500KV变电站一次跨线施工新工艺及其实践
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摘要：针对500kv变电站传统一次跨线施工工艺的局限性作出阐述。通过500kV变电站一次跨线施工实践，归纳出新工艺施工过程的重要步骤及注意事项，并就此施工工艺相关受力计算办法进行总结。
关键词：500kV；一次跨线；施工；新工艺
中图分类号：TU74 文献标识码：A
一、 500kV变电站传统一次跨线施工工艺分析
传统引下线及一次跨线施工工艺存在的问题主要是施工工艺较差，而且起吊工具的作业效率较低。其原因有以下几点：
1 传统机动绞磨是采用带张力顺拖法来牵引紧挂线，不仅有很多控制人员，而且一次跨线穿越设备区时需要做大量的保护工作。在施工时，对带电设备需要保持的安全距离，也因为控制绳可控制范围狭小而变得难度很大。牵引引绳和展放引绳在绞磨牵引施工时，都位于跨越架或设备自身上，这就使得地面控制人员难以对其进行控制，而如果绞磨牵引力过大就很可能会对现退出运行的备用设备造成损坏。此外，绞磨加速运转会产生120dB以上的噪音，会大大影响施工指挥到绞磨操作人员的操作指令传达。这种情况一方面会延缓施工进度，另一方面还存在很大的安全隐患，对于施工安全造成极大的威胁。
2 在起吊磨绳受力后，由于绝缘子串起吊点与绝缘子串挂点（施工孔）的角度不配合而限制了其活动范围，使得绝缘子球头的松紧尺寸难以掌握，造成了装、脱绝缘子串比较困难。此外，施工进度也受到施工角度很大的影响，变电站构架稳定性在过牵引度大时会大大降低，导致构架变形，会严重损坏退出运行的备用设备。因此，在变电施工中需要对构架受力进行严格控制。
3 现场施工人员培训不够，技术能力有高有低，难以适应新工艺和新技术，导致同等条件下施工进度难以配合。而且传统的施工工艺不采用大型吊装机械设备，导致施工过程中安全系数较低，而且施工人员的劳动强度大。
二、500kV变电站一次跨线施工的新工艺
1 低张力悬浮放线的新工艺
以某500kV变电站为例，其构架与构架安装一次跨线采用低张力悬浮放线的新工艺。其中，硬挂（紧挂）系统要采用绝缘子专用卡具4m吊带/4t、1m吊带/4t、U型环6个/5t以及3t手扳葫芦，具体施工步骤如下：
2 将硬挂吊点动滑轮组安装在#2构架侧并放出14循环双钢丝绳，将软挂吊点滑轮安装在#1构架侧并放出11钢丝绳。然后使用吊车将#2构架侧14循环双钢丝绳管母区及停电冷备用设备到#1构架侧地面，吊车用60t。在地面将绝缘子串一次跨线及两端紧线系统组装好，再使用吊车将一次跨线#2构架端挂线头吊至空中，由吊车来配合一次跨线进行摆位，而硬挂吊点动滑轮组与循环双钢丝绳进行配合。
3 安装#1构架侧的软挂绝缘子串一次跨线，再使用吊车与一次跨线低张力悬浮配合摆位。通过位于硬挂点端的机动绞磨与吊车的配合，将绝缘子串一次跨线#1构架端徐徐牵引至#2构架挂点安装处，并由机动绞慢慢收紧一次跨线，即完成#2构架侧硬挂绝缘子串一次跨线的安装。
3.1 使用吊车吊装辅助水平向上分力
当绝缘子串被机动绞磨牵引至安装位时，用吊车辅助吊点向上进行提升，直至安装平面。然后施工人员安装硬挂（紧挂）系统，绝缘子串硬挂在变电站构架上容易。这就很好地解决了因绝缘子挂点与施工孔角度不对导致整串绝缘子的安装以及U型环安装有很大难度的问题，大大加快了施工进度。
3.2 高空作业
通过大型吊装机械的使用，可以使得变电站一次跨线及引下线保持在空中，距离停电冷备用设备能够保持约1-2m的施工距离，可以在空中完成对变电站一次跨线的施工安装。
三、新施工工艺相关受力计算
