昌古线放线张力的模拟与选择
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关绍峰 张超
【摘 要】为了实现输电线路导线架设的一次成优和安全可靠，确保导线在放线过程中不受磨损，确保导线对障碍物的安全距离，施工单位普遍采用張力放线的施工方法，受导线和机械设备自身参数的影响，选择合适的放线张力显得尤为重要。本文以昌吉-古泉±1100kV特高压直流输电线路工程为例，对导线特性参数进行分析，在满足牵、张设备的持续输出功率的前提下，通过对放线张力的CAD及Excel模拟，选择最优的放线方案，保证了导线架设的施工质量，降低了放线不安全因素，取得良好效果。
【关键词】导线架设；放线张力；CAD及Excel模拟
昌吉-古泉±1100kV特高压直流输电线路工程采用八分裂1250mm2截面导线布置，导线型号为8×JL/G3A-1250/70钢芯铝绞线。皖3标段沿线经济较发达，铁路、高速公路、高压线路等交叉跨越众多，其中跨越高铁2次，电气化铁路3次，高速公路3次，国道1次，二级及以下公路35次，跨越1000kV芜淮线2次，±500kV宜华线2次，500kV电力线7次（含规划500kV线路1次），220kV电力线7次，110kV电力线7次，35kV电力线14次，10kV及电力线120次，低压通讯线390次。另长江大跨越跨越长江1次，一般线路跨越永安河1次，西河1次，黄浒河4次，漳河1次，青弋江1次，其它不通航河流19次。在一个放线区段内重要跨越如此之多，并且全国首次应用1250mm2截面导线，对施工单位张力架线方案及施工能力都是严格的考验。
一、导线最大允许使用张力、机械设备的持续输出功率、放线滑车允许使用应力的参数选取
放线张力的选取主要有导线自身的最大允许使用张力、机械设备的持续输出功率、放线滑车的允许使用应力、满足导线对跨越物的最小使用张力。施工中，放线张力越大对施工机械的稳定运行要求就越高，因此通常情况下，应尽量降低放线张力，保证张力架线过程平稳进行。
1）对JL/G3A-1000/45钢芯铝绞线的特性参数进行分析，得知导线的最大允许使用张力为额定拉断力与安全系数之比，即88.4kN。
2）本工程拟定施工方案为2×1牵3方式张力架线，主牵对单根导线的持续牵引力为持续工作牵引力和牵引导线根数之比，即83kN。张力机对每根导线的单轮张力为70kN。
3）放线滑车的允许使用应力
表1 放线滑车参数
由上表可知，每个轮槽的允许使用应力为额定负荷与滑轮数之比，即40kN。
二、导线对跨越物的最小使用张力的确定
首先是跨越方案的选取，不同的跨越方案则障碍物的高度也不一样。施工项目部针对以上重要跨越分别采取了以下施工方案：750kV电力线、2条110kV电力线采用停电翻线方案；高速、铁路、另2条110kV电力线、35kV电力线、10kV电力线采用搭设钢管架的跨越方案。
现场测量障碍物最高点（最危险点），搭设跨越架的测出跨越架顶部对地面相对高度，不搭设跨越架的电力线需测量出最高端地线对地距离。依据设计提供平断面定位图，结合现场实际情况，将现场障碍物的高度、位置、高程进行模拟。
1.CAD绘图软件模拟
先是制作模块，不同档距、不同放线张力时的导线曲线。模块制作的原则：以档距中心弧垂点为原点，以档距为X轴，以导线高度为Y轴，利用二元一次方程公式Y=K·X2，预先在Excel表中计算出各点坐标。
在CAD中画多线段，将坐标值复制、粘贴，得到一条导线曲线。依次计算画出各不同放线张力下的导线曲线。
图1 CAD模拟导线曲线图
将同一张力状态的导线曲线，依次放入耐张段各档距内，当对障碍物距离不满足要求时，改换张力较大的导线曲线。依据文头要求找到最合适的放线张力。
2.Excel表格模拟
依据设计图纸依次录入：塔号、呼高、基面高程、排位高差、瓷瓶串长、档距、高差、高差角余弦、挂点高程。按现场实际测量数据录入障碍物距离小号侧塔X1、障碍物高程。
假设张力场出口张力值，计算出导线对障碍物高度，通过比较导线对障碍物高度，最终确定张力机出口张力。表格中引用公式如下：
悬点张力：TB=TA+wh/cosθ
水平张力：H=[TA+TB–wf（1-h/4f）2/cosθ-wf（1+h/4f）2/cosθ]/2
曲线系数：K=w/（2hcosθ）
导线高程：h导=h挂-[K（l·X1-X12）-h·X1/l]
式中：TA、TB——两相邻悬挂点张力，N；
w——导线单位长度自重力，N/m；
h——两挂点高差，m；
f——档距中点架空线最大弧垂，m；
X1——障碍物距离小号塔水平距离，m；
cosθ——两挂点高差角余弦值；
经计算，最终确认导线放线张力为4000kg时，能满足跨越障碍物要求，为最优方案。
三、结论
此施工方法经现场实施检验，安全可行，可为以后施工中出现类似情况提供参考。在线路重要交叉跨越较多时，可进行多方法校核应用，其经济性和安全性优势十分明显。
【参考文献】
[1]《±800KV架空输电线路张力架线施工工艺导则》（DL＼T5286-2013）
[2]《高压架空输电线路施工技术手册》（第三版）