在凤凰-西山-东郊 750kV 输电线路工程施工中,跨越电力线路较多,220kV 送电线路跨越 7 次,110kV 送电线路跨越 5 次, 35kV 送电线路跨越 4 次,跨越线路较高,跨越交叉角度较小,普通的钢管跨越架及竹子跨越架很难搭设,搭设跨越架占地面积较大,征用土地困难,被跨越的电力线路多是重要的供电线路,办理停电跨越困难,为了确保工期,安全施工,为此项目部 QC 小组针对带电跨越施工进行研究,确定采用带电封网方式进行跨越施工,下面以带电跨越 220kV 凤嘉线一、二回线路为例进行阐述。

新建凤凰-西山-东郊 750kV 输电线路工程架线跨越凤嘉 220kV 一、二回送电线路施工,属于大型基建作业现场。被跨越的凤嘉 220kV 一、二回送电线路是凤凰变电所的重要输出线路通道,根据现场勘测,被跨越 220kV 凤嘉线为同塔双回线路,被跨越线路较高,停电施工难度较大,故采取带电封网的方式跨越作业,为保证跨越架线施工顺利完成以及被跨线路安全运行,特编制如下作业方案。

01工程概况

凤凰-西山-东郊 750kV 输电线路工程施工Ⅰ标段起自新疆维吾尔自治区昌吉州玛纳斯县的 750kV 凤凰变电站,止于止于呼图壁县呼图壁河东岸 J25,路径长度 64.581km,单回路架设导地线,共计 139 基铁塔, 设计风速为 29m/s、31m/s ,最大设计覆冰为 10mm ,导线型号: LGJ-400/50 ;地线型号:JLB20A-150 和 GJ-120、OPGW-150 和 OPGW120 。

02作业内容

2.1 跨越基本情况

G1-G10 放线段架线施工时,在 G2-G3 档内跨越凤嘉 220kV一、二回送电线路,跨越位置在凤嘉 220kV 一、二回送电线路0002 号和 0003 号铁塔之间,距 0002 号塔 136m 处。本线路 G2-G3 档距为 368m;G2 塔型为 JG3H-48m,全高 66m,导线横担宽度为 23m ;G3 塔型为 ZB292H-57m,全高 64.4m,导线横担宽度为 39.6m;两塔位挂点间高差为 9m。凤嘉 220kV 送电线路为双回线路,两线路交叉点处凤嘉 220kV 地线对地垂直高度为 34m;两地线宽度与中相同为 12.6m,上线宽度为 8.6m,下线宽度为 10m,线路跨越交叉角 77°40′,交叉跨越点距 G2 塔中心水平距离 55m,220kV 凤嘉送电线路地线与 G2 塔挂点间高差为 14m。

2.2 跨方案的确定

本跨越档内凤嘉 220kV 送电线路为双回线路,为确保凤嘉 220kV 一、二回送电线路正常运行,利用 G2 和 G3 塔的自身高度和距离凤嘉 220kV 一、二回送电线路较近的自然条件,在 G2 号-G3 号塔之间搭设 3 相宽 6m、长 32m 的绝缘玻璃钢管封网索道,遮护凤嘉 220kV 一、二回送电线路。G2 号塔采用铁塔横担最为索道桁架,G3 号塔在上下曲臂节点处安装临时横担作为索道桁架,用 6 根Φ16 迪尼玛绝缘绳和 27 根绝缘玻璃钢管和 8 根定长绝缘绳封顶形成三道 6m 宽遮护网,遮护凤嘉 220kV 一、二回送电线路跨域区段。