在《电力工程施工分部分项技术交底操作规范大全》中，有如下要求：对一次跨线施工首先要计算过牵引量并校核构架受力；其次要采用全站仪对一次跨线的实际档距进行精确测定，再配合配合实际经验公式与计算公式一起来进行一次跨线的实际压接长度值对变电站导线一次跨线压接的确定。
1 构架承受水平张力的计算
某500kV变电站#1主变构架与220kV主变中压侧构架的一次跨线采用的导线型号为2×LGJQT-1400，该型号导线的具体参数为：截面积S=1533.9mm2，弹性系数E=5730kg/mm2，单位自重Q=4.962kg/m，自重比载g=0.00323kg/m·mm2。一次跨线的安装弧垂fm=3m，构架之间中心线水平档距L=59.2m。可由水平应力公式（1），计算出单根导线的水平应力σ0为0.472kg/mm2，#1主变与220kV主变中压侧构架在正常运行情况下所承受的水平张力T可由公式（2）求出，为1448.00kg。
1.1 在过牵引?L为100mm情况下，根据公式（3）可以求出过牵引应力σ1为0.542kg/mm2，此时#1主变构架与220kV主变中压侧构架的水平张力T1为1662.75kg。
1.2 在过牵引?L为150mm情况下，根据公式（3）可以求出过牵引应力σ2为0.592kg/mm2，此时#1主变构架与220kV主变中压侧构架的水平张力T2为1816.14kg。
由计算可知，过牵引?L在（100mm～150mm）范围内均可以满足#1主变构架与220kV主变中压侧构架的设计要求。
2 一次跨线引下线重量的计算
在线长l为25m时，所采用的2×LGJQT-1400型一次跨线引下导线的重量G可由公式（4）求出，为248.1kg。
3 一次跨线挂线时张力计算
在一次跨线安装硬挂系统后，#1主变构架与220kV主变中压侧构架间的一次跨线安装张力将向硬挂侧吊钢丝绳上转移。此时，钢丝绳承受的最大张力应该为一次跨线的运行水平张力，为1448.00kg[3]。
4 一次跨线导线长度计算
#1主变构架与220kV主变中压侧构架间一次跨线A相实际测量值为58.90m（取两端挂点的中心孔距），B相实际测量值为58.89m，C相实际测量值为59.01m。单串绝缘子及金具的组合长度值D=3060mm。
4.1 采用普通弧垂与应力计算线长，由公式（5），A相线长LA为53.21m，B相线长LB为53.23m，C相线长LC为54.31m。
其中，L1为实际导线压成钢锚内弧两端值，L2为实际测量两端挂点中心孔距值，f为设计弧垂值。
4.2 采用简化三角形计算线长，由公式（6），LA为53.10m，LB为53.12m，LC为54.21m。
将2种计算方法综合起来，比较值是平均值0.102m，由于没有绝缘子串应力，所以在平均值上还要衰减30%。这样采用普通弧垂与应力计算线长衰减平均值30%，有LA实为53.18m，LB实为53.20m，LC实为54.28m。
结语
利用一次跨线施工的新工艺，成功完成了500kV变电站#1主变与高压侧、中压侧一次跨线及引下线的施工。低张力悬浮放线新工艺的采用，也使得500kV变电站一次跨线（大线）施工更加简便，工作效率和安全效益都得到了很大的提高。
参考文献
[1]贾润芳，孙凤娟.500kV变电站220kV系统双母线双分段接线方式的施工方案[J].河北电力技术，2009，28（2）：11-13.
[2]龙飞，鲁敏，曾庆红.500kV变电站一次跨线施工工艺的研究[J].湖北电力，2011，35（6）：78-80.
[3]郭祝平，邹阳，王炼.500kV变电站220kV母差保护双重化改造[J].继电器，2007，35（10）：72-75.