±800 kV特高压复奉直流接地极线路调爬工程施工技术

顾俊杰，袁 奇

(国网上海市电力公司检修公司，上海 200063)

电网技术

±800 kV特高压复奉直流接地极线路调爬工程施工技术

顾俊杰，袁 奇

(国网上海市电力公司检修公司，上海 200063)

强调了提高特高压直流接地极线路绝缘水平的重要性，通过将接地极线路绝缘子片数增加至5片，并按照间隙与绝缘子干弧距离比值为(80+2.5)%配置并联间隙，同时确保满足导线对地及交叉跨越安全距离要求等技术要点，确保了接地极线路满足线路运行规范，提高了电网运行的可靠性和稳定性。最后探讨了±800 kV奉贤换流站-廊下接地极线路调爬工程的施工技术，并为重要输电通道特高压直流线路技改工程提供施工经验。

直流输电系统；特高压直流接地极线路；电网运行

随着经济的快速发展，电力需求随之迅猛增长。部分输电线路由于使用的设计标准旧、投运时间长，加之通道环境变化导致线路发生故障跳闸的概率陡增，必须对输电线路进行故障分析，进行必要技术改造，确保重要输电通道安全稳定运行。

根据国家电网公司关于跨区电网××直流接地极线路故障分析要求，针对奉贤±800 kV直流工程满负荷运行情况以及直流系统产生操作过电压水平问题，通过提高接地极线路绝缘水平，使接地极线路耐受操作过电压水平与换流站中性母线耐受水平相匹配，从而提高直流输电系统乃至整个电网的运行安全性和可靠性[1-2]，并为重要输电通道特高压直流线路技改工程提供施工经验。

1 ±800 kV复奉直流接地极线路概况

1.1 线路走向

±800 kV复奉直流接地极线路起自上海市奉贤区换流站，经海湾镇、拓林镇、漕泾镇、庄行镇、松江区、金山区到廊下镇的接地极，全长97.14 km，航空距离70 km，曲折系数1.35，全线杆塔共计263基，其中耐张塔72基，直线塔191基(其中直线转角塔21基)[3-5]。

1.2 线路合杆及独立段情况

接地极线路从上海市奉贤区换流站至松江区南雉鸡村附近，长81.75 km，与±800向家坝—上海的复奉直流线路同杆架设，从南雉鸡村向南到廊下接地极为独立架设，长15.39 km。

独立段线路包括两部分：

第一部分，在奉贤换流站出口，从门型构架至复奉直流线路的5446号塔，有两档线，长0.192 km。

第二部分，从朱泾镇以东约2 km处的南雉鸡村附近接下。接地极线路转向南单独架设。首先钻过2回500 kV交流线路，再穿越±500 kV葛南线，向南平行于10 kV线路走线，线路跨过秀州塘、万枫公路，然后沿农建路向南，到富强村后，线路左转向东跨过朱平大道，再右转沿朱平公路向南，经顾家浜、陈家村，跨过胥蒲塘，再向南经吕巷镇的官帝村、陆家浜跨过六里塘、经沈塘村、杨家浜、中华村到南长浜极址，线路路径长度15.20 km。

1.3 改造前主要设备情况

1.3.1 导线和地线

(1) 导线。主要采用两回2×JNRLH60G1A-500/45型铝合金绞线(双分裂)，分裂间距450 mm，以及部分区段(52～61号段)采用两回2×JGQNRLH/EST-630/80耐热导线(双分裂)，分裂间距450 mm。

(2) 地线。独立段全线架设1根普通地线，其型号为1×7-11.4-1270-B(GJ-80)型稀土铝镀锌钢绞线；合杆段采用双线加设，1根为OPGW-24(36B1-175)光缆，另1根为LBGJ-180-20AC地线。

1.3.2 绝缘子

导线用绝缘子强度共分3个等级： 70 kN级、160 kN级、210 kN级。其中，70 kN级瓷绝缘子用于门型构架出线部分；悬垂串采用160 kN级直流悬式绝缘子，耐张串采用210 kN级直流悬式绝缘子。全线耐张串采用4片绝缘子，悬垂串采用3片绝缘子[6-7]。

