装配式架线工艺在特高压导地线架设中的应用

张永清，何勇军，王 铎，公培磊，王 超

（1.安徽送变电工程有限公司，安徽 合肥 230000；2.国网山东省电力公司建设公司，山东 济南 250001；3.国网山东省电力公司聊城供电公司，山东 聊城 252000；4.国网山东省电力公司临沂供电公司，山东 临沂 276003）

0 引言

1 000 kV榆横—潍坊特高压交流输变电工程线路工程全线双回路架设，其中11S141—济南变电站构架，该档相邻带电1 000 kV锡盟—山东特高压工程构架，进行构架档导线架设需相邻构架配合停电。该工程构架档架线特点为：高空作业，该工程构架档子导线为48根，地线3根，构架档导线为JLK/G1A-725（900）/40，比载达 2.309 7 kg/m，施工地形复杂，高空作业量大，施工周期长，安全风险大；停电时间，在1 000 kV锡山线构架停电检修期间，完成本工程的48根导线和3根地线的架设及1根光缆的进站引下工作，工期紧，施工任务繁重；地形限制，构架档档距小，高差大，构架无法精确绑扎弧垂板，不利于高空紧线和弧垂观测；特高压工程，对于架线施工整体工艺质量要求高。基于上述原因，结合施工需要及现有设备和工器具，提出采用装配式架线施工工艺，确保安全、可靠、易行的构架档架线施工，保证安全、高效地完成架线施工任务。

1 装配式架线施工分解及方案确定

首先将装配式架线研究与应用分解为实测挂点参数、金具串长度计算、挂点悬线长度计算、分裂子导线长度计算4个部分（图1），并对应的进行方案选择。

图1 装配式架线分解

1.1 方案优化

挂点参数实测工具待选方案如图2所示，待选方案对比如表1所示。

图2 实测工具待选方案

表1 待选方案对比表

金具串长度计算方法选择。工程为双回路八分裂导线，构架档铁塔侧导线挂点为双挂点，存在内肢和外肢，需要先确定内外肢长度，方能确定金具串长度。内外肢的长度由导线转角度数确定，构架档双回路六相导线为不规则排列，导线转角度数确定方法选择如图3所示，待选方案对比如表2所示。

图3 导线转角度数确定方法选择

表2 待选方案对比

挂点悬线长度计算。耐张绝缘子串和架空导线组成的柔体统称为架空悬线。耐张绝缘子串的单位长度和自重力较导线的单位长度自重力要大很多，故对于联有耐张绝缘子串的架空导线，实际具有两种不同均布荷载的线索，对于孤立档，这种差异较为显著［1］。在计算挂点悬线长度时，需考虑耐张绝缘子串的影响，即计算出两端均联有耐张绝缘子串的线长增大系数。

分裂子导线长度计算。工程为八分裂导线，通过4块二联板将八根子导线保持间隔，上一步悬线长度计算的为八分裂导线线束中心的长度，由图4可看出，上下层导线与线束中心相比，上层导线减少了ΔL长度，下层导线增加了ΔL长度，在计算八分裂子导线长度时需要考虑二联板对线长的影响。

图4 二联板倾斜对线长影响示意

经过逐步的分析与评估，最终确定最佳方案如图5所示。

图5 装配式架线最佳方案

2 装配式架线实际参数测量和计算

2.1 实测挂点参数

实测导线挂线点参数包括相邻两塔对应挂点间水平距离和高差。在施工中采用全站仪测距法，即将两块棱镜分别放到相邻两塔对应挂线点处，用全站仪观测出两挂线点间水平距离l和高差h。该方法测量精确、误差率低。

在11S141号铁塔—构架侧面选择合适的A点，使全站仪在A点时均能观测到11S141号铁塔和构架的导地线挂点，架镜点示意如图6所示，图6中H1为11S141号铁塔的垂直投影点，H2为构架挂点垂直投影点。

图6 架镜点示意

在A点需测出经纬仪对11S141号铁塔、构架挂点的垂直角度 θ1、θ2，水平角度 α，水平距离 L1、L2。

测量时需注意挂线孔位置不能混淆，如11S141号铁塔为双挂点，棱镜摆放位置为两挂点中间位置螺孔，构架为单挂点，棱镜摆放位置为挂点螺孔，测量时需有专人在11S141号铁塔、构架上将棱镜放在指定位置。

结合实测数据利用三角函数计算出两挂点间平距和高差。

2.2 金具串长度计算

双挂点耐张绝缘子串存在内外肢，确定绝缘子串长度需先确定内外肢调整长度ΔL2，如图7所示。

图7 双挂点耐张绝缘子内外肢示意

内外肢调整长度由导线的转角度数计算出。通过变电站提供的构架尺寸图结合11S141号铁塔铁塔参数图，模拟出双回路六相导线的转角度数，平面图如图8所示。

图8 六相导线转角CAD模拟

根据转角度数计算出内外肢长度如表3所示。根据内外肢调整值确定PTQ和DB调整板的长度，再累积其他金具长度即可计算出各相8根导线对应的金具串长度如表4所示。

表3 绝缘子串长度调整表

表4 金具串长度 m

2.3 挂点悬线长度计算

根据 《高压架空输电线路施工技术手册》第三章——联有耐张绝缘子串的架空悬线施工计算，悬挂点A、B均联有耐张绝缘子串时的线长增大系数K2［2］：

式中：ω为架空导线单位长度的自重力，N/m；ω0为耐张绝缘子串单位长度的自重力，N/m，对于多分裂导线需分担到每根导线的单位长度自重力；λ为耐张绝缘子串的长度，m；l为线档的档距，m。

同样架空悬线长度［2］：

式中：H为架空悬线的水平张力，N；φ为两悬挂点高差角。

2.4 分裂子导线长度计算

分裂子导线的长度相对架空悬线长度的差值ΔL：

式中：D为二联板孔距，mm；θ为悬挂金具后导线的倾斜角。

计算出子导线长度减去两端对应耐张绝缘子串长度后即为所需割线长度。

3 应用效果

根据计算结果，一个25名技工、20名普工的班组历时4天时间完成了装配式架线施工，而依照以往经验，传统架线施工工艺最少需要8天时间，工作效率至少提高了1倍，取得了良好的经济效益、安全效益和社会效益，装配式架线与传统架线方式效率对比如表5所示。

表5 装配式架线与传统架线方式效率对比 d

由于对架空悬线及分裂子导线的计算精确，架空悬线的竣工弧垂及子导线分裂间距均接近设计值，满足验收要求［3］，验收结果如表6所示。

表6 竣工弧垂验收表 mm

4 结语

装配式架线由于在地面截线、施工压接，减少了大量的高空作业，能够保证压接质量，提高劳动效率，节约劳动成本［4］，适用于工期较紧的停电施工，适用于高空作业困难的大截面积导线施工以及高耐张比且档距较小的线路。近几年来，特高压电网主网架基本形成，为进一步完善优化电网结构，满足负荷需求，新变电站大量建设，在站内出线工程施工中，装配式架线施工工艺的特点能够得到较好发挥，是工程顺利完工的有力保障。装配式架线施工工艺由于其自身优点将会得到广泛应用。装配式架线施工工艺在构架档八分裂导线中应用的成功，为以后类似施工环境复杂、工期短、风险高的架线施工积累了经验。