利用旧导地线封网带电跨越施工技术

利用旧导地线封网带电跨越施工技术

陈泽纲

（中国能源建设集团广东火电工程有限公司广州510735）

摘要：在220kV东葵甲乙线改造工程架线施工实施过程中，成功应用利用旧导地线封网施工技术实施带电跨越，有效解决了越架带电线路架设导地线施工困难的难题，大大减少了用户因停电而造成的大范围影响和经济损失，亦能节约跨越成本，有效避免因停电因素而造成不按时竣工的情况。

关键词：架线；封网；带电；跨越

引言

随着城市建设高速发展，电力需求得到迅速的增长，新建电力线路与运行电力线路交叉跨越的情况日益增多。考虑电力输送的重要性，实施无跨越架不停电跨越架线施工，由我公司承建的220kV东葵甲乙线改造工程，N2-N3档跨越110kV古谢甲、乙、丙线三回线路，无法采用常规的停电跨越施工方法跨越，我公司在该架线区段采用利用旧导地线封网跨越的方式，即保证了工程如期投产送电，也减少被跨越的110kV线路停电的影响，同时保证了架线施工质量，并取得了良好的经济效益。

一、使用封网跨越施工方法

1.1封顶网装置的构成

封顶网装置选择时，既要满足电气性能的需求，同时也要满足机械性能以及操作施工方面的要求。

1.1.1封网装置

为保护被跨电力线路而在跨越档两承载索间设置的能够承受导、地线一定重力的绳网，绳网及撑杆均具有相应的电压等级的绝缘性，也被称为绝缘网。封网装置主要由绝缘网、挂扣、钢丝等三部分组成。绝缘网根据受力计算选取，一般选用迪尼玛绳，通过挂扣、钢丝与承载索连接。

1.1.2承载索

承载索是绝缘网的承托部分，在张力架线施工中，为保护被跨越电力线路而在跨越档两端杆塔间设置的用于承受封网装置和导线重力的绳索称为承载索，一般采用下相导线作为承载索。

1.1.3支撑装置

无跨越架不停电跨越架线中，跨越档两端安装的临时横梁或软索、悬吊绳、临时拉线及地锚的总称。

1.2封顶网装置的安装

由于本工程采取利用旧导线封网的施工技术，故不涉及横梁及承载索的安装。具体做法：首先对档内下相导线做好锚固措施，采用φ17.5mm的钢丝绳和适配导线的卡线器连接将导线锚固于塔身主材上。在已做好安全措施的档内下相导线边线上，使用飞车从一塔端出线，在该出线塔中相横担两端各挂一个起重滑车，飞车连接绝缘控制绳通过滑车转向地面，由地面辅助人员通过绝缘控制绳控制飞车出线，每次出线由两名高空作业人员带出绝缘封网绳，根据实际计算结果现场测量，确定开始封网点，封网绳与旧导线连接部位通过缠绕后用钢丝绳卡固定，并在缠绕位置绑扎钢丝，防止封网绳滑动。

二、使用旧导线封网带电跨越施工的优缺点

2.1与有跨越架不停电跨越架线的比较

（1）优点

(1)该方法无需组立跨越架，减小了不停电跨越架线的风险；

(2)不受跨越档地形条件的限制，适用范围更广；

(3)由于无跨越架，施工工效较高。

（2）不足

（1）它需要使用较多的强度高且延伸率低的承载索，例如迪尼玛绳。这种绳的价格昂贵，耗损较大，成本较高；

（2）它需要设计单位在跨越档设计参数（主要是跨越档档距和两端铁塔高度）的选择时为无跨越架不停电跨越架线提供必要的条件。

三、施工中的实际应用

由我司承建的220kV东葵甲乙线改造工程，N2-N3档跨越110kV古谢甲线、110kV古谢乙线、110kV古谢丙线，如采用常用的停电搭设跨越架的方式跨越不可行，因此我们采取利用旧导线封网的方式跨越，现仅以此为例简单介绍封网跨越过程。跨越110kV古谢甲线已采取搭设钢管架封网措施，跨越110kV古谢乙线、110kV古谢丙线拟利用220kV东葵甲乙线N2-N3档下相导线进行封网跨越施工，档内跨越参数表如下：

