张力调整弧垂的输电线路架线施工研究

张力调整弧垂的输电线路架线施工研究

刘建锋1何延辉2马守锋3赵大路4

河南送变电工程公司河南郑州450001

摘要：如今，随着我国用电需求的不断增大，对架空输电线路架设的施工做好质量控制，对确保高电压等级输电线路的安全可靠运行至关重要。然而，在输电线路架设施工中，弧垂是输电线路设计及运行维护中的重要参数之一，弧垂的大小将直接影响到线路的安全稳定运行。基于此，文章根据张力架线施工的优势，通过对架空导线弧垂的计算分析，以此通过张力来调整弧垂，为输电线路的架设施工提供参考依据。

关键词：张力；弧垂调整；输电线路；架设施工

1架空导线弧垂计算分析

架空导线的自身重力实际是按其自身线向均匀分布的。为简化起见，假设架空导线的自重沿两悬挂点均匀分布，以最低点为坐标原点，可推导出架空导线的抛物线方程。计算表明，在弧垂和档距之比小于5%时，用抛物线方程计算导线弧垂能够满足工程要求。

图2受力分析

取架空线op段为隔离体，从图2中可以看出该线段在，，诸力的作用下处于平衡状态。因此，对隔离体的P点取力矩为：H；则=

上式中

由此可得出：当-，；当，

h=（）=

；=；

图1为悬挂点不等高的架空导线线档图，距离架空导线最低点0（直角坐标系原点），水平距离为处的弧垂可由以下公式求得：

所以d=（）==

而又因为：-d-y，由此可以得出

当时，计算：f=

在上式中：f为最大弧垂长度，m；为导线上任意点P，对其最低点的水平距离，m；为导线任意点P，对其最低点的高度，m；H为导线最低点的水平张力，单位N；为导线最低点的水平应力，单位N/mm2；为导线单位长度的荷载，单位N/m；g为导线的单位荷载，单位N/（m·mm2）；S为导线截面积，单位mm2；为悬挂点高差角，单位。

2张力架线的优势分析

随着导线截面积和分裂数增加，导、地线架设的架设技术不断发展，由原来的人力放线、机械放线到张力放线，机械化程度不断提高。不同架线方式各有优劣，人力放线或普通机械放线对机械装备要求降低，装备成本较少，但施工效率低，导线容易磨损或蠕变；而张力架线利用牵张设备使架空导线具有张力，并与地面和跨越物保持一定的高度差，再进行紧线、挂线和安装附件。这种方法利用机械进行架设，人力作业强度小，施工过程中导线与其他物体不会发生摩擦，降低了线路在施工过程中的损伤以及蠕变，有效提高了施工质量，但对施工人员的技能和管理水平要求较高，需要严格按照规范要求进行施工。一般对于电压等级高、截面积大、分裂数多的导线，宜采用张力架线。

3采用张力调整弧垂架线施工分析

3.1牵张场地布置

张力场和牵引场应选在地势平坦的直线塔之间，其中张力场面积不应小于55m×25m，牵引场面积不应小于30m×25m。张力机和牵引机可以直接运达场地，布置在线路的中心线上，方向正对邻塔导线悬挂点，张力机和牵引机出口与悬挂点之间的高度角应小于15°。如果地形受限，则选择转角演出的方式来布置牵张场地，并另外编写转向场地的布置施工方案。

3.2放线滑车悬挂

放线滑车悬挂一般与悬垂绝缘串一起吊装。当耐张塔转角小于30°时，导线横担端部悬挂一个放线滑车；大于30°时，悬挂两个。在使用过程中应及时在放线滑车的倾斜角度及时调整，使得导引绳、牵引绳以及导线的方向要与滑车轮轴垂直，以防止跳槽。当荷载超过滑车承载能力或滑车包络角大于30°时，应选择悬挂双滑车。

