运行变电站高层软母线更换施工技术研究

赵水忠，徐重力，单 俊

（浙江省送变电工程公司，杭州 310016）

运行变电站高层软母线更换施工技术研究

赵水忠，徐重力，单 俊

（浙江省送变电工程公司，杭州 310016）

以500 kV瓯海变电站220 kV 2号母联间隔为例，研究分析了采用1辆吊机加2套机动绞磨进行运行变电站高层软母线更换的施工方法，经现场安装实施证明，该施工方法安全、可靠、简便、经济，具有较高的推广应用价值。

运行变电站；软母线更换；增容改造

0 引言

随着电网容量的不断增大，大量早期建设的变电站已无法满足日益增长的容量需求，需要对原运行的高层软母线进行增容改造。为了在运行变电站内安全可靠地开展高层软母线更换工作，需要对高层软母线更换施工方法进行研究。

以500 kV瓯海变电站220 kV 2号母联高层软母线更换为例，研究分析采用1辆吊机加2套机动绞磨的高层软母线更换施工方法。该方法确保了2号母联高层软母线更换工作安全、可靠，同时该方法操作简便，具有较好的经济性。

1 高层软母线更换施工方法

1.1 高层软母线拆除

拆除2号母联高层软母线前，先拆除管母的设备连线。对引下线和管母金具，采用吊机吊斗登高拆除，隔离开关侧金具则采用竹梯登高拆除。

2号母联间隔跨220 kV管母的高层软母线档距长38 m，母线两端挂点标高14.5 m，设计驰度2 m，管母标高9 m；100 t吊机平台高度1.5 m，最长臂L=49 m，带副扒杆伸出长度L=（49+ 18.1）m，当主臂仰度α=78°时，最大吊重3.6 t，吊机支腿完全打开后宽度约7.6 m。

1.1.1 吊机站位分析

吊机支腿考虑打在电流互感器支架处，其位置一是保证扒杆能从构架横梁上方穿过，二是保证施工过程中吊物不伤害下方管母。

参见图1，设置吊机站位中心距电流互感器支架距离L1=7.2/2=3.6 m，距构架中心距离 L2= 5.5 m，高层母线两端挂点标高H1=14.5 m，以确保扒杆超过构架顶时的角度β=tan-1[（H1-1.5）/ L2]=tan-1（2.36）=67°＜α，也就是吊机扒杆能从构架横梁上方穿过。

当吊机打开最大角度时，高度H=1.5+L× sin78°≈49.5 m，满足母线起吊参数要求值，同时满足吊机将母线吊高后下方的瓷瓶串高于管母。吊机工作半径R=L×cos78°=10.19 m，且在母线起吊过程中用浪风绳绑扎并拉住麻绳，以免母线摩擦管母。吊机的占位布置确保了其工作在容许范围内。

1.1.2 吊机起吊重量核算

耐张绝缘子串和可调绝缘子串重量分别为1 180.61 N和1 240.95 N，总重2 430.56 N，需拆除高层软母线2×LGJQT-1400。重量为m=4.96× 2×32×10=3 170.44 N，耐张线夹NYZ-1400重量为70.3 N，小钩重量约1 000 N，因此拆除时吊重为M=2 430.56+3 170.44+4×70.3+1 000=6 900.2 N，满足吊机起吊要求。 同时新安装母线2× NRLH60GJ-800/55单位荷重2×2.69 kg/m比原母线2×LGJQT-1400单位荷重2×4.898 kg/m重量轻，满足起吊条件。

1.1.3 实施过程分析

（1）将待拆除高层软母线与吊钩连接：在1号横梁和2号横梁上各固定好滑车，其中1号横梁侧机动绞磨牵引钢丝绳通过滑车与瓷瓶串U型环连接。2号横梁侧机动绞磨牵引钢丝绳通过滑车将联板连接，在出线侧副吊臂升至1号横梁上方，当吊钩距地面高度约47 m时，放下小钩与需要拆除的一相导线瓷瓶串U型环用钢丝绳连接。

（2）高层软母线与构架横梁分离：1号横梁侧机动绞磨牵引紧线后，拆开U型环与横梁挂点的连接。机动绞磨慢慢回送钢丝绳（吊机小钩随瓷瓶串往下送，吊机钢丝绳保持松弛状态），待导线张力逐渐减小后，2号横梁侧机动绞磨牵引紧线，并拆开联板与双联碗头的连接，其中2号横梁侧的瓷瓶串不与高层软母线一起拆除。

（3）高层软母线的吊起与放下：2号横梁侧机动绞磨回送钢丝绳（1号横梁侧机动绞磨钢丝绳同时回送），并操作吊机小钩往上提升。吊机小钩上升与2号横梁侧机动绞磨钢丝绳回送要密切配合，直至小钩完全将导线吊起，然后将吊机小钩放下，将高层软母线放至地面，如图2所示。

图1 吊机位置及吊重计算示意

图2 2号母联高层软母线拆除示意

1.1.4 吊机受力分析

在小钩刚开始提升的状态下，导线张力最大，将导致吊机小钩钢丝绳往右侧偏移，需要用1号横梁侧的机动绞磨拉住，以提供一个水平方向反向力T1，使小钩保持竖直状态。此时吊机受力如图3所示，近似计算如下：

式中：T2为吊机受力；T1为机动绞磨提供水平反向力；G为吊重，G=（1 240.95+3 170.44+4×70.3+ 1 000）=5 710 N；T为导线重力；α为夹角，α=tan-1[l×ω/（2H）]，其中 H为单线最低水平张力，H=（l2×ω）/（8f）。

