毛漢明 / 陜西送變電工程公司
大截面導(dǎo)線關(guān)鍵施工技術(shù)分析
毛漢明 / 陜西送變電工程公司
大截面導(dǎo)線具有節(jié)約線路走廊、降低線損、改善電暈和電磁環(huán)境,降低工程造價和運(yùn)行成本,提高能源的輸送效率等優(yōu)點(diǎn),符合建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型電網(wǎng)的要求。本文就大截面導(dǎo)線關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行簡單分析。
大截面導(dǎo)線;施工技術(shù);分析
隨著我國特高壓電網(wǎng)的迅速發(fā)展,輸電線路走廊日趨困難,因此,新建的輸電線路不僅采用多回路共塔來增大輸送能力,而且使用大截面導(dǎo)線增大輸送容量。大截面導(dǎo)線不僅能節(jié)約線路走廊,還能夠降低線損,改善電暈和電磁環(huán)境,降低工程造價和運(yùn)行成本,提高能源的輸送效率,符合建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型電網(wǎng)的要求。
我國前幾年輸電線路導(dǎo)線的最大截面是720 mm2,近幾年先研制出900 mm2截面的導(dǎo)線,用于特高壓±800kV錦蘇線上,接著又研制出1250 mm2截面的導(dǎo)線,用于±800kV靈紹線上,導(dǎo)線型號為6×JL1/G2A-1250/100,我們公司施工的陜1標(biāo)段2015年12月底已完成放線施工。
JL1/G2A-1250/100型大截面導(dǎo)線是四層鋁股結(jié)構(gòu),導(dǎo)線外徑47.85mm,我國在此之前的輸電線路使用的導(dǎo)線外徑都不大于40mm,所以,原來展放導(dǎo)線使用的1500mm導(dǎo)線輪徑的大型張力機(jī)和800mm槽底直徑的導(dǎo)線放線滑車都不適用,需要使用與1250 mm2大截面的導(dǎo)線配套的放線機(jī)具。國家電網(wǎng)公司組織中國電科院等單位通過研究試驗(yàn),編制了《1250 mm2大截面的導(dǎo)線張力放線施工機(jī)具技術(shù)條件》用于指導(dǎo)線路架線施工。JL1/G2A-1250/100導(dǎo)線技術(shù)參數(shù)如下:
項(xiàng)目JL1/G2A-1250/100鋁絲直徑(mm)4.35鋁絲股數(shù)84鋼絲直徑(mm)2.61鋼絲股數(shù)19截面(mm2)鋁絞絲1248.38鋼芯101.65導(dǎo)線直徑(mm)47.85單位重量(kg/km)4252.3計算拉斷力(N)329850彈性模量(N/mm2)65200線性膨脹系數(shù)(1/℃)20.5×10-6結(jié)構(gòu)
JL1/G2A-1250/100大截面導(dǎo)線張力放線機(jī)具選型前,先進(jìn)行選型計算,根據(jù)計算結(jié)果初步選擇張力機(jī)和牽引機(jī)的型號。在設(shè)計圖紙到達(dá)后,進(jìn)行施工現(xiàn)場調(diào)查,并劃分張力架線區(qū)段,按架線區(qū)段進(jìn)行放線施工的張力和牽引力計算,取其最大值,來校核張力機(jī)和牽引機(jī)初選的型號是否合適,如果不合適,還可根據(jù)自身機(jī)具狀況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,充分利用現(xiàn)有施工資源。
2.1張力機(jī)受力計算
2.1.1張力機(jī)的選型計算
(1)張力機(jī)單線額定張力T計算