表1档内跨越参数表

图1现场跨越图

四、封顶网装置安全计算

图2封网跨越施工示意图

4.1封顶网尺寸及参数

4.1.1封网宽度校验：

（1）根据《DLT5301-2013架空输电线路无跨越架不停电跨越架线施工工艺导则》C.1绝缘绳网宽度B应满足：

B≥2Zx+b

式中：Zx——新建线路导线在安装（架线）气象条件下，在跨越点处的风偏距离，m；

b——绝缘绳网所遮护的同相子导线间在横线路方向的最大水平距离，m。当子导线数量为1时，则b=0；如果绝缘绳网同时遮护同侧导线和地线，则b为最外侧导线与地线在横线路方向的水平距离。

（2）新建线路导线在安装（架线）气象条件下，跨越点处的风偏距离Zx为：

式中：w4(10)——安装气象条件风速（10m／s）下，施工线路导线或地线的单位长度风荷载，N／m；

m——被跨越物至施工线路邻近的杆塔的水平距离，186m；

l——施工线路跨越档档距，570m；

H——导线水平放线张力，N；（设计提供：25414N）

λ——施工线路跨越档两端悬垂绝缘子串或滑车挂具长度，1.0m；

w——施工线路导线、地线的单位长度重力，20.79N／m；

k——风载体型系数，当d≤17mm时，k＝1.2；当d＞17mm时，k＝1.1；

d——导线或地线直径，33.6mm。

本案例利用220kV东葵甲乙线N2-N3档下相导线进行封网跨越施工，根据现场勘察测得220kV东葵甲乙线N2-N3档下导线两边线的水平距离为12.4米，即封网宽度B=12.4m，根据公式计算得出Zx=3.29，取3.3，由此得出架线施工边线间宽度b≤5.8m。

（3）根据计算结果，该跨越档内放线滑车采用悬挂形式。

由图示计算出b=2×6.2-2×3.5=5.4m＜5.8m，故得出在风速10m/s工况下利用220kV东葵甲乙线N2-N3档下相导线进行封网的封网宽度满足要求。

4.1.2封网长度计算

（1）根据《DLT5301-2013架空输电线路无跨越架不停电跨越架线施工工艺导则》C.2绝缘绳网长度La应满足：

La>Bw/sinα+B/tanα+2Lb

式中：La——封网绳长度；

Bw——被跨越电力线路两边线的水平距离，10.4m；

B——导线的封网宽度，12.4m；

α——新建线路与被跨越线路的交跨角，23°；

Lb——封顶网装置伸出被跨越电力线路的保护长度，取值宜为20~40m。绝缘绳网临塔侧的网端与被跨电力线的垂直高度越大，则取值越大，本文取40m。

（2）根据现场勘察测得220kV东葵甲乙线N2-N3对110kV古谢乙丙线的交叉跨越角度为23°，被跨越的110kV古谢乙线、110kV古谢丙线导线两边线的水平距离为10.4米。则计算结果如下：

La=10.4/sin23°+12.4/tan23°+2×40=135.83m

（3）根据计算结果取封网长度为136米满足要求。

4.1.3封顶网装置参数选择

根据跨越档内参数及封网长度计算结果，本封顶网装置密度采取每隔1.5米一道，封顶网弧垂按8.0m状态安装，取25m一根。封顶网装置选择时，既要满足电气性能的需求，又要满足机械性能以及操作施工方面的需要，根据行业内现有各种绳索相比，迪尼玛绳具备强度高、重量轻、绝缘性良好等特征，选择迪尼玛绳作为封顶网装置的绝缘网较为合适，本次封顶网的承载索利用220kV东葵甲乙线N2-N3档下相导线（LGJ-500/45）作为承载索，其技术参数如表2所示，封顶网主要由绝缘网、挂扣、钢丝等组成，封顶网加载在承载索（单根）上的单位长度重力，其大小可以现场实测可得，见表3。

