特高压变电站跨线安装施工工艺研究

罗兆楠，田文敏，潘宏承

（1.国家电网有限公司交流建设分公司，北京 100052；2.北京送变电有限公司，北京 102401）

0 引言

变电站跨线施工属于软母线施工范畴，在特高压交流输变电工程大规模建设的今天，跨线施工工艺的优良与否对变电站整体建设进度和施工质量控制具有重要影响。

从20世纪90年代起，施工单位和研究人员对于跨线长度计算和施工方法开展了诸多研究，从近似计算法到试验拟合公式，再到编制计算软件，促进了跨线施工领域的技术进步。文献［1］介绍了一种软母线下料的经验公式，文献［2］提出了“梯形模型计算法”和“组合模型计算法”近似计算算法，上述方法均为近似计算，得出的结果还需要根据施工现场状况进行调整。同时，针对特高压变电站跨线预制及施工技术的研究，目前尚未检索到相关文献。

研究提出一种精确计算跨线长度的计算软件，并对原有特高压变电站跨线安装工艺流程进行改进，通过国内某特高压变电站新建工程构架之间的跨线施工实践，证明所提方法的有效性。

1 软母线施工技术要求

GB 50149—2010《母线装置施工及验收规范》规定：母线弛度应符合设计要求，其允许误差为-2.5%～+5%；扩径导线弯曲度不小于导线直径的30倍。

GB 50697—2011《1 000 kV变电站设计规范》规定：海拔1 000 m时，1 000 kV屋外配电装置分裂导线至接地部分之间的最小安全距离为6.8 m。同时，据相关文献研究证明，海拔在1 000 m及以下的特高压交流变电站带电作业最小相地安全距离为6.8 m，最小相间安全距离为9.1 m，构架侧方进出分裂母线最小组合间隙为6.2 m。

2 构架间跨线施工工艺

2.1 施工工艺流程

构架间跨线施工工艺的优良与否对变电站整体的建设进度和施工质量控制有着重要的影响，通过导线下料长度计算软件精确计算导线下料长度，使施工人员可以在现场完成跨线的预制和起吊安装，避免了依赖经验、反复放样比对的烦琐施工工艺。具体施工工艺流程如图1所示。

图1 跨线施工工艺流程

2.2 绝缘子串组装

耐张绝缘子串组装时应满足如下要求：

1）绝缘子串耐压试验合格；

2）绝缘子片外观、瓷质完好无损，连接使用的钢件完好、无锈蚀，连接过程避免损伤；

3）根据图纸要求，从挂点处开始组装，为方便计数，穿插不同颜色的绝缘子片；

4）弹簧销在安装时开口方向应确保一致。

2.3 导线下料长度计算

导线下料长度的误差直接影响着软母线安装后的弧垂，参考抛物线和悬链线计算公式，充分考虑挂点高差及耐张绝缘子串等因素对弧垂的影响，研究一种精确计算导线下料长度的计算软件。

2.3.1 计算参数确定

在计算导线下料长度之前应进行输入参数的采集，主要包括绝缘子串长度、挂点档距、弧垂及导线重量等。

采用直接测量的方式对绝缘子串长度进行测量。绝缘子和金具组装完后垂直吊起并保持自然下垂状态，用钢卷尺测量U型挂环至耐张线夹挂环之间的距离。1 000 kV四分裂导线的上下层导线绝缘子串长度存在差异，因此应分别测量其长度。

采用手持式可视激光测距仪对挂点档距进行精确测量。安排施工人员爬到连线一侧的挂点附近，将测距仪的底部顶在构架挂点外沿，测量并记录一组跨线档距的读数。每个档距应测量3次，取其平均值。若挂点之间存在高差，则视施工图的挂点标高差值为实际高差。

