淺談無跨越架跨越高壓電力線封網承力索受力計算方法

汪新偉 翟宗亮 孫志恒

（甘肅送變電工程有限公司，甘肅蘭州 730070）

0 引言

內蒙古山能盛魯上海廟電廠送出工程在NA59—NA60跨越220 kV芒紅線，該被跨220 kV芒紅線地線高度34 m，若采用傳統搭設鋼管跨越架保護高壓電力線，由于被跨電力線高度高，跨越架搭設難度大，安全風險高。因此，采用在塔上懸掛臨時橫擔，在臨時橫擔上懸掛滑車，在滑車里設置承力索，在承力索上封網保護高壓電力線的施工方法更加簡單，安全風險也相對較小。但使用這種方法進行跨越封網需要合理選擇迪尼瑪承力索的規格，承力索的受力計算就顯得尤為重要。采用文獻[1]方法計算復雜，計算難度極大，因此尋求更簡單的計算方法迫在眉睫。

1 工程跨越概況

內蒙古山能盛魯上海廟電廠送出工程導線為4×JL/G1A-400/35鋼芯鋁絞線，本工程在NA59—NA60跨越同塔雙回220 kV芒紅線Ⅰ、Ⅱ回電力線，跨越處參數一覽表如表1所示。

表1 NA59—NA60跨越220 kV芒紅線Ⅰ、Ⅱ回參數一覽表

2 承力索規格假設

無跨越架不停電封網跨越用的承力索主要為迪尼瑪繩，根據電壓等級及子導線根數不同，跨越封網承力索采用的迪尼瑪繩主要有?16、?18、?20、?22等規格。內蒙古山能盛魯上海廟電廠送出工程線路電壓等級為500 kV，子導線數量為4根，根據多年現場跨越施工經驗，初步假設選擇?18迪尼瑪繩作為承力索。

3 封網參數確定

（1）根據表1及現場跨越情況，被跨越220 kV芒紅線封網方式采取在建線路三相導線在跨越處皆單相封網，封網寬度為：

式中：B為封網寬度；W4（10）為在建線路導線在安裝氣象條件下的單位長度風壓；m為跨越架至新建線路鄰近桿塔的水平距離；l為跨越檔的檔距；H為導線展放時導線的水平張力；λ為新建線路跨越檔兩端的鐵塔放線滑車掛具長度；ω為在建線路導線的單位長度重量；b為絕緣網所遮護的同相子導線間在橫線路方向的最大水平距離；k為風載體型系數，取1.1；d為導線直徑。

經計算后確定封網寬度為6 m。

絕緣網長度為：

式中：lw為絕緣網長度；n為被跨芒紅線兩邊導線水平距離；α為交叉跨越角；lb為絕緣網單側伸出被跨電力線保護長度。

經計算封網長度取33 m。

封網材料采用每根長度6 m的玻璃鋼絕緣桿，共計12根，每根絕緣桿之間距離3 m，絕緣桿與絕緣桿之間用3 m的控制繩連接，絕緣桿利用小滑車、D形環懸掛在間距6 m的兩根?18迪尼瑪繩上。由于本次重在論述承力索受力計算方法，故落網導線參數及張力放線參數的計算不在此贅述，下文將直接給出計算結果。

（2）臨時橫擔設置在鐵塔橫擔下方8 m處，根據公司現有工器具情況，臨時橫擔選擇32 m×500 mm×500 mm鋼抱桿，依據文獻[2]計算公式計算得NA59—NA60跨越檔在導線展放施工時的施工參數如表2所示。

表2 NA59—NA60跨越檔導線展放施工參數

（3）封網系統材料及重量如表3所示。

表3 封網系統材料及重量

（4）依據文獻[1]、文獻[3]計算，事故時落網導線相關參數如表4所示。

表4 事故時落網導線參數

（5）NA59—NA60跨越架俯視圖及立面圖如圖1、圖2所示。

圖1 NA59—NA60跨越架封網俯視圖

圖2 NA59—NA60跨越架立面示意圖

4 承力索受力計算

4.1 導線展放施工工況承力索受力計算

封網系統總重量為186.92 kg，封網系統由兩根承力索承托，每根承力索承受的重量為93.46 kg，承力索自重為0.28 kg/m，?18迪尼瑪繩破斷拉力為241.4 kN。

依據文獻[1]可知安全放線時單根承力索水平張力H1：

式中：a為跨越點與NA59塔之間的距離，a=166 m；l為跨越檔檔距，l=253 m；fa為跨越點承力索弧垂，fa=9 m；ω0為承力索自重，ω0=0.28 kg/m（2.746 N/m）；β為承力索兩懸掛點高差角，β=0°13′35″；Q為集中荷載，Q=93.46 kg（916.56 N）。

計算得H1=8.016 kN，安全系數為30，依據文獻[4]承力索受力滿足安規要求。

4.2 導線斷線事故靜載狀態時承力索受力計算

承力索架空工況，依據文獻[3]架空線狀態方程：

式中：E為承力索彈性系數，E=32 000 N/mm2；S為承力索截面積，S=193.81 mm2；H3為事故靜載狀態時承力索水平張力；Kz1為安全放線時承力索長度增大系數；Kz3為事故狀態下承力索長度增大系數。

依據文獻[3]：

式中：Q1為安全放線時承力繩集中荷載，Q1=916.56 N；Q3為落網導線靜態下單根承力索集中荷載，Q3=3 972.61 N。

根據狀態方程：

利用Excel表解單變量方程H3=20 665.1 N，安全系數為11.7，承力索受力滿足安規要求。

4.3 導線斷線事故動載狀態時承力索受力計算

承力索架空工況，依據文獻[3]架空線狀態方程：

式中：H2為事故動載狀態時承力索水平張力；Kz2為事故狀態下承力索長度增大系數。

依據文獻[3]：

式中：Q2為落網導線沖擊狀態下單根承力索集中荷載，Q2=7 040.88 N。

根據狀態方程：

利用Excel表解單變量方程H2=30 661.6 N，安全系數為7.8，承力索受力滿足安規要求。根據安規要求，依據文獻[4]承力索安全系數不得小于6，事故動載狀態時安全系數為7.8，大于并接近6，故選擇?18迪尼瑪繩作為承力索剛好合適。

若以上三種工況中任何一種工況下安全系數小于6，或者最小的安全系數過大，則根據計算安全系數的大小，重新合理選擇迪尼瑪繩規格，重新進行計算，直至選擇出最優迪尼瑪繩規格。

5 結論

內蒙古山能盛魯上海廟電廠送出工程無跨越架封網跨越高壓電力線承力索計算時，主要采用文獻[3]相關理論計算承力索受力，與文獻[1]計算方法相比，很大程度降低了計算難度，在實踐中驗證計算結果能滿足工程需求，為今后類似跨越施工提供了參考經驗。