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摘 要:本文對本工程在架線施工中所采用的一些新計算方法進行一下總結及施工技術論證。
關鍵詞:架線滑車、懸掛理論、施工.
Abstract: This new method of calculation used in overhead line construction on the project summary and construction and technical feasibility.
Keywords: wired pulley, suspension theory, construction.
中圖分類號:TM752文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)05-0020-02
通過理論分析研究,在架線施工中四分裂導線采用“一牽”分次展放導線的工藝是可行的。由于牽張設備功率限制,大截面導線采用“一牽二”分次展放也是必需的。為了實現“一牽二”分次展放,確保施工質量,在工藝上進行研究,找出一個較優的放線滑車懸掛方式,這是實現四分裂導線“一牽二”展放的一項關鍵技術。本文對此問題進行討論。
1、滑車懸掛計算:
通常的方法(我們稱此為“第一種”方法)是在鐵塔橫擔上另外加設一個附加懸點,利用此懸點掛一個三輪放線滑車;另一個三輪放線滑車掛在橫擔主懸點上。主懸點采用懸垂絕緣子串懸掛滑車,附加懸點采用繩索或者拉棒懸掛滑車如(圖1)示,導線展放及緊線完成后,利用平移提線的方法將附加懸點的兩根子導線提吊平移到懸點的安裝線夾位置進行附件安裝。采用這種方法的優點是:兩放線滑車獨立運行,互不干擾。缺點是附加懸索不便工人下線處理“跳槽”等問題,需設置爬具;附件提線多一套平移安裝工具。另外,在橫擔設置附加懸點需設計單位預先設計制圖加工。由于懸點必須設在節點處,因此,隨著塔型不同,主懸點與附加懸點之間的間距也不同。有的間距比較大,給施工帶來不便。
第二種方法(其他施工單位采取的方法):在橫擔主懸點處掛一個三聯板,三聯板下掛兩根長鋼索懸掛兩個三輪放線滑車,放線時將靠鐵塔里側的懸索向塔內拉一些,讓兩放線滑車分開達到展放導線所需的滑車間隙距離如(圖2)示。四子導線展放完后,將里側滑車松回原位進行緊線調弛度。采用這種方法的主要優點是:導線附件安裝可按常規的“一牽二”放線工藝一樣方式進行。缺點是:主懸點的絕緣子串需在導線展放完成后懸掛,與導線相互干擾;與第一種方法一樣,存在著工人“下線”困難的問題。
第三種方法:采用在主懸點懸垂絕緣子下端掛一個三聯板,在三聯板下掛兩個三輪放線滑車展放導線如(圖3)示。這種方法克服了上述兩種方法的缺點。但由于兩滑車會因受力不均而產生移位,因此需附加平衡蠅,將兩放線滑車基本保持在同一高度和同一橫向軸線上,使放線能正常運行。
第二、三種方法的共同優點是:懸點設置與“一牽二”方式完全一樣,不需在鐵塔橫擔上設置附加懸點。
上述三種懸掛放線滑車方式共同面臨的問題是:在緊線調弛度前應將兩放線滑車位置調整到同一水平高度和同一橫向軸線上,以保證弛度調整的精度。
一相導線兩放線滑車的間距取多大適宜?這也是一個重要的研究內容。從防止分次展放時牽引繩與已展放導線相碰磨的角度出發,間距越大越好;從提線附件安裝角度出發,間距應越小越好。因此,要在保證不碰磨導線的前提下盡量縮小放線滑車間距。使牽引繩與子導線(或子導線與子導線)發生碰磨的主要原因是線索受風力作用產生風擺及震蕩造成的。為了解風擺造成子導線間距接近的情況,下面計算懸掛在放線滑車中的導線風偏值見(圖4)示。
絕緣子串風偏角η及導線風偏角 u cc γ:
放線滑車及導線風偏距離:
滑車:
導線:
式中:λ——懸垂串長度,m
P——架空線單位長度上的風力,N/m
W——架空線單位長度的自重力,N/m
PG——懸垂絕緣子串承受的橫向水平風力,N
G——懸垂絕緣子串自重力,N
PQ——放線滑車承受的水平風力,N
Q——放線滑車自重力,N
Lh——直線桿塔水平擋距,m
LV——直線桿塔垂直擋距,m
f——導線弛度,m
為計算簡便,本文只作粗略計算分析。
假定計算桿塔懸點高相等,且相鄰擋距都為800m,計算導線ACSR-720/55在承受水平風力的風速為10m/s時的風偏角。
己知:導線自重力=22.09N/m
懸垂絕緣子串長5m,自重力G=5000N
三輪放線滑車自重力Q=1500N
計算得:
(1)導線單位長度風力P=2.31N/m
(2)放線滑車承受風力PQ=33.3N/m
(3)懸垂絕緣子串承受風力PG=3.37N
(4)導線風偏角γ=6°00′
(5)5.0m長絕緣子串掛三輪放線滑車時,η=4°51′,此時放線滑車偏移水平距離bH=0.43m
