摘 要：【目的】分析特高壓直流輸電線路張力架線各施工工藝的優(yōu)缺點，為特高壓線路輸電線路的建設(shè)提供建議?！痉椒ā繉Α?00 kV白鶴灘—浙江特高壓直流輸電線路工程皖3標段放線方案進行選擇，根據(jù)施工現(xiàn)場情況、施工進度和標段現(xiàn)有工器具，從技術(shù)、安全、人員作業(yè)量、工器具選擇等方面出發(fā)，比較幾種特高壓施工中常用放線方法的優(yōu)缺點?！窘Y(jié)果】對多方面因素進行綜合比較，結(jié)合以往施工經(jīng)驗，得出±800 kV白浙線皖3標段最優(yōu)放線施工方案為2ד一牽三”放線?！窘Y(jié)論】針對以往施工過程中2ד一牽三”放線過程中存在的問題，對關(guān)鍵工藝和施工步驟進行改進和升級，新型2ד一牽三”放線工藝能有效提高±800 kV白浙線皖3標段放線施工過程的安全、效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：張力架線；施工技術(shù)；特高壓

中圖分類號：TM721.1" " " " " " " " " 文獻標志碼：A" " " " " " " " "文章編號：1003-5168（2023）12-0019-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2023.12.004

±800 kV Tension Line Construction Method Selection and Key Process Improvement

CHANG Tiancheng" " TANG Xiaobing" " ZHONG Wen" nbsp; WAN Huaxiang" " LI Yanjun

（Anhui Electric Power Transmission and Transformation Co.， Ltd.， Hefei 230022， China）

Abstract： [Purposes] By analyzing the advantages and disadvantages of each construction process of tension erection line of UHV DC transmission line， this paper provides suggestions for the construction of transmission line of UHV line. [Methods] Affer" selecting the release program of the Wan3 section of the ±800 kV Baihetan—Zhejiang UHV DC transmission line project， and in accordance with to the construction site conditions， construction progress and the existing work apparatus of the section， this study compares the advantages and disadvantages of several major release methods of UHV construction from various perspectives， such as technology， safety， personnel workload， and work apparatus selection. [Findings] Through comprehensive comparison of various factors， and combined with previous construction experience，" it is concluded that the optimal construction plan for the ±800 kV BaiZhe line Wan3 section was selected as 2×\"one pull three\" release. [Conclusions] In view of the problems existing in the process of 2 × \"one pull three\" stringing in the past construction process， the key process and construction steps to improve upgraded. The new 2 × \"one pull three\" release process to effectively enhance the safety， efficiency and quality of the construction process of the ± 800 kV BaiZhe line Wan 3 section.

Keywords： tension line; construction technology; UHV

0 引言

特高壓電網(wǎng)是指交流1 000 kV、直流±800 kV及以上電壓等級的輸電網(wǎng)絡(luò)，其最大特點是能長距離、大容量、低損耗的輸送電力。根據(jù)測算可知，1 000 kV交流特高壓輸電線路的輸電能力要超過500 000 kW，其輸電能力約為500 kV超高壓交流輸電線路的5倍；±800 kV直流特高壓的輸電能力達到 7 000 000 kW，其輸電能力是±500 kV超高壓直流線路的 2.4倍［1-3］。

結(jié)合現(xiàn)場施工條件與施工情況，對特高壓直流放線施工作業(yè)工藝進行比較，找出最佳放線施工方式。對原有的2 ד一牽三”張力架線工藝中的關(guān)鍵工藝進行升級改進，改良放線走板與滑車接觸、掛線位置等，解決放線過程中走板面對奇數(shù)級導(dǎo)線展放不對稱平衡問題，在不額外購進機械設(shè)備的前提下，實現(xiàn)最大化利用機械設(shè)備。

