大轉(zhuǎn)角、上揚(yáng)塔放線滑車懸掛方法

李君章 王 剛 陶春蓉 張勇貿(mào) 蔡 楠 易 坤

（ 1.河南送變電工程公司，河南 鄭州 450051； 2.河南電力博大實(shí)業(yè)有限公司，河南 鄭州 450051；3.河南省電力公司，河南鄭州 450000）

在地形高低起伏的山區(qū)，輸電線路必將會(huì)出現(xiàn)大轉(zhuǎn)角、導(dǎo)線上揚(yáng)的桿塔情況。本文在深入分析和計(jì)算的基礎(chǔ)上，給出了一種新的、方便現(xiàn)場(chǎng)操作的大轉(zhuǎn)角、上揚(yáng)塔放線滑車的懸掛方法［1］，在工程建設(shè)中應(yīng)用良好。

1 大轉(zhuǎn)角、上揚(yáng)塔張力放線概況

±800kV錦蘇線川云1標(biāo)段N29塔為轉(zhuǎn)角耐張塔，轉(zhuǎn)角度數(shù)為58°9′，且兩側(cè)檔距小（N28-N29檔距為245m，N29-N30檔距為225m）、高差大（N28-N29高差為-48m，N29-N30高差為77.5）。N29塔大小號(hào)側(cè)耐張絕緣子串均倒掛，具體斷面圖如圖1所示。

N29塔鐵塔為JC3-45型干字塔，下層為橫擔(dān)，上層為地線支架。

圖1 N29塔斷面圖

導(dǎo)線采用JL/G2A-900/75導(dǎo)線，單位重量為3.1kg/m，每極導(dǎo)線為6分裂，該耐張段導(dǎo)線緊線張力55kN；架線方式采取“一牽二+一牽四”的方式。其中一牽四采用方32牽引繩單位，重量為4.3kg/m，在該塔的牽引力為160kN；一牽二采用方25牽引繩，重量為2.35kg/m，在該塔的牽引力為80kN。

基于N29塔的斷面圖及耐張絕緣子倒掛的狀況，在放線施工時(shí)各級(jí)導(dǎo)引繩、牽引繩、導(dǎo)線上揚(yáng)，且轉(zhuǎn)角度數(shù)大，滑車受力大。該放線滑車懸掛關(guān)系到各級(jí)導(dǎo)引繩、牽引繩和導(dǎo)線能夠順利通過，并保證導(dǎo)線質(zhì)量不受損傷，且要保證滿足安全要求等，是施工中的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。

2 放線滑車受力及狀態(tài)計(jì)算

2.1 放線滑車受力及狀態(tài)分析

多輪放線滑車受力過程分為三個(gè)階段，前期是中間鋼絲繩輪受力［2］，主要是展放各級(jí)導(dǎo)引繩、牽引繩；中期為邊輪受力，展放狀態(tài)下的導(dǎo)線；后期也是邊輪受力，是緊線狀態(tài)下的導(dǎo)線。為此，前期不但要計(jì)算中間輪受力，還要計(jì)算邊輪受力；中期不但要計(jì)算牽引繩狀態(tài)下滑車受力，還要計(jì)算導(dǎo)線狀態(tài)滑車受力；后期不但要計(jì)算正常放線狀態(tài)，還要計(jì)算最終進(jìn)行狀態(tài)。

由于牽引各級(jí)導(dǎo)引繩及牽引繩時(shí)的受力小于牽引繩牽引導(dǎo)線的受力，所以較大牽引繩牽引導(dǎo)線的工況進(jìn)行計(jì)算。

2.2 放線滑車的受力計(jì)算

下面以一牽四為例計(jì)算放線滑車的受力。

2.2.1 放線滑車水平橫線路方向受力計(jì)算

根據(jù)架線牽張力計(jì)算，考慮摩擦系數(shù)的影響，計(jì)算出前后檔的水平張力，利用轉(zhuǎn)角度數(shù)計(jì)算出轉(zhuǎn)角塔向內(nèi)角方向的合力。

設(shè)小號(hào)側(cè)和大號(hào)側(cè)的水平張力分別為H小號(hào)側(cè)，H大號(hào)側(cè)，放線滑車的水平受力為H，轉(zhuǎn)角度數(shù)為α，則H=（H小號(hào)側(cè)+H大號(hào)側(cè)）×sin（α/2）。