绝缘钢管索道遮护网搭设好后,再进行导、地线、光缆的展放、平衡挂线、紧线作业及附件安装。

03跨越架线前基本准备

3.1 技术准备

张力架线段为 G1-G10,跨越档在 G2-G3。

施工图经过会审,设计进行了施工图交底。《架线作业指导书》、《跨越 220kV 电力线施工方案》等施工方案按照要求程序进行了编审批。

3.2 人员准备

管理人员、施工人员(跨越架搭设队 20 人、架线施工队 30 人、附件安装队 30 人)齐全,到达指定岗位或待命。

所有参加跨越架线的施工人员接受岗前培训,考试合格后方能上岗。

所有参加跨越架线的施工人员作业前必须参加施工安全技交底。

特种作业人员必须具有有效证件,如高处作业工、绞磨工、磨尾工。普工必须在技工的带领下作业。

3.3 材料准备

架线所需材料运抵张、牵场,摆放整齐、规范,标示清晰,经过现场检验合格,规格、数量满足施工需要。

3.4 机具准备

放线段导地线滑车已经事先悬挂完毕。

张牵场锚线地锚、索桥跨越架地锚已埋设完毕,检验合格。张牵设备已按施工要求进场,安装就位,并试运行调试状态良好。

动力伞使用前报审批完成,并提前运至现场。

跨越架跨越申请批准后施工的前一天运至作业现场,调试状态良好。

其他有关施工工器具按要求准备并运至现场,工地检验合格。

3.5. 带电跨越申请

派专人按照程序与运行单位办理带电跨越申请、带电线路退出重合闸申请以及工作票。填写分组作业施工任务单,明确工作范围、安全措施和工作班成员及工作内容。

3.6. 通道协调

前期人员与属地局前期负责人、线路走廊属地地方村镇政府前期配合人员、土地承包人事前取得良好沟通,在施工过程中避免阻拦现象。

3.7. 材料检测

本次跨越使用的绝缘迪尼玛绳耐压为 220kV-500kV,使用前应到检测单位进行检测,检测合格后方可使用,使用时注意采取绝缘绳的防潮措施,绝缘绳用木杆架搭设平台放置,避免与地面直接接触。

04作业流程

4.1 施工工艺流程

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(1)

图 带电跨越张力架线施工工艺流程图

4.2 施工原理

利用在新建线路 G2 号横担和 G3 号塔铁塔上安装辅助横担,作为承载索定位装置,每项导线通过铁塔横担和辅助横担安装 2 条承托绳,在承托绳间安装封网装置,形成对被跨电力线路的防护体系,再开展跨越架线。在架线正常状态下,各种线索均为带张力在跨越系统上方悬空通过,不会对被跨越线路造成影响。当导引绳、牵引绳、导地线在跨越放线区段发生跑线时,线绳会落在封网装置上,从而将其载荷传递到承托绳上,使承托绳受到较大的垂直载荷。现场平面布置如下图图一所示。

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(2)

图 跨越系统布置示意图

图中:

1--锚固系统

2--调节装置

3--钢丝绳套

4--抗弯连接器

5--悬吊钢丝绳

6--辅助横担

7--承托滑车

8--封顶网绳

9--承托绳

4.3 跨越点基本数据

4.3.1 跨越点基本数据

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(3)

4.3.2 跨越示意图

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(4)

图 G2-G3 跨越断面图

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(5)

图 G2-G3 跨越凤嘉双回线平面示意图

05施工方法

5.1 施工准备

5.1.1 施工前对跨越系统的承托绳进行验算选择确定

5.1.1.1 放线张力计算:

(1)展放导线施工施工过程:

先由一根φ15 小牵绳牵引φ18 中牵绳,由中牵绳“一牵五”的方式展放五相的小牵绳,然后再由一根φ18 的导引绳牵引一根φ28 的牵引绳,最后由φ28 的牵引绳采用“一牵六”的方式展放导线。

(2)导线及引绳的技术参数

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(6)

(3)用φ18 引绳牵引φ28 引绳时的线索比载为 m1=0.303;用φ 28 引绳牵引导线(“一牵六”)时线索比载为 m2=2.38;因 m1<m2,所以只需要对导引绳牵引φ28 牵引绳进行校核。

(4)因为当地大风天气较多,为确保绝缘网对被跨越电力线路安全距离,将增加 1m 的安全裕度,跨越净距△h 高于地线 3.5m,如跨越示意图所示,根据抛物线公式推导出任意点的弧垂公式:

f(x)=k·S1·S2

式中:

k=q/(2t·cosθ)

q--为导线的单位线长重;

θ--为两塔位悬挂点高差角;

t-- 为水平张力,

S1、S2 --为相邻杆塔距被跨越点的距离。

故:

K=1.511/(2×3000COS(1°24′))=0.0002519

S1=55m,

S2=313m,

H=35m,

θ=1°24′。

f(x)=0.0002519×55×313=4.33m

f(x)=48 55×tan1°24′-34-△h=11.84m

代入公式 f(x)=k·S1·S2与k=q/(2t·cosθ)得 :

t= q ·S1·S2/(2 f(x)·cosθ)=3.012×55×313/(2×11.84×cos1°24 ′)=21.9kN。

而本次展放牵引绳选取的张力为 120 kN,此时该跨越点的放线弧垂为 m,跨越净距为 4.5m, 凤嘉一二回线在该处导线对地线的距离为 4.5m,被跨越导线距离凤嘉一二回线导线距离为15.2m,放线时弧垂满足导线对凤嘉一二回线地线的安全距离。

5.1.1.2 封网长度计算:

新建线路单向导线封网长度计算;

L1>B/sinα Bw/tanα 2·Lb

式中:

L1--新建线路单项导线封网长度;

B--被跨越电力线路两边线的水平距离;

Bw--单项导线的封网跨度,取 6m;

α--新建线路与被跨越线路的交跨角;

Lb --封顶网装置伸出被跨越电力线路的保护长度,10-15m。

L1=10/SIN77°40' 6/tan77°40' 2×10=31.55。

经计算,本跨越封网长度 32m

5.1.1.3 承载索的受力计算

在 施工中封网迪尼玛绳选用 φ16 主承托绳,破断力为213kN,本工程 G2-G3 封网遮护 220kV 凤嘉带电线路跨度为32m,考虑六倍的安全系数,若出现跑线,承托绳承受的最大荷载为:

Q=k1×k2×g×q×L×n×6

式中:

k1--动载荷系数,取 1.2;

k2--不平衡系数,取 1.2;

q--1kg 等于 10N

g--单位导线的重量;

L--跨越距离;

n--导线的根数;

Q=1.2×1.2×1.511×10×66×6×6=51.7kN<215.3kN

计算结论:通过计算,在网架距离被跨越电力线路上方 3.5m 距离情况下,各种绳索在距离网架高度 1.5m 展放是受力满足安全要求。

绳索控制一览表:

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(7)

5.1.1.4 承托绳、绝缘玻璃钢管、牵引绳选用

(1)承托绳选用φ16 的迪尼玛绳,其力学特性:拉断力为215.3kN,拉断伸长率为 3.8%,单位重量为 0.132kg/m。

(2)次级导引绳选用φ18 的锦纶绳,其拉断力为 123.4kN。

(3)选用φ60×7m 绝缘玻璃钢管共计 27 根,每根绝缘杆重量 18kg,集中负荷 172kg。

5.1.2 施工前必须由专人负责联系运行单位,书面申请被跨越线路退出重合闸,并办理工作票等相关手续。工作前工作负责人交代好工作任务和安全注意事项,加强现场监护。同时请监理公司、运行单位派专人加强现场监护。

5.1.3 开挖锚固承托绳地锚,地锚的深度不小于 1.8 米,马道夹角为 45 度角,挖设地锚时要查清附近是否有地下管道及光缆设施,采取有效避让措施。

5.1.4 悬挂放线段导地线放线滑车。

5.1.5 施工前对所有绝缘绳网进行绝缘性检测和外观检查。

5.2 滑车布置与辅助横担的安装

5.2.1 G3 号塔辅助横担悬挂

5.2.1.1 G3 号铁塔悬挂

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(8)

图 G3号铁塔辅助横担及悬挂滑车布置图

辅助横担抱杆规格□600×□600×44m,抱杆悬挂高度为横担底面下 9m 处,抱杆悬挂在 G3 号塔的大号侧上曲臂上,横担与曲臂接触点采用木方与塔材之间进行隔垫,防止损坏塔材,抱杆与塔材接触点固定为 4 点固定,固定位置分别在上曲臂的两根主材上,抱杆的垂直方向采用六点悬挂,分别为辅助横担头与铁塔横担头连接,连接采用Φ15 的钢丝绳套与 5T 拉链葫芦连接,便于调整抱杆垂直方向均匀受力,其余辅助抱杆上各点连接分别为每相索道承托绳滑车挂点处,横担连接点选择铁塔横担的主材与斜才节点处。

5.2.1.2 辅助横担起吊采用两点水平同时起吊

起吊滑车布置在横担的两个端头,在 B 腿、C 腿布置转向滑车,采用两 3 吨机动绞磨吊装。

5.2.2 G3号塔索道滑车的悬挂

G3 号塔索道滑车每相悬挂 5 个滑车,外侧两个滑车为承托绳滑车,滑车间距为 6m,临近索道滑车内侧的两个滑车为索道排架牵引绳滑车,索道滑车与排架滑车间距为 0.5m,中间的滑车为循环绳滑车,滑车悬挂高度为 0.3m,采用Φ15 的钢丝绳套悬挂。