1 施工方法

1.1 工程實例

白鶴灘—浙江±800 kV特高壓直流輸電線路工程皖3標段線路起于安徽省六安市舒城縣與安慶市桐城市交界的小河沖（舒城和桐城的縣界）附近的標段分界塔（N6601塔），止于池州市貴池區(qū)秋江街道北閘村的標段分界塔（N6752塔，長江大跨越南岸錨塔），該線路長為77.668 km（N6742—N6749段按下掛雙回500 kV同塔三回線路進行設(shè)計，長為3.868 km；安徽池州長江大跨越線路長為3.5 km），該標段還包含三回路分支塔N6742至500 kV終端塔T1一檔線路，長為0.324 km。該標段自西北向東南走線，途經(jīng)安徽省安慶市桐城市、銅陵市樅陽縣。該標段新建鐵塔155基（包含長江大跨越6基鐵塔）、直線塔99基、耐張塔56基。全線林區(qū)長為26.7 km。

該線路主要平行于靈紹直流線路，該標段的地形以平丘為主，部分為山區(qū)，沿線海拔為0～500 m，山區(qū)植被茂盛，以成片林為主，主要樹種為松樹、楓樹、馬尾松、楊樹等，累計跨越林區(qū)約為26.7 km。此外，還跨越少量板栗、茶樹等經(jīng)濟林，累計跨越經(jīng)濟林約為1.1 km。

1.2 800 kV特高壓常用放線方案

1.2.1 “一牽六”放線作業(yè)。用1根主牽引繩通過牽引機展放6根子導(dǎo)線。該方式的牽引系統(tǒng)及主牽引繩受力大，優(yōu)點是快速便捷、牽張場布置工作量小，缺點是牽引區(qū)段長度短、主牽引繩受力大、過滑車時主板與滑車受力大。一般用于導(dǎo)線截面不大的放線作業(yè)中，在大截面導(dǎo)線展放過程中，除特殊情況外，一般慎重考慮使用該方式。

1.2.2 “一牽四+一牽二”放線作業(yè)?！耙粻克?一牽二”放線工藝是在“一牽六”放線工藝的基礎(chǔ)上，采用不平衡放線施工工藝，可解決“一牽六”工藝受力過大的問題。該工藝改進之處在于放線滑車的安裝，通過改變滑車的懸掛方式，利用力矩原理，配合偏心聯(lián)板，使五輪滑車和三輪滑車懸掛保持平衡，從而使放線過程平衡。該方法適用于720及以上六分裂大截面導(dǎo)線的展放，相比“一牽六”放線工藝，其能提高放線實際工效，極大降低主牽引繩受力，保證施工時導(dǎo)線展放質(zhì)量和施工安全，缺點是使用的牽張設(shè)備不一致、工器具管理使用煩瑣、放線要使用兩套不同的工器具才能滿足“一牽四”和“一牽二”放線需求，放線過程中兩套牽張設(shè)備同步和人員施工工作量大。

1.2.3 3ד一牽二”放線方式。該方式的主要特點是使用“一牽二”張力放線多組并行法來解決放線過程中的不平衡張力問題，實現(xiàn)放線過程中的平衡。相比其他放線方式，在同等條件下，該方式的主牽引繩受力能有效降低，安全系數(shù)得到提升。該方法適用于六分裂導(dǎo)線展放，相比前兩種放線施工法，其進一步降低主牽引繩受力，保證施工時導(dǎo)線展放質(zhì)量和施工安全。缺點是工器具管理使用煩瑣，工器具需求量較大，放線過程中牽張設(shè)備的同步和人員在塔上施工的工作量比前兩種放線方式要大。

1.2.4 2ד一牽三”放線方式。該方式是通過兩組并行的“一牽三”張力放線的方式進行放線，放線過程中存在奇數(shù)級導(dǎo)線展放不對稱自平衡問題，要對放線滑車進行結(jié)構(gòu)改進，配套新型懸掛裝置和一牽三走板。相比其他放線方式，同等條件下，該方式的主牽引繩受力低，安全系數(shù)較高。該方法適用于六分裂導(dǎo)線展放，相較于3ד一牽二”放線施工法，其主牽引繩受力有所提高，要格外注意張力放線中不對稱平衡問題，但在滿足施工導(dǎo)線質(zhì)量和施工安全的前提下，工器具管理使用較3ד一牽二”方式有所降低，工器具需求量減少，放線過程中牽張設(shè)備的同步和人員在塔上施工的工作量減少，同時不增加主要牽張設(shè)備，實際效率比3ד一牽二”有所提高。

