裝配式快速定長架線技術(shù)在輸電線路施工中的應(yīng)用

毛偉敏,金偉強(qiáng),周雪濤

(河北省送變電有限公司,河北 石家莊 050051)

利用張力機(jī)、牽引機(jī)等施工設(shè)備展放導(dǎo)、地線,使其在展放過程中離開地面和障礙物呈架空狀態(tài)的放線方法稱為張力架線。張力架線包括懸掛滑車,展放引繩,展放導(dǎo)、地線,牽引場錨固,張力場回卷預(yù)緊,張力場錨固,張力場斷線,弧垂觀測及緊線,高空斷線、壓接,附件安裝等工序[1-3]。

張力架線技術(shù)用時較長,工藝復(fù)雜,高空作業(yè)多,安全風(fēng)險高[46]。在跨越高速公路、電氣化鐵路、重要電力線路時,產(chǎn)權(quán)單位對跨越時間要求越來越短,跨越安全性要求越來越高,傳統(tǒng)的張力架線技術(shù)已難以滿足要求。

1 裝配式快速定長架線技術(shù)原理

裝配式快速定長架線是指采用軟件程序精確計算放線線長、采用三維激光測量裝備精確計量架線檔導(dǎo)、地線長度,用張力放線的方法展放定長導(dǎo)、地線,兩端采用新型耐張線夾壓接,并掛線的施工方法。這種架線工藝的具體工序如圖1所示。

圖1 裝配式架線施工流程

受限于計算、測量、計量精度的影響,常規(guī)的裝配式架線工藝存在線長、弧垂的積累誤差過大的問題;另外,現(xiàn)有的耐張掛線金具-耐張線夾-結(jié)構(gòu)無法通過放線滑車,所以在連續(xù)放線檔無法應(yīng)用該工藝。

因此提高裝配式定長架線技術(shù)實(shí)用性的關(guān)鍵,在于精確計算導(dǎo)地線線長,采用現(xiàn)代化的精確測量、計量設(shè)備測量放線線長,以及研制新型的耐張線夾結(jié)構(gòu)以適應(yīng)連續(xù)放線檔的使用要求。

a.采用三維激光成像測量裝備測量導(dǎo)地線掛點(diǎn)間距離;

b.將測量數(shù)據(jù)輸入軟件程序精確計算區(qū)段內(nèi)導(dǎo)地線長度;

c.在展放導(dǎo)地線時,利用研制的專用計量裝置精確測量導(dǎo)地線長度;

d.放線后直接壓接,制作定長導(dǎo)線;

e.采用液壓緊線機(jī)耐張塔掛線,直接安裝在耐張串上;

f.利用三維激光掃描儀掃描輸電線路,測量線路弧垂、線長;

g.利用調(diào)節(jié)金具調(diào)整線長,使弧垂誤差不超出驗(yàn)收規(guī)范要求。

2 裝配式快速架線技術(shù)施工方法

2.1 3D掃描測量掛點(diǎn)坐標(biāo)

由于設(shè)計院提供的各架線檔的檔距、高差等參數(shù)值誤差較大,不滿足精確計算線長要求,因此采用三維激光掃描對架線檔各掛點(diǎn)進(jìn)行精確掃描,利用掃描得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立三維影像模型,獲取掛點(diǎn)坐標(biāo)。

將測量得到的掛點(diǎn)坐標(biāo)(XA,YA,ZA),(XB,YB,ZB)代入公式,計算本檔參數(shù)如下:

2.2 精確計算弧垂、線長

目前,常用于計算導(dǎo)線線長的模型分懸鏈線和拋物線2種,2種模型下的線長計算結(jié)果差距為微米數(shù)量級,可以忽略。因拋物線模型計算簡便,精度也能滿足工程施工需要,且根據(jù)弧垂可直接計算對應(yīng)線長,本文采用拋物線模型計算導(dǎo)、地線長度等參數(shù)。

然而計算線長L計不能作為裝配式快速架線時的計量線長,還需考慮導(dǎo)線絞制不密實(shí)產(chǎn)生的伸長L絞、導(dǎo)線彈性伸長L彈、以及耐張金具串長度公差L串、耐張線夾壓接后伸長L壓等誤差因素。