5.2.3 G2 号塔索道滑车的悬挂

G2 号塔索道滑车每相悬挂 5 个滑车,外侧两个滑车为承托绳滑车,滑车间距为 6m,临近索道滑车内侧的两个滑车为索道排架牵引绳滑车,索道滑车与排架滑车间距为 0.5m,中间的滑车为循环绳滑车,滑车悬挂高度为 0.3m,采用Φ15 的钢丝绳套悬挂。为了保证每相排架对展放导地线的保护,边导线滑车向塔内侧位移 3m 悬挂,跨越索道搭设完成后将两边相的中间循环滑车换为导线放线滑车,中相导线滑车利用型 V 套悬挂在转角内侧的两根主材上。

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(9)

图 直线塔辅助横担布置示意图

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(10)

图 耐张塔横担布置示意图

5.2.4 网架地锚的布置

5. 2.4.1 在 G2 号小号侧布置 9 个网架地锚距离 G2 号塔 100m,索道绳地锚间距 6m,在两索道绳中间布置一个排架锚固地锚。

5.2.4.2 在 G3 号塔大号侧 100m 处每相布置 3 个地锚,索道绳地锚间距 6m,两索道绳中间布置一个排架牵引地锚。地锚布置图如下:

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(11)

图 G2-G3跨越220kV凤嘉线跨越架搭设布置图

5.2.5 辅助横担拉线地锚的布置

为了平衡网架索道绳对辅助横担产生的水平分力,辅助横担需要加设反向受力拉线,在顺线路大号 80m 处布置三条拉线地锚,辅助横担补强拉线如下图:

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(12)

图 G3号辅助横担的拉线布置图

5.2.6 跨越架位验收

跨越架搭设完毕后通知运行单位验收,网架控制高度符合安全距离后,运行单位批准后进行下步施工。

5.3 展放初级导引绳

220kV 凤嘉一、二回线退出 施工准备重合闸后,利用动力伞展放一根 Φ4的迪尼玛绳,展放过程中尽量做到Φ4 迪尼玛绳不与导线接触。

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图 动力伞展放初级导引绳工艺流程

5.3.1 施工准备

利用凤凰变附近的公路进行动力伞起飞场地,并详细向施工人员进行技术交底,人员分工落实,跨越塔位高处接线人员到位,通信畅通,在跨越塔位地线支架上安装醒目的标记。

5.3.2 初级导引绳安装

动力伞初级导引绳为φ4 的迪尼玛绳,本次安装盘长为 500m。

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图 动力伞展

5.3.3 初级导引绳展放

动力伞起飞前应该确认风速、风向、障碍物,顺利起飞后,告知塔上高处人员,并与飞行员保持联系。

5.3.4 沙袋抛扔

当展放开始的第一基塔上人员看到动力伞后,应用对讲机通知飞行人员,动力伞距离起始塔位约 200m 时,调整飞行高度,与即将通过的铁塔净空距离不宜过高,将沙袋抛扔下。当引绳接触到铁塔时,高空人员将引绳抓住,移至线路一侧并固定,飞到相邻塔位抛下沙袋后,初级引绳展放完毕。

5.3.5 动力伞返航

动力伞返航后达到起降场前,用报话机通知地面指挥人员,并由指挥人员指挥降落。

5.3.6 迪尼玛绳连接

将已经展放完毕的初级导引绳与φ16 迪尼玛绳连接。

5.4 展放承载索及牵引网

5.4.1 利用已经展放完毕的初级导引绳,以一牵一的方式张力展放一根循环绳(φ16 的迪尼玛绳)。

5.4.2 利用已经展放完毕的φ16 的迪尼玛绳穿过 G2、G3 辅助横担下方外侧滑车,用φ16 的迪尼玛绳采用“一牵三”的方式牵引两根 φ16 的迪尼玛和另一根φ16 的迪尼玛绳(作为循环绳、牵网绳)。两根迪尼玛绳作为承托绳,承托绳前后端通过抗弯连接器,与地面的钢丝绳连接。承托绳一端直接连接在地锚上,另一端通过手板葫芦与地锚连接。