一牽四放線滑車在放線時(shí)的水平受力H=155kN。

同樣根據(jù)導(dǎo)線的緊線張力，可以求出緊線狀態(tài)時(shí)的一牽四的滑車水平受力H=213kN。

2.2.2 放線滑車垂直方向受力

放線滑車大小號(hào)側(cè)的垂直荷載計(jì)算［3］如下：

式中V－垂直荷載，N

w-單位重量，N/m；

l-檔距，m；

H-水平張力，N；

β-高差角，°；

h-大號(hào)塔放線滑車高程減去小號(hào)側(cè)塔放線滑車高程，m。

通過兩側(cè)的垂直荷載計(jì)算，牽引繩、導(dǎo)線均上揚(yáng)，導(dǎo)線放線時(shí)的垂直荷載為V導(dǎo)線=-49kN，導(dǎo)線緊線時(shí)的垂直荷載為V導(dǎo)線=-78kN，牽引繩的垂直荷載計(jì)算V牽引繩=-69kN。可以看出放線狀態(tài)下牽引繩上揚(yáng)更嚴(yán)重，但緊線狀態(tài)下，上揚(yáng)力量最大。為此，在確定放線狀態(tài)下的滑車狀態(tài)時(shí)，應(yīng)先計(jì)算全部是牽引繩時(shí)滑車的放線狀態(tài)。

2.2.3 放線滑車的綜合受力

放線滑車的綜合受力是垂直荷載和水平荷載的合力。

即T=（H2+V2）2

其中，T為放線滑車綜合受力，kN

H為放線滑車水平受力，kN

V為放線滑車垂直受力，kN

則可以計(jì)算出，全部為牽引繩時(shí)的放線滑車受力T放牽引繩=174kN，一般單個(gè)放線滑車中間輪荷載為120kN，不滿足該塔的荷載要求，需懸掛雙滑車。

放線階段全部為導(dǎo)線時(shí)放線滑車受力T放導(dǎo)線=167kN，單個(gè)邊輪承受的荷載為41.8kN，一般單個(gè)放線滑車邊輪荷載為30kN，不滿足該塔的荷載要求，需懸掛雙滑車。

緊線階段全部為導(dǎo)線時(shí)放線滑車受力T緊導(dǎo)線=233kN，單個(gè)邊輪承受的荷載為58.3kN，一般單個(gè)放線滑車邊輪荷載為30kN，不滿足該塔的荷載要求，需懸掛雙滑車。

經(jīng)過荷載分析，放線滑車的最大荷載工況為緊線狀態(tài)下，基本達(dá)到了兩個(gè)放線滑車的額定受力，對(duì)放線滑車懸掛系統(tǒng)影響大，配套工器具加大較多。為了減小系統(tǒng)受力，需要消除出現(xiàn)緊線階段的滑車受力工況，具體措施是在放線完畢后，首先在該塔進(jìn)行平衡掛線作業(yè)，提前卸除了放線滑車，由鐵塔承受兩側(cè)的緊線受力。

在消除了緊線狀態(tài)下放線滑車的最大受力后，放線狀態(tài)下放線滑車的最大受力全部為牽引繩時(shí)，最大受力為174kN。因此，放線滑車懸掛系統(tǒng)受力按此進(jìn)行計(jì)算。

2.3 放線滑車狀態(tài)的計(jì)算

鑒于采取措施避免了出現(xiàn)緊線狀態(tài)下放線滑車受力的工況，放線滑車狀態(tài)僅分析全部為牽引繩和全部為導(dǎo)線時(shí)放線工況下的兩種狀態(tài)。

根據(jù)放線滑車水平受力、垂直荷載可以計(jì)算出放線滑車與水平方向夾角。全部為牽引繩時(shí)，放線滑車向上水平傾角最大，向上水平最大夾角γ=arctan（V牽引繩/H）=23.4°。在全部為導(dǎo)線時(shí)，放線滑車向上傾角最小，向上水平最小夾角γ=arctan（V導(dǎo)線/H）=16.7°。放線滑車在不同狀態(tài)下的角度變化幅度較大。

3 放線滑車懸掛方式

3.1 放線滑車懸掛方式的確定

放線滑車正常懸掛方法［4-5］，即在掛線點(diǎn)正下方懸掛已經(jīng)不能滿足上揚(yáng)的要求。由于在放線過程中一直處于上揚(yáng)狀態(tài)（上揚(yáng)傾角在16.7°～23.4°），經(jīng)過分析，特別設(shè)計(jì)了一個(gè)“虛擬掛點(diǎn)”，能夠保證在上揚(yáng)情況下，放線滑車不碰橫擔(dān)下平面。如圖2所示。