3.3导引绳、牵引绳及导地线的展放

一般先将导引绳进行分段展放，在将各段连接升空，然后使用小牵张系统更换成牵引绳，其中小牵张系统示意如图3所示。牵引的工序为，先慢速展放牵引绳，等系统进入正常状态后牵引速度可逐渐增加，速度宜在40～70m/min范围内。当前牵引绳或地线到位后停止，用卡线器将其前后固定在地锚上。将导线与牵引系统连接好后，拆除卡线器并安装接地滑车，即可开始导线的展放。如果展放的导线为分裂式，则要注意控制各子导线的张力的大小应接近。将导线调平后，逐渐加大牵引机的牵引力度，注意增幅不能大于5kN，以防止出现过大的冲击力。导线最开始的牵引速度应在50m/min以内，当牵引机运行正常后，可逐渐加大牵引速度，最大不超过120m/min。当前牵引走板靠近放线滑车时，应逐渐降低牵引的速度，根据监视人员的指挥调整放线张力，使牵引板与放线滑车的倾斜度接近以便于牵引板通过滑车。当牵引板通过后，又可逐渐增大放线张力，恢复到正常牵引状态。当导线盘的导线剩余1～2盘时，应逐渐减缓牵引的速度直至停止，用新导线盘进行更换，并将余线与新导线做临时连接后继续展放导线。当余线与新导线的接口通过张力机后，重新进行压接连接并使用压接盒对压接管进行保护。当导线放到位后，用地锚将导线两端临时收紧，使导线与地面之间具有一定的距离。

（1小牵引机，2导引绳，3架线滑车，4旋转连接器，5牵引绳，6抗弯连接器，7小张力机，8牵引绳盘架，9接地滑车）

图3小牵张力架线示意图

3.4紧线施工流程

导地线紧线前应做好准备工作，如要检查导线在放线滑车内没有绞绕或跳档的情况，接续管的位置正确，导线磨损处要使用补修管进行补修，测量档距和导线悬点高差等。在紧线段的远方杆塔，先做好相邻档距导线的松锚升空。对于耐张杆塔，要在牵引方向的反侧加装临时拉线，拉线对地夹角小于45°。在紧线段的近方杆塔，布置好导地线紧线系统，如图4所示。

（1导线，2卡线器，3总牵引钢丝绳，4起重滑车，5地滑车，6绞磨钢丝绳，7机动绞磨，8地锚）

图4导地线紧线示意图

在紧线过程中，应注意以下几个操作要点：

第一，观测弧垂。弧垂的观测从紧线装置远侧开始，逐个向紧线方向调平。当弧垂达到规定值后暂停牵引稳定导线，选好一个导线弧垂，其余用经纬仪切平。观测档应均匀分布，两个观测档之间距离小于4个档距。当地形起伏较大时，应在最高处和最低处设观测档。当线路跨越山岭时，应在山岭的两侧各设一个观测档。在交叉跨越档增加观测档。

第二，导线的收紧。紧线应按照一定顺序，如要先紧地线，再紧导线，对于单回路，则先紧中相后紧边相，对于双回路，则按照上相、中相、下相的顺序。如果导线弧垂出现紊乱，则应先放松到弧再重新收紧。为避免各导线由于延伸导致弧垂不一致，子导线紧线工作需在一天内完成。当紧线跨越两个耐张段时，应先对第一个耐张段弧垂进行观测，当完成牵引和观测后进行锚固和画印，然后再对第二个耐张段的弧垂进行观测。当导线紧线完成后，将导线用手板葫芦进行锚固。将已紧线段与待紧线段的线头接续后，可开展导线的松锚升空作业。用机动绞磨对钢丝绳进行收紧，将两侧临锚拆除。若临锚距离较远，则可先拆紧线侧临锚，再拆已紧线侧，然后设速牵引导线使导线缓慢升空。在第二紧线段紧线过程中，要在已紧线牵引杆塔上安排专人监视。第二紧线段紧好弧垂后，检查原来的印记，若不动或移向紧线段则表明导线应力相同。第二紧线段弧垂达标后，将过轮临锚拆除，到下一个紧线场重新装设。

综上所述，在输电线路施工过程中，导线、牵引绳和导引绳都会架空，因此在制定方案和施工过程中都必须谨慎。因此，本文在通过导线架设施工弧垂计算的基础上，研究分析通过张力来调整弧垂从而为输电线路的架设提供了便捷，该施工过程简单，节省了人力成本，具有较好的实用性和经济性，为今后同类工程的应用提供参考。

参考文献

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