5.4.3 每项导线布置两条承托绳,由于地线挂点与边导线挂点水平间距相差 2m,网架满足同时保护的要求,故边线与同侧的地线共用一个网架。承托绳展放完毕后,根据需要收紧手板葫芦,使承托绳的弧垂符合施工要求。

5.5 安装封网装置

5.5.1 根据被跨越电力线路与跨越档的具体位置,在每相导线的 2 条承托绳之间安装封网装置。

5.5.2 在安装每条承托绳过程中同时牵引两条牵网绳,为牵拉封网装置做好准备。

5.5.3 封网装置与辅助横担上的牵引网连接好后,由高空作业人员将绝缘网两侧的滑轮装置逐一挂在承托绳上,另一侧塔位施工人员牵拉牵网绳,并将绝缘网牵拉至被跨越电力线路上方。

5.5.4 在 G2 塔上进行安装绝缘玻璃钢管,每相牵引网由 10 根 Φ60×7m 和 9 根Φ16×6m 的定长绝缘绳组成,第一根安装绝缘玻璃钢管,第二根为定长绝缘绳,第三根为绝缘玻璃钢管,以此类推,绝缘玻璃钢管与定长绝缘绳间距为 2m,最终形成长度为 35m 的遮护排架,封网装置布置示意图见下图。注:图中为示意图,每项具体安装玻璃钢管和定长绝缘绳见材料表。

输电线路封网时的宽度是多少(架空输电线路带电封网跨越施工方案)(15)

图 跨越网架装置布置示意图

图中:

1--承载索;

2--牵网绳;

3--网绳连接绳;

4--封网绳;

5--绝缘撑杆 ;

6--承网滑轮;

7--撑杆滑轮 ;

8--挂钩。

5.5.5 当封网装置均匀覆盖在被跨越电力线路上方时,将牵网绳锚固在地面上。

5.5.6 再次调整承托绳一端的手板葫芦,使承托绳的弧垂满足施工要求。

5.5.7 索道跨越架搭设完成后,在 G2、G3 的每根索道绳上采用专用卡具和Φ15 的钢丝绳套连接锚固到铁塔上,对网架进行二道保护,跨越当内的导地线滑车相同采用二道保护措施。

5.6 张力展放导引绳、导地线

5.6.1 在铺设绝缘网的同时,各牵引一根次级牵引绳(φ16 的迪尼玛绳),将每条次级牵引绳放在对应的放线滑车中,通过抗弯连接器与导引绳(φ16 引绳)相连。

5.6.2 利用机动绞磨将导引绳牵引通过跨越塔位,与另一侧的导引绳相连,并锚固在地面。

5.6.3 所有放线段导引绳连通完毕后,利用张牵机对导引绳升空。

5.6.4 全线导引绳升空完毕后,利用导引绳牵引地线、牵引绳(φ 28 大牵绳)、导线。

5.7 紧线附件安装

放线完毕后,在跨越架所在的耐张段完成紧线、附件安装。

5.8 拆除跨越系统

跨越档所在耐张段附件安装完毕后,即可拆除跨越架不停电系统,拆除跨越架前通知运行单位有关人员到位同意拆除作业后方可作业,拆除作业按安装的逆程序进行。拆除承托绳、循环绳均应带张力拆除,避免绳索落于被跨越电力线上,在拆除最后一个循环绳时,高空作业人员通过已经展放完毕的导线,采用走线的方式将该绳索从被跨越电力线上方拆除。

5.9 索网跨越架搭设注意事项

1)绝缘绳、网应进行外观检查验收,不允许有破损,损股现象。

2)必须进行机械强度和电气性能试验,试验结果符合要求。

3)绝缘绳保养必须放置干燥的专用箱,使用前应烘干。

4)绝缘绳不允许进行压线、防止过热拉断。

5)绝缘绳连接必须编制端环连接,不允许系扣方式连接。

6)使用过程中网、绳与地面隔离。

06带电跨越施工总结

通过带电封网跨越 220kV 输电线路施工与其它跨越方式比较,从工期和效益上都是可取的施工方式,带电封网作业需要详细调查线路跨越地形,根据不同地形编制不同的封网措施,带电封网可以减少占用土地面积,同时施工工期较短,一般情况下,准备工作做好后,一天就可以完成封网,一天可以完成拆网工作,如采用抱杆跨越架或钢管跨越架,不但占地面积较大,而且施工工期需较长,安全风险较大。

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