220 kV线路工程跨越110 kV电力线封网解决方案

戚柏林

(国网浙江省电力公司绍兴供电公司，浙江 绍兴 312000)

电网技术

220kV线路工程跨越110kV电力线封网解决方案

戚柏林

(国网浙江省电力公司绍兴供电公司，浙江 绍兴 312000)

当前输电线路工程跨越带电架空电力线路缺乏有效的解决方法，220 kV雅浦线路工程采用了一种全绳索绝缘吊床式保护方案，利用多旋翼飞行器协助空中作业，有效解决了输电线路工程架线跨越带电架空电力线路关键技术，同比其他方法安全可靠，经济适用，效益显著。

跨越电力线；绳索结构；保护网

一直以来，输电线路架线分项工程遇到跨越电力线、高铁、高速情况时，总会发生棘手问题，一边为建设工程有序进展，施工工期紧迫；另一边跨越协调难题重重，施工计划一拖再拖。协调后作业时间很紧，需要结集所有施工力量，极短时间内完成作业内容，造成安全措施、质量体系、作业规范等基建管控环节被动局面。

目前没有办法回避输电线路工程跨越那些设施的槛子，而被跨越设施也有其社会担当，其运行重要性关呼国计民生与社会公共安全。110 kV三界变是目前嵊州市三界镇唯一的系统电源，由110 kV雅界、110 kV致界输电线路供电，如果失电后果严重。长期以来，安全跨越交叉带架空电线路施工方法，在世界范围内缺乏有效的解决方案。因此，有必要研究跨越保护解决方案的先进装备和工艺，为此利用多旋翼飞行器协助架设电力线路保护网。220 kV雅致-浦口输电线路工程G15塔-G16塔跨越110 kV电力线保护网技术方案，所采取的技术措施和施工工艺，有效解决了输电线路保护封网装置的关键性技术，呈现一种形式先进、技术先进、工艺先进的全绳索绝缘吊床式输电线路封网装置。

1 线路情况

220 kV雅致-浦口输电线路工程，新建线路长26.4 km，双回路架设垂直排列，导线2×JL/G1A-400/35钢芯铝绞线，导线的最大使用张力41 560 N，地线JLB35-120铝包钢绞线，地线最大使用张力29 453 N。G15号塔～G16号塔跨越110 kV雅界、110 kV致界同塔线路，交跨点地线地面高31.5 m，交叉角60°。G15～G16档距229 m，G15转角75°32′，两个塔位分别在山脊高地，档内山沟和蓄水池，坡状式农作物耕地，杨梅树稀疏可见。图1交跨线路平面图。

图1 交跨线路平面图

根据《110 kV～750 kV架空输电线路设计规范》GB-50545—2010要求[1]，直线塔和转角塔承载能力由断线张力和覆冰不平衡张力计算，220 kV雅浦线的G15号塔和G16号塔横担不平衡拉力见表1。本方案承载绳挂点设置在横担或塔身上，其张力不超过导地线断线后顺线拉力，可以不设置临时平衡拉线。

表1 横担允许顺线拉力

2 技术方案

2.1 承载绳布置

本方案设置左右对称2 根承载绳，分别挂在G15号塔地线横担挂线板辅助眼孔和G16号塔下横担以下第一个横隔生材处[2-3]，承载绳在G15号塔按耐张挂设，在G16号塔经过转向滑轮至腿部锚线系统。经过浪风绳把承载绳向两边拉开，15号侧水平投影承载绳子在导线外面，16号侧侧面投影承载绳在导线下面，各相导线在封网上面畅通。图2为承载绳断面图，图3为承载绳平面图。

图2 承载绳断面图

图3 承载绳平面图

2.2 绳索捆绑布置

设置在G16号塔下横担第一个横隔主材处承载绳转向滑轮，滑轮挂点下侧是铁塔横隔节点，滑轮挂点上侧采用白综绳前后主材绑扎补强。G16塔身绳索绑扎补强如图4所示。

图4 G16塔身绳索绑扎补强

2.3 浪风绳布置

本方案特点是封网4角设置浪风绳，浪风绳上端与承载绳连接，地面设置地锚系统，地锚系统由卡线器、手板葫芦、拉力表和地锚组成，浪风绳水平倾角不大于45°。当浪风绳施加张力后，承载绳向导线外侧伸张，同时封网形成一个平面，封网段承载绳直线状态，浪风绳挂点是角点，承载绳角点至铁塔挂点呈仰角斜线状态，见图5。

图5 浪风绳布置

2.4 封网结构

封网采用绳索横扛式，由排列有序的数条横向绳和2根纵向绳编织，所有绳端做成“O”形绳鼻环，鼻环绳表面涂环氧树脂，鼻环内直径80 mm，鼻环距纵向绳与横向绳节点1.0 m，鼻环应方便依次套入承载绳或在承载绳上滑动。横向绳材料采用迪尼玛护套绳，纵向绳材料采用绵纶编织绳，横向绳与纵向绳交点做成死节，由绵纶线挠扎，见图6和图7。

