg。选择3T的卷扬机和6×19的Φ14钢丝绳（这类钢丝绳破断拉力为118kN，考虑安全系数为5，此类钢丝可提升重量为：118kN/5=2.36T，远大于钢丝绳最大受力）。

3.3 具体施工工艺

3.3.1 停电工作前进行的准备工作。（1）耐张绝缘子串组装完毕；（2）卷扬机布置于Ⅱ母侧构架下方（含卷扬机三级配电箱安装）；（3）耐张导线压接一头（待通过激光测距仪测量跨距后，通过公式计算出导线长度后压接另一头导线）。

3.3.2 停电后工作。

第一，机械布置。将两台25T吊车分别布置于Ⅰ母、Ⅱ母两侧道路上，高空作业车布置于Ⅱ母侧道路上，卷扬机布置于Ⅱ母侧构架下方。

第二，拆除2（LGJ-300/20）导线（以A相为例）。借助3T卷扬机钢丝绳绑在原有Ⅱ母侧绝缘子串上，拆除绝缘子串与构架挂点连接，卷扬机缓慢放绳至导线距离Ⅱ母C相大约500mm处停止放绳[根据上文拆除2（LGJ-300/20）导线时张力计算中，可知此时弧垂大约5m，张力92.76kg]。然后工作人员通过高空作业车，利用吊带固定导线最低点两侧后，利用齿轮开线钳将原有导线开断。开断后，利用吊车协助将开断后的两段导线及绝缘子放下。

特别说明：由于停电时间有限，将导线开断后拆除是最简捷的施工方法，保护工作少、人员投入少、拆除时间最短，因此选用此方法。

第三，安装NRLH60GJ-1440/120导线（依然以A相为例）。安装顺序从Ⅱ母侧构架向Ⅰ母侧构架通过两台吊车传递展放导线，先利用在Ⅰ母侧吊车将绝缘子串安装在构架上，然后利用卷扬机安装Ⅱ母侧导线。

具体实施：（1）在Ⅰ母侧导线绝缘子上设置两个吊点，利用Ⅱ母侧吊车跨越Ⅱ母将其吊至Ⅰ母B相上方；（2）位于Ⅰ母侧吊车同时跨越Ⅰ母侧构架将吊臂伸至Ⅰ母B相上方，同时吊车下绳；（3）通过高空作业车上工作人员将Ⅰ母侧吊车吊钩挂在绝缘子串另一个吊点上，等Ⅰ母侧吊车受力后，松开Ⅱ母侧吊车与绝缘子接触；（4）在Ⅱ母侧吊车上设置放线滑轮，以便于提升随着Ⅰ母侧吊车摆臂时移动的导线，防止摩擦管母线；（5）利用吊车摆动将绝缘子串安装于Ⅰ母侧上；（6）通过高空作业车取下滑轮后，利用卷扬机将Ⅱ母侧导线安装于Ⅱ侧构架上。

4 结语

采用两台吊车协助导线展放的新施工方法，解决了在老旧变电站技改中关于220kV主变、母联间隔跨线更换工作中涉及的停电时间长、设备保护工作大、控制人员多的问题。其中，吊车、受力工器具的分析表明，这种施工方法具有安全性高、可操作性强、适应性面广的特点，完全可以应用到更多变电站的改造施工作业中。根据不同变电站的具体情况可以灵活布置，能够为更多的同行提供借鉴。

参考文献

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[J].广西电力，2011，（3）.

[2]蔡生泉.高压架空输电线路张力架线[M].北京：水

利电力出版社，1991.

[3]电气装置安装工程母线装置施工及验收规范

（GB50149-2010）[S].2010.

（责任编辑：蒋建华）