運行變電站高層軟母線更換施工技術研究

趙水忠，徐重力，單 俊

（浙江省送變電工程公司，杭州 310016）

運行變電站高層軟母線更換施工技術研究

趙水忠，徐重力，單 俊

（浙江省送變電工程公司，杭州 310016）

以500 kV甌海變電站220 kV 2號母聯間隔為例，研究分析了采用1輛吊機加2套機動絞磨進行運行變電站高層軟母線更換的施工方法，經現場安裝實施證明，該施工方法安全、可靠、簡便、經濟，具有較高的推廣應用價值。

運行變電站；軟母線更換；增容改造

0 引言

隨著電網容量的不斷增大，大量早期建設的變電站已無法滿足日益增長的容量需求，需要對原運行的高層軟母線進行增容改造。為了在運行變電站內安全可靠地開展高層軟母線更換工作，需要對高層軟母線更換施工方法進行研究。

以500 kV甌海變電站220 kV 2號母聯高層軟母線更換為例，研究分析采用1輛吊機加2套機動絞磨的高層軟母線更換施工方法。該方法確保了2號母聯高層軟母線更換工作安全、可靠，同時該方法操作簡便，具有較好的經濟性。

1 高層軟母線更換施工方法

1.1 高層軟母線拆除

拆除2號母聯高層軟母線前，先拆除管母的設備連線。對引下線和管母金具，采用吊機吊斗登高拆除，隔離開關側金具則采用竹梯登高拆除。

2號母聯間隔跨220 kV管母的高層軟母線檔距長38 m，母線兩端掛點標高14.5 m，設計馳度2 m，管母標高9 m；100 t吊機平臺高度1.5 m，最長臂L=49 m，帶副扒桿伸出長度L=（49+ 18.1）m，當主臂仰度α=78°時，最大吊重3.6 t，吊機支腿完全打開后寬度約7.6 m。

1.1.1 吊機站位分析

吊機支腿考慮打在電流互感器支架處，其位置一是保證扒桿能從構架橫梁上方穿過，二是保證施工過程中吊物不傷害下方管母。

參見圖1，設置吊機站位中心距電流互感器支架距離L1=7.2/2=3.6 m，距構架中心距離 L2= 5.5 m，高層母線兩端掛點標高H1=14.5 m，以確保扒桿超過構架頂時的角度β=tan-1[（H1-1.5）/ L2]=tan-1（2.36）=67°＜α，也就是吊機扒桿能從構架橫梁上方穿過。

當吊機打開最大角度時，高度H=1.5+L× sin78°≈49.5 m，滿足母線起吊參數要求值，同時滿足吊機將母線吊高后下方的瓷瓶串高于管母。吊機工作半徑R=L×cos78°=10.19 m，且在母線起吊過程中用浪風繩綁扎并拉住麻繩，以免母線摩擦管母。吊機的占位布置確保了其工作在容許范圍內。

1.1.2 吊機起吊重量核算

耐張絕緣子串和可調絕緣子串重量分別為1 180.61 N和1 240.95 N，總重2 430.56 N，需拆除高層軟母線2×LGJQT-1400。重量為m=4.96× 2×32×10=3 170.44 N，耐張線夾NYZ-1400重量為70.3 N，小鉤重量約1 000 N，因此拆除時吊重為M=2 430.56+3 170.44+4×70.3+1 000=6 900.2 N，滿足吊機起吊要求。 同時新安裝母線2× NRLH60GJ-800/55單位荷重2×2.69 kg/m比原母線2×LGJQT-1400單位荷重2×4.898 kg/m重量輕，滿足起吊條件。

1.1.3 實施過程分析

（1）將待拆除高層軟母線與吊鉤連接：在1號橫梁和2號橫梁上各固定好滑車，其中1號橫梁側機動絞磨牽引鋼絲繩通過滑車與瓷瓶串U型環連接。2號橫梁側機動絞磨牽引鋼絲繩通過滑車將聯板連接，在出線側副吊臂升至1號橫梁上方，當吊鉤距地面高度約47 m時，放下小鉤與需要拆除的一相導線瓷瓶串U型環用鋼絲繩連接。

（2）高層軟母線與構架橫梁分離：1號橫梁側機動絞磨牽引緊線后，拆開U型環與橫梁掛點的連接。機動絞磨慢慢回送鋼絲繩（吊機小鉤隨瓷瓶串往下送，吊機鋼絲繩保持松弛狀態），待導線張力逐漸減小后，2號橫梁側機動絞磨牽引緊線，并拆開聯板與雙聯碗頭的連接，其中2號橫梁側的瓷瓶串不與高層軟母線一起拆除。

（3）高層軟母線的吊起與放下：2號橫梁側機動絞磨回送鋼絲繩（1號橫梁側機動絞磨鋼絲繩同時回送），并操作吊機小鉤往上提升。吊機小鉤上升與2號橫梁側機動絞磨鋼絲繩回送要密切配合，直至小鉤完全將導線吊起，然后將吊機小鉤放下，將高層軟母線放至地面，如圖2所示。

圖1 吊機位置及吊重計算示意

圖2 2號母聯高層軟母線拆除示意

1.1.4 吊機受力分析

在小鉤剛開始提升的狀態下，導線張力最大，將導致吊機小鉤鋼絲繩往右側偏移，需要用1號橫梁側的機動絞磨拉住，以提供一個水平方向反向力T1，使小鉤保持豎直狀態。此時吊機受力如圖3所示，近似計算如下：

式中：T2為吊機受力；T1為機動絞磨提供水平反向力；G為吊重，G=（1 240.95+3 170.44+4×70.3+ 1 000）=5 710 N；T為導線重力；α為夾角，α=tan-1[l×ω/（2H）]，其中 H為單線最低水平張力，H=（l2×ω）/（8f）。