图6 封网结构

图7 绳鼻环与绳节

2.5 浪风绳装拆

多旋翼飞行器升空带上挂勾和浪风绳子，由空中飞行器将浪风绳与承载绳挂勾式连接。挂勾由圆钢制作的导向环、吊环和抓勾焊接成一体。拆除浪风绳挂勾也由飞行器协助作业，见图8。

图8 浪风绳装拆

2.6 塔上挂点设置

承载绳施加在铁塔挂点较大拉力，采取专用的挂环夹板，将承载绳、卡线器短绳挂在挂环上。

挂环夹板由二块角钢和螺栓固定在主材上，在外面一块角钢焊上环形圆钢和加强筋，见图9。

图9 塔上挂点设置

3 方案验证

本方案保护网计算三维平衡力系模型图10所示，承载绳和浪风绳预先设置较大张力，事故坠线压网时承载绳与浪风绳结构节点保持不位移。为计算便捷，同时保证理论计算值偏于安全。作以下简化：承载绳弧垂悬链张力与节点平衡力之和；节点平衡力忽略绳索伸长率；事故坠落压力由4根浪风绳张力的垂直分力平衡。

图10 三维平衡力系模型图

按3种情况进行计算：坠线冲击瞬间，事故坠线压网瞬间受到冲击荷载；坠线静止情况，坠线经过舞动后静止，此时压在网上的荷载；坠线过冲击设置，虚拟加上比较大的网角外力，然后按平衡力系算出承载绳和浪风绳的设置张力，架网后封网及绳索呈绷紧状态，封网承受事故坠线冲击绳索位置不动。

计算参数见表2，承载绳、浪风绳、网绳拉力计算见表3。

表2 计算参数

表3 承载绳、浪风绳、网绳拉力计算

事故坠线压网时，局部绳索折算比载骤增和引起次弧垂，按状态方程计算，由架网时设置绳索张力、绳索本身比载、和坠线冲击瞬间或静止状态下绳索折算比载为已知参数，算得相应绳索张力和弧垂值。封网段承载绳和封网端绳在坠线冲击瞬间和坠线静止情况下弧垂和张力见表4。

表4 绳索张力和弧垂值计算值

4 施工工艺

4.1 安装工艺

按设计方案确定浪风绳地锚位置，然后进行地锚系统施工、塔上挂线设置作业。由多旋翼飞行器展放初导引绳，然后更换成引绳。再牵引循环绳和承载绳。后续封网安装工艺如下。

在16号塔上用卡线器将承载绳临时锚住，承载绳解脱地锚系统，回出塔上悬挂滑轮，尾绳落到16号塔地面，然后依次把封网的鼻环依次套入承载绳，见图11。

图11 封网鼻环套入承载绳

上步完成后，在16号塔将承载绳尾端绳回穿塔上悬挂滑轮，地面收紧承载绳，封网提升悬挂在卡线器与悬挂滑轮间，然后承载绳连接地锚系统，操作收线器承载绳尾绳吃力，然后解除承载绳上卡线器，见图12。

图12 封网提升

封网已悬挂在承载绳上，后续在16号塔上循环绳与封网前侧鼻环连接，同时封网后侧鼻环续接循环绳，在封网后侧承载绳角处挂设浪风绳，然后在15号塔处循环绳收线，封网向保护区域缓缓移动，地面跟踪观察封网位置，见图13。

图13 封网牵引

当封网到达设定位置后，循环绳带张力分别在两塔固定，封网后侧的二根浪风绳连接地锚系统，使封网局部张开，前端二根浪风绳由多旋翼飞行器协助挂设，然后全部浪风绳与地锚系统连接，见图14。

图14 飞行器安装浪风绳

浪风绳、承载绳施加张力，封网完全张开，操作收线器，封网高度和各绳索张力符合要求，然后承载绳和浪风绳在地锚处的尾绳做好防松绑扎，架网完成见图15。

图15 架设完成的保护网

4.2 拆除工艺

完成导地线展放后，在G15号塔各线后备锚线保护，G15号塔各相导线及地线横担处设套绳进行保护，然后拆除保护网工艺如下。

适当放松承载绳和浪风绳，先解脱一个浪风绳地锚卡线器，把绳圈套入浪风绳，绳圈套由Ф4迪尼玛绳做成直径300 mm环圆。然后由多旋翼飞行器悬挂垂勾拉住绳圈上升，绳圈上升冲击力把浪风绳抓勾脱离承载绳，然后飞行器回至地面，第二根重复操作，见图16。