T ≥ KTTp= 0.18×329.85= 59.37kN
式中:KT——張力機(jī)取值系數(shù), 可取0.12~0.18;
T — 張力機(jī)單線額定張力,kN;
Tp— 導(dǎo)線的額定抗拉力,kN。
(2)張力機(jī)導(dǎo)線輪槽底直徑計算
式中:D — 張力機(jī)的導(dǎo)線輪槽底直徑,mm;
d— 導(dǎo)線外徑,mm。
根據(jù)計算結(jié)果,應(yīng)使用導(dǎo)線輪槽底直徑不小于1850 mm、單線額定張力不小于60kN的張力機(jī)。
我們公司購置2臺SA-ZY-2×80型液壓張力機(jī),能同時展放2根導(dǎo)線,其主要技術(shù)參數(shù):張力輪槽底直徑≥φ1850mm,最大持續(xù)張力2×80kN,最大持續(xù)速度5km/h,能滿足JL1/G2A-1250/100導(dǎo)線張力放線的技術(shù)要求。
2.1.2張力機(jī)的施工受力計算
張力機(jī)出口張力計算前,首先應(yīng)在放線區(qū)段的各個檔距中,確定控制檔內(nèi)的危險點(diǎn)作為控制點(diǎn),控制點(diǎn)對導(dǎo)線放線弧垂的安全距離應(yīng)符合規(guī)程要求,以此計算出控制點(diǎn)上方的導(dǎo)線弧垂,由它計算出控制檔的水平張力,控制檔的水平張力一般可作為張力機(jī)出口張力。
控制檔的放線張力以下圖1為例進(jìn)行計算。圖中的A塔到B塔是某放線區(qū)段的控制檔,檔內(nèi)跨越的電線桿頂點(diǎn)N是控制檔的控制點(diǎn),導(dǎo)線對N點(diǎn)的安全距離是2h。
圖1 控制檔放線張力計算示意圖
控制點(diǎn)N的上方導(dǎo)線對應(yīng)的弧垂nf按下式計算。
式中:nf — 導(dǎo)線對應(yīng)跨越物N點(diǎn)的弧垂,m;
H1、H2— A塔、B塔的導(dǎo)線懸掛點(diǎn)標(biāo)高,m;
L — 相鄰A、B兩塔間檔距,m;
L1、L2— 跨越物對A塔、B塔的水平距離,m;
由nf計算控制檔的水平張力iH
式中:iH—控制檔的水平張力,N;
w1—導(dǎo)線單位長度重力,N/m;
在放線區(qū)段內(nèi)導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高差不大時,可將控制檔的水平張力iH作為張力機(jī)的出口張力HT。
2.2牽引機(jī)受力計算
2.2.1牽引機(jī)的選型計算[2]
(1)牽引機(jī)的額定牽引力可按下式計算
式中:P— 主牽引機(jī)的額定牽引力,N;
TP— 被牽放導(dǎo)線的額定抗拉力,N;
m— 同時牽放子導(dǎo)線的根數(shù);
KP— 牽引機(jī)額定牽引力系數(shù),對±660kV線路,普通鋼芯鋁絞線,KP=0.20~0.30。
系數(shù)KP的取值與該線路沿線的地形、跨越物等環(huán)境情況有關(guān),如果KP分別取0.2、0.25、0.30三種數(shù)值,則主牽引機(jī)的額定牽引力分別為180.9 kN、226.2 kN、271.4 kN。
(2)牽引機(jī)的卷筒槽底直徑計算:牽引機(jī)的卷筒槽底直徑不應(yīng)小于牽引繩直徑的25倍,若采用Φ30的牽引繩。
式中:D — 牽引機(jī)的牽引輪槽底直徑,mm;
d— 導(dǎo)線外徑,mm;
如果地形條件和跨越不復(fù)雜,PK系數(shù)可取0.26以下,牽引機(jī)選型計算結(jié)果會小于250kN,可選用SAQ—250牽引機(jī),采用3ד一牽2”同步展放技術(shù)。
2.2.2牽引機(jī)的施工受力計算