依据施工图出具的温度—弧垂—张力表，可根据施工时的环境温度确定档线的弧垂。

导线单位长度重量可根据其型号进行确定。2.3.2 导线下料长度计算

将计算参数输入导线下料长度计算软件，进而可以得出导线下料长度，如图2所示。

图2 软件计算界面

将导线从线盘放出，以软件计算长度画印、绑扎、切断导线，确保切断口和导线轴线垂直，并打磨好切断口。

2.4 导线压接、金具安装

导线压接、金具安装的具体施工流程为：

1）压接前将线夹内层和导线外表面清理干净，并根据压接长度将导线线丝穿入扩径空隙填实。

2）对导线压接部分涂刷耐热导电接触脂，在接触面上涂刷均匀并覆盖导线外层铝股。

3）将导线旋转穿入线夹压接管，其旋转方向应与导线绞线方向保持一致。再将锚杆旋入导线芯圆管，调整好压接管跳线连接螺栓方向与锚杆孔方向。

4）组装完毕后，使用液压压接机对耐张线夹进行压接。压接操作应满足DL/T 5285—2013《输变电工程架空导线及地线液压压接工艺规程》要求，80 MPa压力时应保持5 s，压接后的六边形对边距为0.866D（D为压接管外径）。在线夹压接位置包裹塑料薄膜以便于脱模，每模压接完毕后将导线沿轴线直线移动，相邻两模的重叠量应大于5 mm。压接完毕后应对线夹压接部分进行打磨，确保压接部分圆滑过渡、无毛刺。

5）将双分裂导线平行放置，沿同一方向对2根导线测量，标记间隔棒安装位置并进行安装。双分裂导线同时测量距离可保证间隔棒彼此平行，削减导线间相互作用力。

2.5 导线安装

应用起重机和绞磨机对绝缘子串和导线进行最终组装和起吊安装，安装示意如图3所示。导线安装的具体施工流程为：

1）将导线运输至连线档下方，应用起重机吊起绝缘子串一端，将导线一端和绝缘子串连接好，然后继续起吊，将此线端连接至构架挂点并安装完成。

图3 安装示意

2）导线提升过程中，应避免导线与地面产生硬性摩擦及永久变形。

3）如图3所示，另一端先将绝缘子串垂直吊起，将绝缘子串下端与导线连接完成，再开动绞磨机收紧钢丝绳，将线端拉向构架挂点，吊车自然脱钩。开动绞磨机继续提升，直至施工人员完成导线U型挂环与构架挂点连接。

4）提升过程中，施工人员通过地面控制绳控制导线不与地面设备碰撞。

2.6 弧垂复测

吊装完成后采用水准仪和激光测距仪在地面进行弧垂复测，其实质是导线最低点与挂点的高差，具体施工流程为：

1）在导线下方附近取定一点架设水准仪并标定水准面；

2）将尺杆竖直立于挂点之下，用水准仪读取尺杆读数，再将激光测距仪置于尺杆读数位置，测量并读取此时水准平面与挂点距离，多次测量并计算平均值h1；

3）取导线挂点连线中点及其前后1 m各一点，将尺杆立于跨线正下方，测量上述3点位置导线距离水准平面的距离，取最小值h2；

4）档线实际弧垂计算公式为

3 应用实践

将所提方法在国内某特高压变电站过渡构架—联合构架一档线的安装中进行应用。首先对主要技术参数进行了采集，如表1所示。

表1 主要技术参数

将主要技术参数输入计算软件，计算出导线下料长度为60.140 7 m，如图2所示。

利用所提改进施工工艺流程进行跨线施工，施工后该档线实际弧垂为 3.352 m，根据 Q/GDW 10198—2016《1 000 kV母线装置施工及验收规范》要求，该档线实际弧垂允许区间为3.268～3.515 m，实测弧垂值在允许区间范围内，满足规范要求，且施工效果达到了良好的美观性，证明了所提施工工艺能够很好地指导变电站软母线安装施工。

4 结语

特高压变电站跨线具有档距短、绝缘子串重量重的特点，安装施工效果往往难以控制。提出一种跨线计算方法和改进施工方法，可以精确计算跨线长度，并有效指导现场进行跨线施工。该方法成功应用于国内某特高压变电站过渡构架—联合构架—档线的安装过程中，施工效果良好，证明了所提方法的有效性，为后续工程建设提供了参考。