2 施工方案比選

皖3標段（77.659 km）采用六分裂1 000 mm2大截面導(dǎo)線，全線可分為13個放線區(qū)段，除個別區(qū)段地處山區(qū)外，其余大部分區(qū)段的地勢平緩。以典型區(qū)段為例進行計算。

由現(xiàn)場測量放線跨越的控制點數(shù)據(jù)可知，控制點距最近桿位距離為x，控制點高差為y。

根據(jù)拋物線公式，以A點為坐標原點，由任意點弧垂[fx=4 fxL2（L-x）]推導(dǎo)出弧垂[f=fxL24x（L-x）]。

放線控制張力的計算見式（1）。

式中：f為導(dǎo)線任意點弧垂值；x為任意點距離桿位水平距離；l為所在水平檔的檔距；h為導(dǎo)線滑車之間高差；θ為兩高差點間的角度差。

2.1 牽引繩水平力PH

牽引繩水平力PH的計算見式（2）。

式中：TH為最大導(dǎo)線控制張力；ε為滑車綜合阻力系數(shù)，取1.015；N為施工段內(nèi)放線滑車總個數(shù)，由張力場到牽引場劃分的區(qū)段來確定；M為同時牽放子導(dǎo)線的根數(shù)。

考慮區(qū)段內(nèi)有少部分山區(qū)，鐵塔較高，沿線跨越物少且高程較低，控制張力整體較低，經(jīng)計算，可知，N6627～N6644最大導(dǎo)線控制張力TH=45.5 kN。

結(jié)合上述4種放線施工工藝，可利用公式求得：PH1×6=6×45.5×1.015=277.095 kN，大于現(xiàn)有[?]28主牽破斷力/安全系數(shù)；PH1×4=4×45.5×1.015=184.73 kN，大于現(xiàn)有[?]28主牽破斷力/安全系數(shù)。

當采用2×一牽三放線工藝時，可計算出本區(qū)段的牽引繩水平牽引力PH=3×45.5×1.015 2=140.62 kN、導(dǎo)線高差影響牽引力為136.7 kN。當采用3ד一牽二”放線工藝時，可計算出本區(qū)段的牽引繩水平牽引力PH=2×45.5×1.015 3=95.157 kN、導(dǎo)線高差影響牽引力為92.5 kN。綜合考量現(xiàn)有工器具，選擇2ד一牽三”、3ד一牽二”放線方式。

2.2 主牽綜合破斷力QP

由計算結(jié)果可知，該工程最大牽引繩水平力PH出現(xiàn)在放線區(qū)段N6627～N6644，PH=140.62 kN，按照150 kN進行驗算。根據(jù)現(xiàn)有牽引繩的規(guī)格，選用正六方形、公稱方徑為28 mm、破斷力P=540 kN、ω=3.01 kg/m編織型不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，其安全系數(shù)=540 kN÷150 kN=3.6，滿足3倍安全系數(shù)、重要跨越滿足3.5倍安全系數(shù)的要求。

2.3 導(dǎo)引繩綜合破斷力

由導(dǎo)線展放過程計算結(jié)果可知，牽引繩牽引力的最大值為37.62 kN，按照40 kN進行驗算。

根據(jù)現(xiàn)有導(dǎo)引繩規(guī)格，選用正六方形、公稱方徑為16 mm、破斷力P=158 kN、ω=0.925 kg/m的編織型不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。全系數(shù)=158 kN÷40 kN=3.95，滿足3倍安全系數(shù)、重要跨越滿足3.5倍安全系數(shù)的要求。

