昆柳龙直流8×900 导线采用2×一牵四展放滑车挂具设计及应用

张永春，杨金国，王 杰，丁 旺

（云南送变电工程有限公司，云南 昆明 650216）

0 引言

为落实西电东送战略，促进清洁能源消纳实现资源优化配置，南方电网自2008 建设世界首条±800kV 直流项目以来，已建设了云广、糯广、滇西北及昆柳龙多条特±800kV 高压直流线路，特高压输电已成为国家名片。特高压直流输电技术在不断的发展，昆柳龙多端柔性直流项目建设创造了多项世界第一，为确保我公司承建的昆柳龙直流项目1、2 标架线施工安全可靠，降低施工成本，推进技术创新，结合以往项目架线时滑车挂具成本及施工成本相对较高等问题，从技术角度设计一种简易可靠高强度滑车挂具，更好的解决施工时成本较高、工序复杂问题，同时降低安全风险。

1 工程概况

昆柳龙直流输电线路工程起于云南省昆明市禄劝县昆北换流站，经广西自治区柳州市鹿寨县柳北换流站，止于广东省惠州市龙门县龙门换流站，途经云南、贵州、广西、广东4 省。直流线路全长1452.248km。昆北～柳北段线路导线20mm 冰区及以下采用8×JL/G2A-900/75 钢芯铝绞线；30mm 冰区采用6×JLHA1/G2A-900/75 钢芯高强度铝合金绞线。我公司承建的云南段1、2标施工任务，线路长度共计136.637km，共计270 基铁塔。

2 常规滑车挂具及分析

根据以往我公司在特高压线路施工经验、现有设备及工器具，结合本工程相关设计参数、初步计算结果、地形地貌等因素，本工程8 分裂导线展放方案选择“2×一牵四”的方式。

根据《±800kV 架空输电线路张力架线施工工艺导则》意见，“2×一牵四”双滑车可以用挂架法。另一种是将一个五轮滑车挂在绝缘串下，另外一个用钢绳或其他工具挂在合适位置。我公司以往类似工程也是通过加工专用框架式挂架来悬挂滑车。对昆柳龙1，2 标附近其他标段调查，直线塔五轮滑车悬挂普遍采用联板式挂架或框架式挂架。常见挂法见图1、图2、图3，常规绝缘子串图见图4。

图1 挂板法悬挂滑车

图2 组合挂板法悬挂滑车

图3 框架式悬挂滑车

图4 常规直线塔悬垂绝缘子串

通过对图1 滑车挂法分析，存在以下问题：

（1）挂板结构尺寸大，质量较重。质量较重的情况下，首先加工成本较高；其次山区运输困难成本高；最后在附件安装时需将此挂板拆除，拆除时需使用机动绞磨进行拆除，拆除工作量大且容易磨损导线。

（2）垂直荷载加安全系数的情况下，挂板材质至少要使用Q345R，加工成本相对普通钢板成本相对较高。

（3）在悬挂滑车时拆除了与悬垂线夹相连的悬垂联板。悬垂联板最轻的将近300kg，附件安装时需重新在高空安装悬垂联板时工作量大难度高，安全风险较高，且高空拆除挂架加上安装悬垂联板，存在绳索磨损导线的情况。

通过对图2 滑车挂法分析，与图1 挂法基本相似，只是整个挂板结构尺寸减小，运输相对容易，但是在拆除此挂板时，因两串绝缘子间水平张力及两个滑车间张力作用，拆除滑车时难度较大[1]。

通过对图3 滑车挂法分析，与图1、图2 挂法相似，整体重量相对挂板还有所增加，且垂直方向结构尺寸较大，附件安装时要将导线提升1m 左右的高度，附件安装时工作量相对多出很多，且垂直高差相对较大的塔位，导线提升过高存在较大安全风险。

3 高强度挂具设计

通过常规挂具分析，存在结构尺寸大、质量重、加工成本高、附件安装工作量大、效率低，一定程度上存在安全风险，同时存在磨损导线等问题。针对以上问题，设计一种新型简易轻便挂具，直接将五轮滑车挂在悬垂挂板上面，具有制作及现场装拆施工便捷、制作成本低、安装可靠、装配化程度高、提高工作效率、降低施工成本[2]。

本工程1，2 标共使用6 种规格悬垂联板，最小规格悬垂联板为单侧绝缘子挂点处破坏荷载不小于420kN，最大单侧绝缘子挂点处破坏荷载不小于1680kN。8×900 子导线布置为圆形，子导线间距均为500mm，相邻导线对圆心角度为45°，子导线圆直径为准1306mm，悬垂联板从上往下数第三层悬垂线夹两个挂孔间距为1207mm，悬垂联板如图5 所示。