圖3 吊機受力示意

經計算，H=382×4.96/[8×（14.5-9）]×10=1 630 N，α=tan-1（38×4.96/2×163）≈30°，T=[H+（14.5-9）×4.96]×2×10=3 810 N，T1=3 810×0.87=3 310 N，T2=5 710+3 810×0.5=7 615 N。吊機受力小于吊機最大吊重；為保持鋼絲繩垂直狀態，1號橫梁側機動絞磨需提供3 310 N的拉力。

1.2 高層軟母線架設

對于2號母聯高層軟母線跨3檔220 kV管母的架設，在出線側的道路上停放好100 t吊機（1號），將吊機副吊臂打開后升至1號橫梁上方，吊鉤距地面高度約47 m處時將小鉤放下。將壓接好的高層軟母線放置至架設地點，并將高層軟母線兩側與瓷瓶串組裝好，兩側瓷瓶串分別與1號橫梁、2號橫梁側的機動絞磨牽引鋼絲繩可靠連接。1號橫梁側瓷瓶串使用另外一根鋼絲繩綁扎在100 t吊機小鉤（1號）上。操作吊機小鉤使整根導線上升至管母上方。利用2號橫梁側機動絞磨牽引緊線，同時操作吊機小鉤使其下降。在即將緊線到位時，應嚴格控制過牽引力，以防發生意外。當導線牽引到位后將瓷瓶串U型環與2號橫梁上的掛點連接。利用1號橫梁側機動絞磨牽引緊線，吊機小鉤跟隨瓷瓶移動（吊機鋼絲繩保持松弛狀態），在即將緊線到位時，應嚴格控制過牽引力，導線到位后將瓷瓶串頭部U型環與1號橫梁上的掛點連接，如圖4所示。

圖4 2號母聯高層軟母線安全示意

后續應對高層軟母線架設復測、并按設計要求調整馳度，完成間隔棒、引下線安裝工作。

2 關鍵因素分析與控制措施

2.1 吊機站位及工作范圍的確定

本施工方法中吊機的選型關鍵是要確定吊機的站位，即：首先要保證站位地面地質條件符合吊裝要求；其次，本施工方法不對低層管母進行拆除，直接進行吊裝更換，需要保證站位內吊機有足夠的活動半徑，同時保證起重臂能夠順利穿過構架橫梁，且高層軟母線最低端懸式絕緣子與下方管母有足夠的安全距離。

2.2 機動絞磨的確定及控制措施

本施工方法中機動絞磨選型除了要滿足高層軟母線起重配合要求的條件，更需要充分考慮2臺絞磨之間以及2臺絞磨與吊機之間的配合，能夠有效克服高層軟母線在拆除時產生的側向應力，確保高層軟母線在拆除和吊裝過程中始終處于垂直狀態，不發生與低層管母刮擦碰撞，故在本工程中選擇2臺機動絞磨均為3 t。

由于該運行變電站土質硬實度均達到95%以上，且地耐力已具備實施貓樁的基本條件，故每臺機動絞磨均設置梅花樁，能滿足地錨抗拉強度要求；同時在起吊拆除和安裝高層軟母線高度過程中，盡可能地將高層軟母線高度降低到與正母、副母最近時再啟用機動絞磨工作，確保整個吊裝過程各受力環節均勻、合理。

3 結語

通過現場安裝實施，采用1輛吊機更換高層軟母線的方法可行有效，極大地提高了工作效率，確保了施工安全、質量以及進度要求。近階段更換運行變電站的高層軟母線的實踐工作經驗表明，該方法已經成為部分地區運行變電站增容改造工程更換高層軟母線的一種標準施工方法。

由于該500 kV變電站220 kV配電裝置布置形式為2段副母加1段正母，220 kV配電裝置距離相對較寬，為了確保吊臂有足夠的長度滿足起吊導線，在該項工程施工中采用了100 t吊機。而后續的其他工程中，由于更多的布置形式為1段正母加1段副母，因此，可以根據配電裝置的實際寬度進行吊機的選擇，后續工程中采用的吊機經過計算分別為25 t和50 t，將更加節約臺班，降低施工成本。

[1]王軍，劉巍，趙雪松，等.跨越帶電220 kV管母線架設軟導線的施工技術[J].電力建設，2005，5（26）∶43-52.

[2]DL 5009.2-2013電力建設安全技術規程 第 2部分：電力線路[S].北京：中國電力出版社，2013.

[3]DL 5009.3-2013電力建設安全技術規程 第3部分：變電站[S].北京：中國電力出版社，2013.

[4]林一凡.電廠、變電站軟導線張力計算及其分析[J].電力建設，1997，5（7）∶35-36.

[5]浙江省送變電工程公司.送電工安全操作基本技能[G].

（本文編輯：趙曉明）

Research on Construction Technology of High-level Flexible Conductor Replacement at Operating Substation

ZHAO Shuizhong，XU Zhongli，SHAN Jun

（Zhejiang Electric Transmission and Transformation Engineering Company，Hangzhou 310016,China）

Taking the 220 kV No.2 bus coupler interval in the 500 kV Ouhai substation as an example，the paper investigates and analyzes the method of high-level flexible conductor replacement by using one crane and two power-driven winches.This method is safe，reliable，simple and economical,and has high application value.It is proved by field installation that the method is safe，reliable，simple and economical，and has high application value.

operating substation；flexible conductor replacement；capacity increase transformation

TM645

B

1007-1881（2016）11-0007-03

2016-09-08

趙水忠（1968），男，高級工程師，主要從事變電站安裝工作。