(6)當采用5m長繩索掛三輪放線滑車時,η=5°36′,此時放線滑車偏移水平距離bH=0.48m
(7)導線風偏距離bD=fD·tgγ
在檔中,子導線每一點的偏移水平距離都是不同的,離放線滑車越遠,偏移越大,在導線弛度f的最低點,偏移最大。ACSS-720/55/55導線放線張力取30000N,則800m檔的弛度f為58m。在風速10m/s的情況下,導線弛度最低點偏移水平距離達6.2m,這也是為什么子導線在大風作用下產生嚴重鞭擊的原因。
放線過程中,牽引走板在風偏時會碰擊相鄰導線,這種相碰的機率主要發生在放線滑車出口不遠處。下面分析計算在導線放線張力為30000N時,牽引繩可能與相鄰子導線相碰的位置:
牽引繩規格為ø24,單位重量為18N/m,承受張力60000N,在檔距800m中的弛度值fG=24m。假如在檔中N點(N點距弧垂最低點x),牽引走板的重錘(重錘長1.5m)與相鄰導線相接觸見(圖5)示,則有以下關系式(注(1)式忽略了滑車出口處導線和牽引走板重力對牽引繩弛度的影響):
已知:fG=24m,fD=58m,L=800m
解上述方程(1)、(2)、(3)組求得:x=391m,N點距放線滑車為9m。
經計算,距放線滑車9m處導弛度fDN=2.62m,其水平偏移距離bDN=0.28m;牽引繩弛度fGN=1.02m,其水平偏移距離bGN=0.11m。計及懸垂絕緣子串(懸掛鋼繩)的偏角η,則N點導線(牽引繩)對橫擔懸點的總偏距b:
①當用絕緣子串掛一個三輪放線滑車時:
導 線bD1=bH+bND=0.71m
牽引繩bG1=bH+bNG=0.54m
?、诋斢娩摻z繩掛一個三輪放線滑車時:
導 線bD2=0.76m
牽引繩bG2=0.59m
計及三輪放線滑車寬度H=0.4m時,兩滑車中心間距S應滿足:
當采用第一種掛滑車方式時,
當采用第二種掛滑車方式時,由于有一個放線滑車受到橫拉線的約束,則;
當采用第三種掛滑車方式時,由于不受絕緣子偏轉角司的影響,則,如考慮牽放導線過程中可能會發生的沖擊震蕩而增大線索擺幅,上述S值還應適當增大。在鎮雄電廠500kV送電線路工程四標段架線施工時采用第三種方式掛放線滑車,其三聯板的掛孔間距取1.0m。
上述間距值都是以10m/s風速計算的,如果施工氣象條件與其差距較大,應根據實際氣象條件調整S值。
上述計算只是粗略分析。精確分析時要根據線檔的參數計算牽引繩牽引導線過程中牽引走板的運行軌跡,以檢查牽引板對相鄰滑車中導線的接近情況。展放導線過程中,應避免牽引繩與相鄰滑車中的導線弛度相接近,更不能讓其相等,以減少牽引繩與導線相互碰磨的機率。
施工過程中,我們根據已掌握的施工情況,對后面的施工段進行了重新規劃,最終將12個放線區段分為9個架線段,最大的放線區段達到10.2公里,最小的放線區段為4.2公里,張力機出口張力控制在23kN~30kN之間,最大牽引力通過降低放線張力措施將其控制在120~155kN之間。
實踐證明,上述張牽力的控制和實施是有效和可行的。
2、張牽力的計算:
張力機出口張力和最大牽引力計算均根據導線放線曲線模板及其平拋物線方程Y=KX2;K=W1/2Hi,每隔2000N作一個放線曲線,選擇好最危險點和控制檔,由控制檔的張力推算出張力機出口張力,經計算比較確認該放線區段最大出口放線張力Th,再由Th算出牽引力。
2)、需要說明的問題
(1)張力機出口張力公式中
Th=Ti/Ki
Ki=0.945[εi-1+6W1/TP(h1εi-1+h2εi-2+…+hi)]
Thimax=Th
ε—一放線滑車阻力系數,可取ε=1.008~1.010;
我們在計算張力機出口水平張力時,取ε=1.008,這一取值比較合理,相對安全裕度得到提高。
(2)牽引機牽引力的計算公式中
PH=m[Thεn+W1(h1εn+h2εn-1+…+hnε+hn)]
ε—一滑車綜合阻力系數,可取1.012~1.015;
在計算牽引機的牽引力時,取ε=1.012,這樣使得張力機出口水平張力和牽引機的在計算牽引機的牽引力時,取ε=1.012,這樣使得張力機出口水平張力和牽引機的牽引力均較大,實際放線中,上述滑車綜合阻力系數的選擇,使牽張力計算與施工中的實際牽張力基本吻合。
本文通過對滑車懸掛計算和張牽力的計算,得出了最佳的工程施工的數據值,為在實際工作中所出現的問題提供了理論依據。
參考文獻:
1、《110—500kV架空電力線路施工及驗收規范》(GBJ233—90)
2、《110—500kV架空電力線路工程質量檢驗方法》
3、《高壓架空輸電線路施工技術手冊》(架線部分)
4、《超高壓輸變電操作技能培訓教材-輸電線路(第四冊)》
5、《架空送電線路崗位技能培訓教材-(施工、運行和檢修)》
6、《超高壓架空輸電線路張力架線施工工藝導則》
7、《電力建設安全工作規程》(架空電力線路部分)(DL 5009·2—94)
8、《高壓送電線路架線施工技術措施》