图5 悬垂挂板安装

本工程导线展放采用“2×一牵四”方式，依据《±800kV 架空输电线路张力架线施工工艺导则》放线滑车选用规定，五轮滑车选用型号规格为SHD-5NJ-900/150，额定荷载为150kN，槽底直径为900mm，轮片宽度为125mm。五轮敞车横向结构尺寸为765mm。

如果将两个五轮滑车通过挂具连接在悬垂联板上面，最关键有三个因素：①五轮滑车间水平间不存在碰撞冲突；②挂板挂孔强度大于3 倍的滑车施工时最大垂直荷载；③挂具的强度不小于施工时滑车最大垂直荷载的3 倍。

滑车挂具设计为两个特制U 型环中间加一个延长环连接的方式。具体连接方式为U 型环一端与滑车相连，另一端U 型环与悬垂挂板相连。挂具设计如图6 所示。

图6 简易挂具

两个五轮滑车悬挂在悬垂联板从上往下数第三层悬垂线夹两个挂孔上，两个五轮滑车的间距为：L=1207-765=442（mm），此间距满足要求。

悬垂线夹处眼孔受力情况悬垂联板按最小规格420kN 的数据进行校验，先计算出架线过程中滑车的最大荷载，再校验悬垂联板眼孔强度是否满足最大荷载要求，如果滑车最大垂直荷载加3 倍安全系数情况下小于挂孔承受最大荷载即可。常规放线情况下，包络角大于30°或垂直荷载超过滑车额定荷载情况下均需悬挂双滑车，一般情况了为防止压接管变形等情况发生，一般垂直档距超过800m 需挂双滑车。计算时考虑不确定因素垂直档距取1000m 进行校验，导线单位重量是3.071kg/m，静态下最大垂直荷载：FV=LH×ρ×4×g。

FV=1000×3.071×4×9.8=120.3kN

悬垂联板挂孔处强度计算：根据已知条件，孔边距r=30mm，孔半径D/2=13mm，板件厚度t=32mm，板件材质为Q345R，σb=500，孔壁厚h=r-D/2=30-13=17mm，孔壁的增均半径R=h/2+D/2=17/2+26/2=21.5mm，K=h/R=0.79069，F=h×t=544。

P=（2.05/（1+0.5×K））×F×σb=399.61kN

通过计算挂孔处最大承受荷载为399.61kN，五轮滑车最大垂直荷载下取3 倍安全系数，最大垂直荷载为：3×FV=3×120.3=360.9，此值小于挂板最大承受荷载399.61kN，因此，此挂孔的强度是满足要求的。

挂具两个U 型环及延长环强度均采用45t，因挂板螺栓眼孔直径为准=26mm，为提高挂具强度，U 型环连接螺栓采用42CrMo钢准=25.5mm，通过计算及拉力试验，螺栓受剪强度也不小于45t，因此，挂具强度完全满足要求。

通过以上计算及拉力试验，简易挂具结构尺寸及受力情况均满足设计时目标。

4 应用效果及经济性分析

我公司承建的昆柳龙1 标，2 标架线时直线塔五轮滑车悬挂均使用了设计的新型简易挂具。于2020 年5 月初两个标段完成架线施工，整个架线过程中挂具应用反响较好，附件安装时挂板处导线未发生磨损现象[3]。

挂具结构简单，由标准件加特制件组装而成，便于加工制作，悬挂五轮滑车简便，附件安装时大大提高了工作效率，优化了施工工艺，节约了施工成本。现场应用效果图如图7 所示。

图7 现场应用效果

原板式挂具或框架式挂具重量在70~160kg 之间，本挂具重量约15kg。原挂具结构尺寸最大为1800mm 左右，新设计挂具结构长为465mm。运输轻便，加工成本节约50 万元。

采用新设计挂具附件安装时，省去了拆除挂架、高空安装悬垂联板两个工序，根据现场实际记录，一般塔位单极拆除挂架及安装悬垂联板用时约3h，两极多用10 个人工左右，两个标段人工成本节约45 万元。将导线由滑车提至线夹安装时，原挂架提线垂直高度相对高出约0.6m，且水间距较宽，约1.6m，8 根子导线均需用葫芦提升至悬垂线夹安装高度，单极提升导线用时相对多出约2h，两极多用7~8 个人工，节约成本约35 万元。其他运输、机具等都有所增加，共计节约成本约130 万。

5 结束语

通过设计加工简易五轮滑车挂具，并在±800kV 昆柳龙直流1 标，2 标项目架线施工中应用，结果表明，简易挂具的使用带来了可观的经济效益，同时降低了安全风险，从技术角度减少了导线磨损质量问题。同时说明挂具设计科学合理，改进了施工工艺，此挂具值得以后类似项目中应用。