牽引機(jī)施工中的牽引力按下式計算[2]。
對一般地形條件,線路上導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高差不大時,可近似地將 當(dāng)作牽引機(jī)牽引力,如果放線區(qū)段是高山大嶺,導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高差比較大,可選區(qū)段中最高點(diǎn)鐵塔再計算一次牽引力,兩者比較,取最大值為該區(qū)段的最大牽引力 。
各放線區(qū)段中牽引力的最大值,必須小于牽引機(jī)的額定牽引力,用它來校核初選牽引機(jī)型號是否合適。如果不合適應(yīng)作調(diào)整。
2.3導(dǎo)線線盤
通常每盤導(dǎo)線長度2500米,JL1/G2A-1250/100導(dǎo)線的單位長度質(zhì)量是4.252㎏/km,每盤導(dǎo)線的質(zhì)量將近11噸。原來鋼木結(jié)構(gòu)的線盤已不適用,必須使用專為1250 mm2大截面導(dǎo)線設(shè)計的全鋼組合式瓦楞結(jié)構(gòu)線盤,該線盤放線過程中導(dǎo)線尾頭不外竄,運(yùn)輸、裝卸不易變形。
2.4導(dǎo)線放線滑車
根據(jù)DL/T371—2010《架空輸電線路放線滑車》標(biāo)準(zhǔn),按照1250mm2大截面導(dǎo)線放線工藝要求,要使用槽底直徑1000mm,額定荷載120kN的導(dǎo)線放線滑車。
2.4導(dǎo)線卡線器、籠套連接器
2.4.1導(dǎo)線卡線器 :JL1/G2A-1250/100導(dǎo)線使用SKL100卡線器,額定載荷100kN,開口尺寸≥51mm,夾嘴長度300>L≤355mm。
2.4.2籠套連接器
牽引導(dǎo)線時使用SLW-120型網(wǎng)套連接器,額定荷載120 kN,張力場更換線盤時使用SLKX-80抗彎旋轉(zhuǎn)連接器。
±800kV靈紹線使用的JL1/G2A-1250/100大截面導(dǎo)線,其壓接工藝與之前的導(dǎo)線不同。比如直線接續(xù)管的鋁管壓接采取順壓,耐張鋁管壓接采取倒壓,如果采用原來壓接工藝,會造成管口導(dǎo)線鼓包超標(biāo)。
3.1液壓機(jī)具
3.1.1液壓機(jī):根據(jù)壓接管的外形尺寸,選擇與之相匹配的液壓機(jī)型號及鋼模。本工程選用輸出壓力3000kN的液壓機(jī),接續(xù)管及耐張線夾均為圓形,壓后為正六邊型。
3.1.2鋼模:配置相應(yīng)鋼模,壓模為合金工具鋼,淬火后表面硬度HRC不低于55,鋼模使用前必須檢查是否與導(dǎo)地線匹配,鋼模對角線誤差最大允許值為:+0.2mm、-0.05mm。
3.2導(dǎo)線壓接管施工質(zhì)量檢查
各種液接管壓接后,對邊距尺寸S的最大允許值為:
S=0.86D(0.993D)+0.2mm,
式中:D —壓接管外徑,mm。
檢查三個對邊距,只允許有一個達(dá)到最大值,超過此規(guī)定就截斷重壓。壓接管壓接后對邊距的最大允許值見下表。
壓接管型號材質(zhì)外徑(mm)壓后值(mm)壓模規(guī)格JYD-1250/100鋼錨40.00 34.84 Gφ40壓模鋁管80.00 69.48 Lφ80壓模NY-1250/100鋼錨36.00 31.38 Gφ36壓模鋁管80.00 69.48 Lφ80壓模
通過在±800kV靈紹線的架線施工實(shí)踐,積累了1250mm2大截面導(dǎo)線的施工經(jīng)驗(yàn),提升了張力架線的技術(shù)能力,為今后特高壓電網(wǎng)使用更大截面導(dǎo)線的施工奠定了基礎(chǔ)。