图16 拆除浪风绳

循环绳把封网拉向G16号塔，并把卡线器锚住封网外侧承载绳，承载绳回出塔上的悬挂滑轮，把封网从承载绳上卸落，见图17。

图17 卸封网

在G16号塔处，把铁塔侧的承载绳盘成圈，悬挂在循环绳上，卡线器卸载后承载绳荷载在循环绳上，然后G15号塔处承载绳收线，盘圈承载绳滑向在G15号塔处卸落地面，见图18。

图18 卸承载绳

G15号塔上循环绳回出悬挂滑轮，由飞行器带上循环绳向G16号飞越被跨电力线路，同时在G16号塔循环绳收线，飞行器在G16号塔处落地，循环绳卸落地面。

5 安全距离校核

保护网在空中的高度与位置，既要满足DL5009.2《电力建设安规》第2 部分电力线路安全距离[4]，又要保证各相导线、牵引钢绳、牵引板防捻锤与承载绳和封网及绳索不发生碰撞摩擦。本方案封网与牵引导线、跨越电力线间距见表5，断面图见图19。

表5 封网间距数据

图19 封网断面

DL5301导侧附录D提出冲击系数取2.89倍(双回路)，其案例封网结构由硬质材料横向撑杆，事故坠线接触为刚体弹性力[5-7]。本方案采用全绳索封网装置，事故坠网动态过程：冲击压网→舞动收敛→动能吸收→静止平衡，绳索瞬间伸长量的同时吸收和储存了荷载能量，缓解了冲出压力，本案仍取冲击系数2.89偏于安全。事故坠网侧视图见图20。

图20 事故坠网侧视图

事故坠网舞动中，承载绳次弧垂为0.67 m、封网的第一根网绳次弧垂为0.83，而中间根网绳次弧垂减少至0.25，再考虑浪风绳节点可能下降0.5 m。然后综合封网舞动下降幅值取1.5 m偏安全，本方案舞动中封网最低点与110 kV地线距离保持1.0 m。事故坠网正视图见图21。

图21 事故坠网正视图

6 结语

全绳索绝缘吊床式架空电力线路保护装置，除了绳索强度安全系数满足要求外，必须检测绳索耐压不低于105 kV/0.5 m。本方案承载绳挂点设置在塔身或横担，避免使用临时支撑横担，保护网装设、拆除利用多旋翼飞行器协助空中作业的施工工艺，安全、可靠、经济、适用等方面，同比其他方法安全可靠，经济适用。

[1]110 kV～750 kV架空输电线路设计规范，GB 50545—2010[S].

[2]跨越电力线路架线施工规程，DL/T5106—1999[S].

[3] 架空输电线路无跨越架不停电跨越架线施工工艺导则，DL/T5301—2013[S].

[4]电力建设安全工作规程 第2部分 电力线路，DL 5009.2—2013[S].

[5]国家电网公司电力安全工作规程线路部分，Q/GDW 1799.2—2013[S].

[6]李庆林. 架空送电线路跨越放线施工工艺设计手册[M]. 北京：中国电力出版社, 2011.

[7] 常敏, 胡延军, 王建平.输电线路工程无跨越架跨越架线技术[M]. 北京:中国电力出版社, 2009.

CatchNetfor220kVTransmissionLineProjectCrossing110kVPowerLine

QI Bailin

(State Grid Shaoxing Power Supply Company, Shaoxing 312000 , China)

There is no effective solution to protect the transmission line crossing a charged overhead power line. In 220 kV Yapu line project, an all-rope hammock-style insulation protection scheme was applied, whereby a multi-rotor aircraft was used to assist air operations, effectively solving the key technology in transmission line crossing. This method is safer and more reliable than other methods, and economically applicable and remarkably effective.

transmission line crossing；rope structure；protection system

10.11973/dlyny201705001

戚柏林(1957-)，男，高级工程师，从事输配电线路工程技术研究与应用。

TM752

A

2095-1256(2017)05-0495-06

2017-08-13

(本文编辑：赵艳粉)

电力简讯

国家发展改革委、国家能源局联合下发《关于开展电力现货市场建设试点工作的通知》

国家发展改革委、国家能源局于8月28日联合下发了《关于开展电力现货市场建设试点工作的通知》。试点地区应围绕形成日内分时电价机制，在明确现货市场优化目标的基础上，建立安全约束下的现货市场出清机制和阻塞管理机制。组织市场主体开展日前、日内、实时电能量交易，实现调度运行和市场交易有机衔接，促进电力系统安全运行、市场有效运行，形成体现时间和位置特性的电能量商品价格，为市场主体提供反映市场供需和生产成本的价格信号。于2018年底前启动电力现货市场试运行，积极推动与电力现货市场相适应的电力中长期交易。

(本刊讯)