圖2 地面控制懸掛方式

3.2 放線滑車懸掛工器具布置及方向的確定

3.2.1 合理確定虛擬掛點(diǎn)位置

在CAD中繪制出放線滑車的狀態(tài)，以確保最大上揚(yáng)傾角狀態(tài)下不碰橫擔(dān)為限制條件，合理設(shè)置放線滑車虛擬掛點(diǎn)的位置。同時(shí)，應(yīng)兼顧后續(xù)平衡掛線的施工要求，避免放線滑車距離掛線點(diǎn)較遠(yuǎn)，增加后續(xù)掛線難度。

3.2.2 確定懸吊鋼絲繩長(zhǎng)度及受力方向

在合理確定放線滑車虛擬掛點(diǎn)后，根據(jù)實(shí)際掛點(diǎn)和虛擬掛點(diǎn)位置，很容易確定懸吊鋼絲繩長(zhǎng)度和受力方向。

3.2.3 地面調(diào)整鋼絲繩長(zhǎng)度及受力方向

地面調(diào)整鋼絲繩錨固位置的確定：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，內(nèi)角側(cè)可以利用鐵塔本身進(jìn)行錨固，外角側(cè)需要單獨(dú)埋設(shè)地錨。具體如圖2所示。

在地面錨固位置確定后，量取虛擬掛點(diǎn)及地面錨固位置，可以得出地面調(diào)整鋼絲繩的長(zhǎng)度和受力方向。

3.3 放線滑車懸掛工器具受力分析及配置

3.3.1 各部分受力分析

根據(jù)放線滑車、懸吊鋼絲繩、調(diào)整鋼絲繩的受力方向和已知放線滑車受力，構(gòu)建受力三角形，利用正弦定理，很容易求出懸吊鋼絲繩、調(diào)整鋼絲繩的受力。在這不再贅述。

例如：?jiǎn)蝹€(gè)一牽四放線滑車最大的調(diào)整鋼絲繩受力為92kN，懸吊鋼絲繩受力為12kN。單個(gè)一牽二放線滑車最大的調(diào)整鋼絲繩受力為4.5kN，懸吊鋼絲繩受力為7kN。

3.3.2 根據(jù)受力合理配置工器具

由于單個(gè)一牽四放線滑車調(diào)整鋼絲繩受力較大，采用是2-2滑輪組，鋼絲繩為φ16鋼絲繩；懸吊鋼絲繩采用常規(guī)的單根φ16鋼絲繩就能滿足要求。地錨采用2個(gè)80kN地錨進(jìn)行錨固。

單個(gè)一牽二放線滑車調(diào)整鋼絲繩采用0-1滑輪組調(diào)整，鋼絲繩為φ16鋼絲繩；懸吊鋼絲繩采用常規(guī)的單根φ 16鋼絲繩就能滿足要求；錨固采用1個(gè)80kN地錨。

4 實(shí)際應(yīng)用

實(shí)際施工圖片如圖3所示。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，該方法可以適應(yīng)放線滑車不同角度的變化，工器具配置合理，符合大轉(zhuǎn)角及上揚(yáng)的受力要求，確保導(dǎo)線質(zhì)量和放線施工安全。

圖3 滑車懸掛圖

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)特高壓大轉(zhuǎn)角、上揚(yáng)塔，詳細(xì)分析了其受力狀態(tài)及荷載，分析得出緊線狀態(tài)下放線滑車受力最大，造成工器具配置增大較多，若提前采取措施，可避免該種工況的出現(xiàn)。針對(duì)放線工況下的放線滑車受力，提出了“虛擬掛點(diǎn)”思路，調(diào)整鋼絲繩位于地面，調(diào)整方便。通過工程應(yīng)用實(shí)踐證明，該方法很好地解決了大轉(zhuǎn)角、上揚(yáng)塔的放線滑車懸掛及控制難題，保證了架線施工順利進(jìn)行，值得在今后的類似施工中借鑒。

［1］李慶林.架空送電線路施工手冊(cè)［M］.北京，中國(guó)電力出版社，2002.

［2］葉衛(wèi)星.五輪放線滑車鋼絲繩輪結(jié)構(gòu)探討［J］.電力建設(shè)，1987（4）.

［3］林光龍.張力架線時(shí)滑車失壓或上揚(yáng)分析及預(yù)防措施［J］.廣東電力，2001，14（4）：31-32，83.

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［5］朱培賢，方明，曾棟.大截面六分裂導(dǎo)線的滑車懸掛新方法［J］.電力建設(shè)，2012，33（8）：110-112.