1.3.3 招弧角

导线绝缘子串加装招弧角，悬垂串的招弧角间隙值采用420 mm，耐张串的招弧角间隙值采用550 mm。

2 接地极线路调爬改造规模

本工程接地极线路调爬改造主要是对导线、绝缘子串、塔头空气间隙、招弧角、重锤片、跳线、金具等进行了调换和改造。

全线直线(跳线)单联160 kN悬垂串每串需增加2片绝缘子，直线双联160 kN悬垂串每串需增加4片绝缘子，双联210 kN耐张串每串需增加2片绝缘子。需更换全线悬垂串和耐张串的招弧角，悬垂串招弧角由AH/TS型更换为XCZHJ-568型，耐张串招弧角由AH/TS3G型更换为NZZHJ-568型，全线悬垂串和耐张串的招弧角间隙调整为680 mm。更换全部耐张塔跳线，48基悬垂串加装重锤。对不满足塔头空气间隙的横担进行调换。

2.1 导线

本工程导线利用原有导线，型号为NRLH60G1A-500/45型铝合金绞线与JGQNRLH/EST-630/80耐热导线(双分裂)。导线技术参数见表1。

表1 导线技术参数表

2.2 绝缘子改造

全线绝缘子的强度共有3个等级：160 kN级、210 kN级和300 kN。其中：160 kN级瓷绝缘子用于门型构架出线部分；悬垂串采用160 kN级直流悬式绝缘子，耐张串采用210 kN及300 kN级直流悬式绝缘子。全线直线(单联/双联)及跳线串绝缘子，由原来运行的3片增加至5片；耐张串绝缘子双联成串，由原来运行的4片增加至5片。大连电瓷有限公司产各种绝缘子机电特性见表2。

2.3 导、地线防震措施

本工程所选导地线的平均运行应力超过破坏应力的18%时，均需采取防震措施，导线采用节能型防震锤，档距小于450 m时每侧每根安装2只。本工程地线采用节能型防震锤，档距小于350 m时每侧每根安装1只，导线间隔棒按施工图尺寸布置安装。

表2 盘型悬式瓷绝缘子机电特性表

2.4 塔头空气间隙改造

(1) 改造技术标准。根据《高压直流输电大地返回运行系统设计技术导则》(Q/DG1-D002—2005)中10.2.7条的规定，“接地极线路带电部分与杆塔构件(包括拉线、脚钉)的间隙，在大风和雷电气象相应的风速下，分别不小于0.10 m和0.45 m，高海拔地区应修正”。

10.2.8条规定：“为方便带电作业，在气温15℃和风速10 m/s条件下，带电部分对杆塔接地部件的校验间隙不应小于0.1 m，并应考虑0.3～0.5 m的人体活动范围”。

根据规程规定本工程带电部分与杆塔构件的最小距离见表3。

表3 带电部分与杆塔构件的最小距离 m

(2) 铁塔横担改造。部分直线/直线转角杆由于增加绝缘子片数，配合重锤片(ZC-15型)后，导致线路对塔身的安全距离不足，因此本次施工设计需要对23基直线杆的外侧横担进行更换加长，以满足原先布线方式。

(3) 重锤片安装。线路耐张及悬垂绝缘子串增加，串长变长，线路绝缘爬距相应增加，导致部分(直线及跳线串)导线对塔身间隙不够。经验算共有48基直线塔需加装ZC-15型重锤片来确保导线对塔身间隙，以满足规程电气要求。

2.5 绝缘子招弧角调换

根据国网公司要求“间隙与绝缘子干弧距离比值为(80+2.5)%配置并联间隙”，若按5片170 mm绝缘子串有效长的0.8倍考虑，全线悬垂串和耐张串的招弧角间隙应调整为680 mm。本工程原耐张串及悬垂串的招弧角间隙分别为550 mm和420 mm，因此本工程将所有悬垂串和耐张串的招弧角均需更换。

悬垂串招弧角由AH/TS单棒型更换为XCZHJ-568环型，耐张串招弧角由AH/TS3G单棒型更换为NZZHJ-568环型，全线悬垂串和耐张串的招弧角间隙调整为680 mm(300 kN耐张串取780 mm)。

对于悬垂串，每串应在顺线路方向前后各安装一组招弧角；对于耐张串，安装一组招弧角，安装位置为耐张串朝上侧。

2.6 跳线

在耐张串增加1片绝缘子(每片170 mm)、跳线串增加2片绝缘子(每片170 mm)情况下，耐张塔跨接线间隙长度不够，故需更换耐张串跨接线，满足规程规定。

2.7 金具

耐张串加入绝缘子后，线路的导线弧垂会增大，张力变小，线长增长，在不需要重新开断导线压接管的耐张段，将210 kN的瓷瓶串上的原金具串中3号金具元件挂板(P-42S，长度200 mm)及4号金具元件牵引板(QY-42S，长度260 mm)替换成新3号金具元件PT调整板(PT-42，长度290 mm)。