在實(shí)際應(yīng)用中,要實(shí)現(xiàn)裝配式快速架線,使弧垂達(dá)到-2.5%＜μ＜2.5%的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),僅靠控制線長誤差是無法達(dá)到的,必須采取引入線長修正系數(shù)、增加可調(diào)金具等的補(bǔ)償措施。

2.3 導(dǎo)地線精確計長標(biāo)記

由于傳統(tǒng)放線設(shè)備張力機(jī)上的里程表計量誤差大,無法滿足精確計量導(dǎo)地線長度的需要,以往的裝配式架線通常將導(dǎo)線從軸架拆除,采取接觸式計米器或鋼卷尺提前測量,工作效率低,施工時間長。

LaserSpeed多普勒激光測速儀,計量導(dǎo)線長度的精度優(yōu)于0.05%,是測量導(dǎo)地線長度精度最高的儀器。為了解決該型號測速儀對被測物的垂直度和相對距離要求較高的問題,設(shè)計并加工了一套可安放在架線張力機(jī)與導(dǎo)線軸架之間的通用導(dǎo)線限位支架,在架線施工過程中實(shí)現(xiàn)實(shí)時測量,無需導(dǎo)線廠家生產(chǎn)定長導(dǎo)線,提升了工作效率、降低了工程成本。

2.4 架線施工驗(yàn)收

導(dǎo)、地線線長是否達(dá)標(biāo)反映在弧垂上,線長的允許誤差率應(yīng)使得弧垂?jié)M足現(xiàn)行GB 50233-2014《110 k V～750 k V架空輸電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》中±2.5%的最大誤差要求。線長的誤差率與弧垂誤差率、各檔弧垂、線長、高差等有關(guān),當(dāng)弧垂誤差率介于±2.5%之間時,線長的誤差率必須達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后5位(萬分之零點(diǎn)幾的精度)。目前現(xiàn)有設(shè)備達(dá)不到如此高精度的線長誤差要求,因此需要在驗(yàn)收時精確測量導(dǎo)線弧垂,依靠現(xiàn)有可調(diào)長的調(diào)節(jié)金具如延長桿、PT調(diào)整板、PTQ調(diào)整板及DB調(diào)整板等,調(diào)整導(dǎo)線線長。

在掛線完成后,采用3D激光掃描儀對架線檔導(dǎo)線進(jìn)行掃描,得出檔距、斜檔距、弧垂及線長等數(shù)據(jù),測量精度優(yōu)于萬分之二,大大提升了施工驗(yàn)收的精度及效率。

3 工程應(yīng)用情況

為了驗(yàn)證新工藝的可行性,選擇韓莊(方臺)-橋西220 k V雙回線路工程N(yùn)10-N12耐-直-耐區(qū)段及N25-N28耐-直-直-耐區(qū)段分別進(jìn)行裝配式定長架線施工。

在試驗(yàn)線路耐張區(qū)段采用新工藝后,省去了張牽設(shè)備預(yù)緊線、絞磨緊線、鏈條葫蘆微調(diào)馳度及高空壓接等工序,僅需壓接、掛線。且壓接可在地面與其他工序同時進(jìn)行,不單獨(dú)占用施工時長;整體跨越時間根據(jù)回路數(shù),導(dǎo)線分裂數(shù)的不同,可縮短20%～40%,滿足被跨越物管理單位縮短跨越時長的要求,架線施工成本見表1。

表1 220 kV雙分裂線路架線施工成本對比

該工藝減小了高空作業(yè)、測工等技術(shù)工種的投入,實(shí)現(xiàn)了降本增效。通過對試驗(yàn)線段的人工費(fèi)、機(jī)械設(shè)備使用費(fèi)等主要成本進(jìn)行測算,總體施工成本降低30%以上。

4 結(jié)論

裝配式快速架線施工工藝是對傳統(tǒng)施工工藝的一次革新,其簡化了架線施工工序,結(jié)合現(xiàn)代化的測量、計量設(shè)備及新型金具,縮短了施工時長,減少大量高空危險作業(yè),減少了測工及配合普通工種的投入,降低了人員的投入數(shù)量和勞動強(qiáng)度,提高了施工效率,切實(shí)提升了跨越施工的安全性及被跨越物運(yùn)行的安全性,是值得推廣應(yīng)用的重要跨越施工的新工藝。