110kV水东三线悬索封网可实施性分析

110kV水东三线悬索封网可实施性分析

蒋经魁 陈历钦

广西电网有限责任公司 广西南宁 530023

摘要：本文主要分析昆柳龙直流工程10标、11标架线跨越110kV水东三线，因网区现有电力网架相对薄弱，110kV水东三线无法长时间停电配合开展架线施工，现场施工地形相对复杂，无法搭设常规跨越架，需采取悬索封网方式带电跨越，本文通过计算核实现场是否具备开展悬索封网条件。

（This paper mainly analyzes the erection of KunLiulong DC project No.10 and No.11 bid crossing 110kV ShuidongThree Power line. Due to the relatively weak existing power grid in the network area, the 110kV Shuidongthree Power line can not be cut off for a long time to cooperate with the stringing construction. The site construction terrain is relatively complex, and the conventional crossing frame can not be set up, so the suspension cable network sealing method is needed for live crossing. This paper verifies whether the site has the development of suspension through calculation Cable blocking conditions.）

关键词：悬索封网、跨越电力线、架线跨越

引言

乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程（简称“昆柳龙直流工程”），是世界首个特高压大容量多端混合直流输电系统，是落实电力发展“十三五”规划和国家西电东送战略性重大项目，也是保障广东、广西电力供应、促进用能结构向清洁化方向发展的需要。直流线路全长1452公里，其中广西境内线路长度662公里，直流输电线路在广西境内涉及110kV及以上线路跨（穿）越85条次，其中河池境内110kV水东三线跨越施工需长时间停电对电网稳定运行影响较大，若采取悬索封网进行架线跨越施工，因现场地形相对复杂，为确保施工安全和电力线路运行安全，需分析是否具备悬索封网条件。

一、现场概况

（一）昆柳龙直流线路工程10标跨越110kV水东三线概况：

N10121#-N10122#档跨越110kV水东三线056#-057#档，交叉角为75°，跨越档距326m，架设完成后导线最大弧垂距离110kV水东三线地线13.8m。N10121#塔型为ZC27103AW-71直线塔；N10122#塔型为JC27101BW-57耐张塔。昆柳龙直流线路工程N10121#与N10122#高差有78m。

（二）昆柳龙直流线路工程11标跨越110kV水东三线概况：

1.N11013-N11014档跨越110kV水东三线，N11013塔型ZC27101AW-62，N11014塔型JC27101BW-48，跨越档距212m。110kV水东三线交叉跨越点距N11013铁塔85m，交叉跨越处交叉角为71°。架设完成后导线最大弧垂距离110kV水东三线15米。现场示意图如图2所示。

2.N11021-N11022档跨越110kV水三线，N11021塔型ZC27102AW-74，N11022塔型JC27101BW-55，跨越档距323m。110kV水三线交叉跨越点距N11021铁塔130m，交叉跨越处交叉角为65°。架设完成后导线最大弧垂距离110kV水三线20米。

（三）现有局部电力网架概况

2018年河池凤山、月里站最高负荷42MW、东兰站最高负荷64MW，两站由文凤线（LJG-150）、东凤月线（LJG-185）、水东三线（LJG-240）串供，东兰站、凤山站配置一套110kV远方备自投装置，冬季负荷高峰时，东兰站、凤山站110kV备投联切负荷压板投入，防止线路N-1、备投动作造成文凤线、水东三线过载。 2019年冬季东兰、凤山、月里三站预计最高负荷增加至112MW,11月下旬（11月20日后）预计三站负荷将达80MW，水东三线检修将需要限电，无法长时间停电配合架线跨越施工，故采取停电封网拆网，带电跨越方式开展架线工作。

二、施工条件校核

根据施工现场实际情况，以跨越情况相对复杂，架线后净距最小、跨越档距最大的乌东德10标为例，进行放线张力校核和封网施工条件校核。

（一）放线张力校核

1.维持导线对地面垂直净空距离y0值所需线绳的张力H，示意如图1所示。

图1、线绳水平张力计算示意图

2.对于图1所示线档，当要求线绳对地高度符合y0要求时，所需的水平放线张力H的计算式（按斜抛物线法）为：

（式1-1）

式中：L-计算档的水平档距，m；

X-被跨越物或近地档地面至低悬挂点间的水平距离，m；

Y-线档低侧悬挂点对地高度，m；

y0-线绳对地（被跨越物）的垂直净空距离，m；

φ-计算档两悬挂点间的高差角，（°）。

针对本例，设N10121直线塔放线滑车提高悬挂于导线横担以下3m处，挂点高程为608.53m；N10122耐张塔放线滑车正常悬挂，位于导线横担以下3m处，挂点高程为526.37m；被跨越110kV线路交叉跨越处地线高程为539.72m；考虑新建线路导线通过被跨越物时，距离110kV地线净空距离8m。N10122塔基础顶面高程为472.35m。