表2封顶网装置技术参数

表3封顶网主要技术参数

4.2封顶网装置安全计算

4.2.1承载索初张力计算：

（1）现场实测220kV东葵甲乙线N2-N3档下导线弧垂为26.76m，N2-N3档导线下横担悬挂点高差为61.0m，根据弧垂计算公式：

式中：f0——承载索初始状态弧垂，26.76m；

l——跨越档水平档距，570m；

w0——承载索单位长度重量，16.88N•m；

φ——跨越档高差角；

0——承载索初始状态水平张力，N。

由此计算得出承载索初张力H0=25773N=25.773kN。

4.2.2封网后的弧垂计算

（1）封顶网安装后承载索的张力计算：

式中，H1——封网后的承载索水平张力，N；

w1——承载索安装封网装置后单位长度的重力，21.93N/m；

K1——安装封网绳后，跨越档承载索长度增大系数；

S——承载索截面积，mm2；

E——承载索弹性模量，N/mm2。

（2）K1值的基本计算公式为：

式中，ai——自承载索悬挂点（即封顶网起点）到封顶网终点的距离，即封顶网长度，136m。

套入公式计算得出安装封顶网后，承载索的水平张力为31.286kN。

将以上计算结果套入弧垂计算公式得出封顶网安装后承载索弧垂值为f1=28.64m。

4.2.3架线工况张力计算和弧垂验算：

（1）根据档内导线任意点弧垂计算公式：

式中：f1——封顶网安装后承载索弧垂，m；

n——跨越点至近塔端水平距离，m；

L——跨越档档距，m。

根据跨越档档内参数表数据套入任意点弧垂计算公式计算得出封网前交叉跨越点弧垂值为fr0=23.53m，封网后承载索交叉跨越点弧垂值为fr1=25.18m。

结合封顶网安装弧垂可得封网后对110kV古谢乙丙线地线最小净空距为16.35m，满足安全距离要求。

（2）跨越档跨越施工导线张力计算公式如下：

式中：w——新导线单位长度质量，20.79N•m；

N——中横担导线悬挂点对跨越物的高度，m；

y——架空线对跨越物的净空距离，m。

跨越架线施工过程中为避免导线磨封顶网，需保持对网面不小于2.0m的安全距离，即y≥18.35m，由此得出导线架设过程中交叉跨越点控制弧垂fk≤36.68m。

在控制弧垂点该跨越档导线展放的水平张力计算得出为20.42kN，架线过程中保持张力机出口张力在21kN~22kN范围内进行中导线展放作业，满足对封顶网距离大于2.0m，避免架线工况下导线磨网绳，同时满足对带电线路的安全距离。

图3弧垂计算示意图

4.3封网方法分析

从跨越架线施工实践中遇到的问题来看，不是任何运行中的电力线路都可以做到不停电跨越施工的。由于跨越运行中的110kV及以上的高电压等级线路，是高风险、高投入的施工，因此，要采取不停电跨越的施工方法，必须具备一定的条件。这些条件包括：工程设计时对地形地势利用的考虑，要有利于跨越施工；设计参数除了满足运行以外，要考虑施工因素，满足跨越施工操作的需要；跨越施工时气象条件的影响；跨越施工方法和施工机具的选择等等。

从目前的电力发展现状，旧线路改造项目日益增多，针对改造线路在跨越110kV以上电压等级的线路时，被跨越线路无法全停或者停电工期无法满足施工需求时，通过对现场深入的勘查、测量、核算，在满足地利、气象以及相关数据满足安全规范要求情况下，可选择利用旧导地线封网跨越带电线路架线施工方法，该施工方法主要的特点是：封网时间短，跨越费用低，被跨越物在线路施工过程中不受影响。

五、结束语

带电跨越施工是一项高风险、高投入的施工。要降低施工安全风险，电网建设的参建各方都应建立一个新的观念，即不停电跨越架线不单单是施工单位的责任，而应建立一个系统工程的观念，需要从工程的建设规划、勘测设计、施工方案等进行系统的协调配合。为了实现安全施工，施工单位应研究实施新工艺技术，研究采用新工具。通过电网建设各方的共同努力，为顺利实施不停电跨越架线施工创造条件。

参考文献

[1]李博之.高压架空送电线路施工技术手册：架线工程计算部分（第三版）[M].北京：中国电力出版社，2008.