装配式快速定长架线技术在输电线路施工中的应用

毛伟敏,金伟强,周雪涛

(河北省送变电有限公司,河北 石家庄 050051)

利用张力机、牵引机等施工设备展放导、地线,使其在展放过程中离开地面和障碍物呈架空状态的放线方法称为张力架线。张力架线包括悬挂滑车,展放引绳,展放导、地线,牵引场锚固,张力场回卷预紧,张力场锚固,张力场断线,弧垂观测及紧线,高空断线、压接,附件安装等工序[1-3]。

张力架线技术用时较长,工艺复杂,高空作业多,安全风险高[46]。在跨越高速公路、电气化铁路、重要电力线路时,产权单位对跨越时间要求越来越短,跨越安全性要求越来越高,传统的张力架线技术已难以满足要求。

1 装配式快速定长架线技术原理

装配式快速定长架线是指采用软件程序精确计算放线线长、采用三维激光测量装备精确计量架线档导、地线长度,用张力放线的方法展放定长导、地线,两端采用新型耐张线夹压接,并挂线的施工方法。这种架线工艺的具体工序如图1所示。

图1 装配式架线施工流程

受限于计算、测量、计量精度的影响,常规的装配式架线工艺存在线长、弧垂的积累误差过大的问题;另外,现有的耐张挂线金具-耐张线夹-结构无法通过放线滑车,所以在连续放线档无法应用该工艺。

因此提高装配式定长架线技术实用性的关键,在于精确计算导地线线长,采用现代化的精确测量、计量设备测量放线线长,以及研制新型的耐张线夹结构以适应连续放线档的使用要求。

a.采用三维激光成像测量装备测量导地线挂点间距离;

b.将测量数据输入软件程序精确计算区段内导地线长度;

c.在展放导地线时,利用研制的专用计量装置精确测量导地线长度;

d.放线后直接压接,制作定长导线;

e.采用液压紧线机耐张塔挂线,直接安装在耐张串上;

f.利用三维激光扫描仪扫描输电线路,测量线路弧垂、线长;

g.利用调节金具调整线长,使弧垂误差不超出验收规范要求。

2 装配式快速架线技术施工方法

2.1 3D扫描测量挂点坐标

由于设计院提供的各架线档的档距、高差等参数值误差较大,不满足精确计算线长要求,因此采用三维激光扫描对架线档各挂点进行精确扫描,利用扫描得到的点云数据建立三维影像模型,获取挂点坐标。

将测量得到的挂点坐标(XA,YA,ZA),(XB,YB,ZB)代入公式,计算本档参数如下:

2.2 精确计算弧垂、线长

目前,常用于计算导线线长的模型分悬链线和抛物线2种,2种模型下的线长计算结果差距为微米数量级,可以忽略。因抛物线模型计算简便,精度也能满足工程施工需要,且根据弧垂可直接计算对应线长,本文采用抛物线模型计算导、地线长度等参数。

然而计算线长L计不能作为装配式快速架线时的计量线长,还需考虑导线绞制不密实产生的伸长L绞、导线弹性伸长L弹、以及耐张金具串长度公差L串、耐张线夹压接后伸长L压等误差因素。

在实际应用中,要实现装配式快速架线,使弧垂达到-2.5%＜μ＜2.5%的验收标准,仅靠控制线长误差是无法达到的,必须采取引入线长修正系数、增加可调金具等的补偿措施。

2.3 导地线精确计长标记

由于传统放线设备张力机上的里程表计量误差大,无法满足精确计量导地线长度的需要,以往的装配式架线通常将导线从轴架拆除,采取接触式计米器或钢卷尺提前测量,工作效率低,施工时间长。

LaserSpeed多普勒激光测速仪,计量导线长度的精度优于0.05%,是测量导地线长度精度最高的仪器。为了解决该型号测速仪对被测物的垂直度和相对距离要求较高的问题,设计并加工了一套可安放在架线张力机与导线轴架之间的通用导线限位支架,在架线施工过程中实现实时测量,无需导线厂家生产定长导线,提升了工作效率、降低了工程成本。

2.4 架线施工验收

导、地线线长是否达标反映在弧垂上,线长的允许误差率应使得弧垂满足现行GB 50233-2014《110 k V～750 k V架空输电线路施工及验收规范》中±2.5%的最大误差要求。线长的误差率与弧垂误差率、各档弧垂、线长、高差等有关,当弧垂误差率介于±2.5%之间时,线长的误差率必须达到小数点后5位(万分之零点几的精度)。目前现有设备达不到如此高精度的线长误差要求,因此需要在验收时精确测量导线弧垂,依靠现有可调长的调节金具如延长杆、PT调整板、PTQ调整板及DB调整板等,调整导线线长。

在挂线完成后,采用3D激光扫描仪对架线档导线进行扫描,得出档距、斜档距、弧垂及线长等数据,测量精度优于万分之二,大大提升了施工验收的精度及效率。

3 工程应用情况

为了验证新工艺的可行性,选择韩庄(方台)-桥西220 k V双回线路工程N10-N12耐-直-耐区段及N25-N28耐-直-直-耐区段分别进行装配式定长架线施工。

在试验线路耐张区段采用新工艺后,省去了张牵设备预紧线、绞磨紧线、链条葫芦微调驰度及高空压接等工序,仅需压接、挂线。且压接可在地面与其他工序同时进行,不单独占用施工时长;整体跨越时间根据回路数,导线分裂数的不同,可缩短20%～40%,满足被跨越物管理单位缩短跨越时长的要求,架线施工成本见表1。

表1 220 kV双分裂线路架线施工成本对比

该工艺减小了高空作业、测工等技术工种的投入,实现了降本增效。通过对试验线段的人工费、机械设备使用费等主要成本进行测算,总体施工成本降低30%以上。

4 结论

装配式快速架线施工工艺是对传统施工工艺的一次革新,其简化了架线施工工序,结合现代化的测量、计量设备及新型金具,缩短了施工时长,减少大量高空危险作业,减少了测工及配合普通工种的投入,降低了人员的投入数量和劳动强度,提高了施工效率,切实提升了跨越施工的安全性及被跨越物运行的安全性,是值得推广应用的重要跨越施工的新工艺。