由上述計算可知，2ד一牽三”、3ד一牽二”放線方式均滿足施工技術(shù)要求，結(jié)合現(xiàn)場13個放線區(qū)段的實際情況和投入的施工力量，在多區(qū)段放線的情況下，現(xiàn)場牽張場進場條件良好，且放線過程中停電時間有限，2ד一牽三”放線方式在工器具管理及工器具的需求量降低，放線過程前中期的人員塔上施工的工作量減少，對整個施工過程有著顯著優(yōu)勢。結(jié)合已有的2ד一牽三”放線施工經(jīng)驗，綜合考量選擇采用2ד一牽三”放線施工。

2.4 經(jīng)濟效益對比

若采用“一牽六”“一牽四+ 一牽二” 張力架線工藝，因施工人員的經(jīng)驗不足會帶來時間、材料的損耗，同時現(xiàn)有動力牽張設(shè)備和主牽引繩等設(shè)備指標均不能滿足施工要求，要重新采購設(shè)備。

若采用3ד一牽二”張力架線工藝，相比之下，3ד一牽二”工藝環(huán)節(jié)和注意要求更多，施工人員的工作量加大，效率降低，無形中會增加安全隱患。

遵循成本與技術(shù)最優(yōu)化原則，不額外采購新設(shè)備、最大化利用現(xiàn)有設(shè)備的2ד一牽三”張力架線工藝無疑是最優(yōu)的，同時在現(xiàn)場施工中采用改良施工工藝，放線效率更高?，F(xiàn)場施工成果表明，牽引管牽引走板及3根子導(dǎo)線平衡穩(wěn)定，改良后的走板通過五輪滑車時無卡頓、無跳槽，走板在大張力放線時平穩(wěn)無多余搖擺。

3 施工工藝要點及改進

3.1 導(dǎo)線牽引管

在施工過程中常遇到放線段交叉跨越較多的區(qū)段、放線區(qū)段內(nèi)有重要跨越（如高鐵、鐵路、高速公路、國道、110 kV及以上帶電線路等）的區(qū)段。在一個架線區(qū)段內(nèi)含多處重要跨越、公里數(shù)長的牽張區(qū)段時，使用牽引管來代替網(wǎng)套連接器張力放線，導(dǎo)線牽引管與牽引板末端的旋轉(zhuǎn)連接器相連，通過牽引板牽引過滑車，能有效提升安全系數(shù)。

當不同導(dǎo)線之間存在連接時，以皖3標段為例，1 000/45鋼芯鋁絞線和1 000/80鋼芯鋁絞線連接，導(dǎo)線端頭各自采用牽引管壓接后，通過旋轉(zhuǎn)連接器連接，接1 000/45鋼芯鋁導(dǎo)線、1 000/45鋼芯鋁導(dǎo)線牽引管、18 t旋轉(zhuǎn)連接器、5 m長[?]28牽引繩、18 t旋轉(zhuǎn)連接器、1 000/80鋼芯鋁導(dǎo)線、1 000/80鋼芯鋁導(dǎo)線的順序依次連接。導(dǎo)線牽引管示意如圖1所示。

3.2 “一牽三”走板

走板工作負荷為180 kN、自重為90 kg，在原有設(shè)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場施工放線經(jīng)驗，對走板不對稱設(shè)計進行優(yōu)化，調(diào)整力矩結(jié)構(gòu)，將牽引點外移，同時對底部進行優(yōu)化。對配套五輪滑車的滑軌，將走板底部導(dǎo)軌進行斜向分塊設(shè)計，利于走板通過滑車，同時保證平穩(wěn)順暢，避免施工過程中出現(xiàn)導(dǎo)線跳槽的現(xiàn)象。

3.3 附件安裝優(yōu)化

在大高差放線附件安裝過程中，一個耐張段中架空導(dǎo)線的懸掛點容易出現(xiàn)高差較大，并伴隨檔距互不相近的情況。在緊線施工過程中，架空導(dǎo)線懸掛在放線滑車中，各檔水平應(yīng)力不一，其中，連續(xù)傾斜檔最低檔架空導(dǎo)線的水平應(yīng)力最小，最高檔的架空線水平應(yīng)力最大［4］。由于桿塔兩側(cè)檔內(nèi)的水平應(yīng)力不相等，懸垂絕緣子串（或掛具）及放線滑車向應(yīng)力較大的檔內(nèi)偏斜，可通過計算來確定各檔緊線弧垂及懸垂線夾安裝位置的移印距離［5］。