对于导线300 kN双联耐张串，本次改造设计需将原金具串中的3号金具元件挂板(P-6412S，长度120 mm)、4号金具元件牵引板(QY-64S，长度260 mm)及5号金具元件挂板(Z-64S，长度180 mm)替换成3号金具元件U型挂环(U-64180S，长度180 mm)。

3 重要交叉跨越

本工程从奉贤±800 kV换流站至金山枫泾沪浙交界联络处，全长97.14 km ，全线杆塔共计263基，中间跨越了多条500、220、110 kV架空输电线路以及380 V低压线路、通信线路，因此必须对沿线重要交叉跨越进行校核，以满足改造后线路运行期间满足安全距离要求。

3.1 500 kV线路交叉跨越段

2～3号：跨越远亭5135/远卫5136；

94～95号：跨越南亭5145/南卫5146；

153～154号：跨越汾三5902/汾林5912、500 kV葛南直流线；

206～207号：穿越练亭5147/练卫5148、汾三5902/汾林5912、500 kV葛南直流线。

3.2 220 kV线路交叉跨越段

2～3号：跨越远大2A21/远大2A22；

65～66号：跨越葛南接地极线路、林枫地极线路；

66～67号：跨越海火4179/海火4180线；

94～95号：跨越南亭2104/南亭2105线、亭海2A71线、亭海2A72线；

93～94号、86～87号：跨越亭目2A73/亭目2A74；

153～154号：跨越南万2103线；

206～207号：穿越南万2103线。

3.3 交叉跨越物的最小允许距离

根据《110～750 kV架空输电线路设计规范》GB 50545—2010和上海地区220 kV架空线环评要求中规定的原则，考虑到线路改造后的长期安全稳定运行，需要在改造前对改造后的交跨距离进行校核，导线对地及交叉跨越物的最小允许距离见表4。

4 施工关键技术

4.1 绝缘子安装

4.1.1 直线串加160 kN绝缘子调爬距

在施工的杆塔横担上，捆绑Φ15.5 mm的钢丝绳千斤，挂设5 t链条葫芦，链条葫芦的提线钩与配备的两联板相连，两联板的施工孔销住提线钩，勾住导线提升，提升不得少于一重保险，在横担头挂Φ13×5.0 mm的钢丝绳，钢丝绳穿过整组导线的联板捆绑在横担做后备保护。

表4 导线对地和对各种交叉跨越物的最小距离

4.1.2 耐张塔加210 kN绝缘子调爬距

在施工耐张杆塔横担捆绑Φ15.5 mm钢丝绳千斤，挂设2副6.3 t手板链条葫芦，链条葫芦钩联接螺栓型卡线器卡住导线(导线接触面用铝包带缠绕)，同时在横担处捆绑2×Φ15.5 mm×5.0 m的钢丝绳千斤，另一端连接U型环(U-12)，销住导线钢帽处的蝶形板，做后备保护，同时收紧2副手板链条葫芦使绝缘子松弛，脱离整串耐张绝缘子串挂点，将整串耐张联接金具(P-42S挂板和QY-42S牵引板)更换成PT-42290调整板及加入绝缘子。

4.1.3 耐张塔加300 kN绝缘子调爬距

本工程加300 kN绝缘子串2基4串绝缘子，52～61号塔原导线采用JGQNRLH/EST-630/80耐热导线，取2.5安全系数后，导线的最大拉力107 kN。在施工横担生Φ22 mm钢丝绳千斤，挂设2副20 t滑车组(走四走五)，导线处20 t滑车组连接导线螺栓型630型螺栓型卡线器卡住导线(卡线处缠绕铝包带，紧固螺栓型卡线器螺栓)，穿Φ13 mm钢丝绳，用花式串法，确保收紧后两滑车的最小间距大于1.5 m。钢丝绳长路经横担、塔身5t单片转向后进绞磨，同时在横担处捆绑2根Φ18 mm×5 m的钢丝绳千斤，另一端连接U型环(U-25)，销住导线钢帽处的蝶形板做后备保护，同时收紧2套绞磨，使绝缘子串松弛，脱离整串耐张绝缘子。