根据上述工况，参照图1各参数如下：

W=30.099N/m； X=142m； L=326m；

Y=526.37-472.35=54.02m； Y0=539.72+8-472.35=75.37m；

依据上述工况，导线距离110kV电力线地线按8m控制时，导线放线张力需达到：

结论：在上述工况下，即N10121直线塔提高滑车悬挂高度至导线横担以下3m，N10122耐张塔正常悬挂于导线横担以下3m处，导线距离110kV地线8m进行放线，导线放线张力为28064N，在正常导线放线张力范围内，可以满足张力放线条件。

（二）封网施工条件校核

1.假设采用悬索封网进行跨越施工，两侧铁塔横梁均位于导线横担以下5m处，采用轮绳平面式封网装置，封网长度60m，封网宽度8m，每极2根主承载索，N10121塔横梁处承载索悬挂高程为606.53m，N10122塔横梁处承载索悬挂高程为524.37m。轮绳平面式封网材料重量如表1所示。参照图1各参数如下：

表1、轮绳平面式封网装置材料参数及数量（每极数量）

2.单根承载索折算单位长度重量计算

①φ22迪尼玛绳单重W₀

W₀=0.37×9.807=3.629 N/m

②导线单重W_导

W_导=3.0713×9.807=30.099N/m

③单根承载索（迪尼玛绳）单位长度上承载封网装置的折算单重W_f

④安全放线工况时承载索折算单重W₁（包括绝缘网绳、牵网绳、承网滑轮、绝缘撑杆、连接挂钩叠加在承载索上单位重量）

W₁=W₀+W_f=3.629+4.28=7.91N/m

⑤静载事故状态时承载索折算单位荷载W₂（即在W₁基础上叠加落网静态导线折算单位重量）

W₂= W₁+n×Lc×W_d/（m*L）=7.91+2×159.75×30.099/(2×326)=22.66N/m

⑥动载事故状态时承载索拆算单位荷载（即在W₁基础上叠加落网导线动态折算单位重量）

W_动= W₁+n×K_d×K_h×Lc×W_d/（m×L）=7.91+2×1.67×1.2×159.75×30.099/(2×326)=37.47N/m

其中：

式中：

W_动----事故动载状态下承载索折算单位长度重量，N/m；

W₀----空载状态下承载索单位长度重量，N/m；

W₁----承载索安装封网装置在正常放线状态下折算单位长度重量，N/m；

W₂----事故静载状态下承载索折算单位长度重量，N/m；

n---- 落网的导线数量；

m---- 一张整体封顶网的承载索数量；

W_f----封顶网折算单位长度重量，N/m；

W_d----导线单位长度重量，N/m；

K_d----导线落网冲击系数，同塔双回路取2.89，单回路取1.67；

K_h----导线落网不平衡系数，取1.2；

L_C----落网导线折算长度，m；

L1、L2----封网至两侧铁塔的次档距，m；

L_Wa----封网长度，m。

3.根据式1-1，计算封网装置在距离110kV地线5m时，承载索张力

其中：Y=524.37-472.35=52.02m；

Y0=539.72+5-472.35=72.37m；

封网后正常放线工况下，封网主承载索档距中点弧垂f₁：

根据状态方程，计算动载事故状态下，主承载索张力H_S。

整理上式：

解方程得H_S=27456.3N

计算动载事故状态下档距中点弧垂f_S

与封网后正常工况下相比，动载事故状态下，封网弧垂下降2.99m，即动载事故状态下封网与110kV地线的距离为2.01m。

结论：根据计算结果，封网与地线的最小垂直距离在事故状态下仍能满足DL 5009.2安全规程表8.2.6的要求。

三、具体实施建议

从上述理论计算上看现场具备封网条件，封网后满足跨越电力线路架线施工规程。因考虑线绳与被跨110kV线的净空距离相对较小，在进行封网及拆网过程时，应在停电情况下开展施工，以降低施工安全风险，同时在放线区段安排上尽量减少放线段杆塔数，并在跨越档一侧直线塔提高放线滑车悬挂高度，以减小放线控制张力。

参考文献：

1.李庆林主编《架空送电线路施工手册》[M]，北京：中国电力出版社，2002；

2.李庆林主编《架空送电线路跨越放线施工工艺设计手册》[M]，北京：中国电力出版社，2011；

3.DL/T 5301-2013 《架空输电线路无跨越架不停电跨越架线施工工艺导则》[S]；

4.DL 5009.2-2013《电力建设安全工作规程 第2部分：电力线路》[S]。

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