利用代表檔距法來近似計算連續(xù)檔架空線的應(yīng)力，連續(xù)檔耐張段的斜拋物線狀態(tài)方程見式（3）。

式中：[σ01]為線路設(shè)計控制氣象條件狀態(tài)下弧垂最低點處的應(yīng)力，N·mm-2；[σ02]為線路完工狀態(tài)下弧垂最低點處的應(yīng)力，N·mm-2；γ１為線路設(shè)計控制氣象條件狀態(tài)下架空導(dǎo)線的比載，N·mm-2·m；γ2為線路完工狀態(tài)下架空導(dǎo)線的比載，N·mm-2·m；t1為線路設(shè)計控制氣象條件狀態(tài)下的線路溫度，℃；t2為線路完工狀態(tài)下的導(dǎo)線溫度，℃，要考慮設(shè)計導(dǎo)線降溫補償溫度；α為導(dǎo)線的線膨脹系數(shù)，１/℃；E為架空線路的彈性系數(shù)，N·mm-1；lr為連續(xù)檔耐張段的代表檔距，ｍ；[βr]為連續(xù)檔耐張段的代表高差角，°。

對山區(qū)連續(xù)上下檔架空線路導(dǎo)線長度進行計算時，采用懸鏈線公式計算出的較斜拋物線精度更高，完工狀態(tài)下架空導(dǎo)線長度計算懸鏈線見式（4）。

式中：[Li0]為竣工狀態(tài)下各檔架空線線長，ｍ；[hi0]為各檔高差，ｍ。

在安裝完成懸垂線夾后，應(yīng)保證懸垂串呈鉛垂狀態(tài)，要將緊線時各檔線長調(diào)整為完工狀態(tài)時各檔線長，各檔線長的調(diào)整量見式（5）。

式中：[ΔLi]為各檔的線長調(diào)整量，ｍ。[ΔLi]為正值時，即緊線施工狀態(tài)下檔內(nèi)的線長較完工狀下導(dǎo)線長度要長，要進行調(diào)減；[ΔLi]為負值時，要進行調(diào)增［4-5］。

在白浙線施工過程中，要提前對導(dǎo)線進行計算。在導(dǎo)線展放過程中，提前計算移印值，并進行畫?。?］，確保接下來的附件安裝作業(yè)有參考和校對值，提高附件安裝的效率，極大改善竣工弧垂值超標及懸垂串偏移量過大的情況，避免二次返工，提高施工一次成優(yōu)率。同時，也驗證施工過程精確度，提高施工質(zhì)量。

3.4 放線計算過程模擬

在白浙線放線施工過程中，對導(dǎo)線放線張力的計算要引入走板及導(dǎo)線動態(tài)計算。通過計算和調(diào)整參數(shù)，在表格中可動態(tài)反映走板經(jīng)過每基桿塔時導(dǎo)線張力的變化，復(fù)核控制張力和導(dǎo)線過滑車狀態(tài)。實現(xiàn)導(dǎo)線全過程施工的數(shù)據(jù)化，做到對放線施工的全過程復(fù)核，提前對可能出現(xiàn)問題的檔位和區(qū)段進行調(diào)整和加強［7］。

4 結(jié)語

在白鶴灘—浙江±800 kV特高壓直流輸電線路工程施工皖3標段全面使用新型2ד一牽三”張力架線工藝后，相較于其他采用3 × “一牽二”標段，取得良好的經(jīng)濟效益，主要體現(xiàn)在以下3個方面。①能有效減少人員作業(yè)量，提高施工效率。同等區(qū)段條件、長度的施工，工期縮減1/3，人員安全水平、施工質(zhì)量管控水平得到提高。②通過合理改動施工工藝，避免采購新設(shè)備，施工工藝通用性強，具有良好的社會效益及推廣前景。③有效提高施工過程中的質(zhì)量管控，使施工人員的質(zhì)量尺度具象化、標準化，提高放線施工質(zhì)量。

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