4.2 导线展放

(1) 放线时，大转角塔采用双滑轮；对导线埋线、紧线等操作时，不得使用卡线器，必须用PLP预绞丝紧线器，每只可以使用3次。

(2) 张力放线时利用旧导线牵引新导线。导线展放采用“一牵一”方式。

(3) 牵、张机应布置在线路中心线上，牵、张机出口距离相邻塔必须大于3倍的滑轮悬挂点高度的距离，进出线夹角不得大于30°。

(4) 张力放线的出线顺序，依次由地线、上相、中相、下相展放。

(5) 张力展放导线的操作和注意事项：① 牵引张力机、张力机的开停操作配合按“机械操作规程”；② 牵(张)机司机在得到现场指挥正式通知后，开机预调张力后，通知牵引张力机开始牵引，牵引初时应缓慢启动加速，避免造成冲击；③ 牵(张)机司机在接到任何施工人员报警信号或现场指挥停车信号时，牵引张力机司机必须立即停止牵引，并通知张力场指挥，任何情况下，张力场必须按现场指挥的指令操作。

4.3 外转塔横担更换

(1) 施工的杆塔，外转横担处挂走二5 t滑车组，导线侧用2副导线的提线勾(2副提线勾连接两联板施工孔，再连接5 t滑车组，连接用5 t U型环)，上下经Φ11 mm钢丝绳串接呈走一走二滑车组提升导线，脱离绝缘子串。

(2) 脱离绝缘子时，2子导线上串接2根Φ13 mm×6 m钢丝绳千斤(导线的接触面缠绕铝包带)；另一侧钢丝绳千斤，分开捆绑在横担上面杆塔的主材上，脱离绝缘子后，主材上的钢丝绳同步逐一收紧锚固。

(3) 锚固后，在导线与杆塔的接触点垫麻袋布或用毛竹包绞，做好防导线损伤的防护措施；防感应电的安全措施。

(4) 拆除阻碍施工的导线间隔棒，安装附件；拆除杆塔外转横担，按图安装杆塔新横担。

(5) 紧固横担螺栓后，加入绝缘子恢复横担直线挂点。

4.4 相关安全措施

(1) 线路停电后，应在工作地两端验电、挂设接地线，先挂接地端，后挂导线端；因线路路径较长，平行交叉线路较多，在施工杆号加设接地线。

(2) 20 t滑车组用Φ19.5 mm钢丝绳捆绑不少于5道、勾三股，5 t吨滑车用Φ15.5 mm钢丝绳不少于3道、勾三股，2 t滑车用Φ13 mm钢丝绳不少于3道、勾三股。钢丝绳的捆绑处的角钢垫木块，用麻袋布包裹，避开快韧的锋口。

(3) 在靠近运行的有电线路旁施工，安排专责监护人监督，确保安全距离：500 kV大于8 m，220 kV大于6 m。本次工程改造参照110 kV电气间隙，最小距离为1 m。

(4) 在重要有电段施工，做好防感应电的措施，分塔、分相依次进行。在一个耐张段内的工作，先完成直线串调爬的工作，再更换耐张串调爬，两者不得同时进行。

5 结语

调爬工程将接地极线路绝缘子片数增加至5片，并按照间隙与绝缘子干弧距离比值为(80+2.5)%配置并联间隙，从根本上消除了由于绝缘子爬电比距不足导致线路故障跳闸的可能性。同时，在施工中还必须充分考虑沿线重要交叉跨越满足安全距离要求，从而确保直流输电线路满足线路运行规程，保障跨区输电通道的安全稳定，有效提高上海地区接受外来电力的能力。

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(本文编辑：赵艳粉)

Creepage Adjustment Engineering Technology for ±800 kV Fufeng UHVDC Grounding Electrode Line

GU Junjie，YUAN Qi

(Inspection & Maintenance Company, SMEPC, Shanghai 200063, China)

This paper emphasizes the importance of improving the insulation level of UHVDC grounding electrode line. The grounding electrode line insulators are increased to 5 pieces; the parallel gap is configured in accordance with the insulator gap dry arc distance ratio (80+2.5)%, ensuring that wire-to-ground safety distance and cross-cutting requirements and other technical points meet the demands and that the grounding electrode line operates according to the line performance specifications. Therefore the reliability and stability of the power network have been improved. Besides, it discusses the creepage adjustment construction technology for the porch grounding electrode line in ± 800kV Fengxian converter station, and provides some experience in the construction of UHVDC transmission channel line technological transformation project.

UHVDC; grounding electrode line; grid operation

10.11973/dlyny201702001

顾俊杰(1982—)，男，国家二级注册建造师，工程师，高级技师，从事220 kV及以上架空输电线路运行维护及技术管理工作。

TM773

A

2095-1256(2017)02-0091-05

2017-03-15