图3 吊机受力示意

经计算，H=382×4.96/[8×（14.5-9）]×10=1 630 N，α=tan-1（38×4.96/2×163）≈30°，T=[H+（14.5-9）×4.96]×2×10=3 810 N，T1=3 810×0.87=3 310 N，T2=5 710+3 810×0.5=7 615 N。吊机受力小于吊机最大吊重；为保持钢丝绳垂直状态，1号横梁侧机动绞磨需提供3 310 N的拉力。

1.2 高层软母线架设

对于2号母联高层软母线跨3档220 kV管母的架设，在出线侧的道路上停放好100 t吊机（1号），将吊机副吊臂打开后升至1号横梁上方，吊钩距地面高度约47 m处时将小钩放下。将压接好的高层软母线放置至架设地点，并将高层软母线两侧与瓷瓶串组装好，两侧瓷瓶串分别与1号横梁、2号横梁侧的机动绞磨牵引钢丝绳可靠连接。1号横梁侧瓷瓶串使用另外一根钢丝绳绑扎在100 t吊机小钩（1号）上。操作吊机小钩使整根导线上升至管母上方。利用2号横梁侧机动绞磨牵引紧线，同时操作吊机小钩使其下降。在即将紧线到位时，应严格控制过牵引力，以防发生意外。当导线牵引到位后将瓷瓶串U型环与2号横梁上的挂点连接。利用1号横梁侧机动绞磨牵引紧线，吊机小钩跟随瓷瓶移动（吊机钢丝绳保持松弛状态），在即将紧线到位时，应严格控制过牵引力，导线到位后将瓷瓶串头部U型环与1号横梁上的挂点连接，如图4所示。

图4 2号母联高层软母线安全示意

后续应对高层软母线架设复测、并按设计要求调整驰度，完成间隔棒、引下线安装工作。

2 关键因素分析与控制措施

2.1 吊机站位及工作范围的确定

本施工方法中吊机的选型关键是要确定吊机的站位，即：首先要保证站位地面地质条件符合吊装要求；其次，本施工方法不对低层管母进行拆除，直接进行吊装更换，需要保证站位内吊机有足够的活动半径，同时保证起重臂能够顺利穿过构架横梁，且高层软母线最低端悬式绝缘子与下方管母有足够的安全距离。

2.2 机动绞磨的确定及控制措施

本施工方法中机动绞磨选型除了要满足高层软母线起重配合要求的条件，更需要充分考虑2台绞磨之间以及2台绞磨与吊机之间的配合，能够有效克服高层软母线在拆除时产生的侧向应力，确保高层软母线在拆除和吊装过程中始终处于垂直状态，不发生与低层管母刮擦碰撞，故在本工程中选择2台机动绞磨均为3 t。

由于该运行变电站土质硬实度均达到95%以上，且地耐力已具备实施猫桩的基本条件，故每台机动绞磨均设置梅花桩，能满足地锚抗拉强度要求；同时在起吊拆除和安装高层软母线高度过程中，尽可能地将高层软母线高度降低到与正母、副母最近时再启用机动绞磨工作，确保整个吊装过程各受力环节均匀、合理。

3 结语

通过现场安装实施，采用1辆吊机更换高层软母线的方法可行有效，极大地提高了工作效率，确保了施工安全、质量以及进度要求。近阶段更换运行变电站的高层软母线的实践工作经验表明，该方法已经成为部分地区运行变电站增容改造工程更换高层软母线的一种标准施工方法。

由于该500 kV变电站220 kV配电装置布置形式为2段副母加1段正母，220 kV配电装置距离相对较宽，为了确保吊臂有足够的长度满足起吊导线，在该项工程施工中采用了100 t吊机。而后续的其他工程中，由于更多的布置形式为1段正母加1段副母，因此，可以根据配电装置的实际宽度进行吊机的选择，后续工程中采用的吊机经过计算分别为25 t和50 t，将更加节约台班，降低施工成本。

[1]王军，刘巍，赵雪松，等.跨越带电220 kV管母线架设软导线的施工技术[J].电力建设，2005，5（26）∶43-52.

[2]DL 5009.2-2013电力建设安全技术规程 第 2部分：电力线路[S].北京：中国电力出版社，2013.

[3]DL 5009.3-2013电力建设安全技术规程 第3部分：变电站[S].北京：中国电力出版社，2013.

[4]林一凡.电厂、变电站软导线张力计算及其分析[J].电力建设，1997，5（7）∶35-36.

[5]浙江省送变电工程公司.送电工安全操作基本技能[G].

（本文编辑：赵晓明）

Research on Construction Technology of High-level Flexible Conductor Replacement at Operating Substation

ZHAO Shuizhong，XU Zhongli，SHAN Jun

（Zhejiang Electric Transmission and Transformation Engineering Company，Hangzhou 310016,China）

Taking the 220 kV No.2 bus coupler interval in the 500 kV Ouhai substation as an example，the paper investigates and analyzes the method of high-level flexible conductor replacement by using one crane and two power-driven winches.This method is safe，reliable，simple and economical,and has high application value.It is proved by field installation that the method is safe，reliable，simple and economical，and has high application value.

operating substation；flexible conductor replacement；capacity increase transformation

TM645

B

1007-1881（2016）11-0007-03

2016-09-08

赵水忠（1968），男，高级工程师，主要从事变电站安装工作。