特高压单柱组合塔软跳线配套金具的研制_赵宇田.pdf

/2023.05特高压单柱组合塔软跳线配套金具的研制赵宇田(中国电建集团四平线路器材有限公司)摘要:特高压单柱组合塔软跳线配套金具主要应用在特高压双回输电线路工程的换位塔上，是一种软跳线结构，该成果最早应用在 1000kV 淮南-上海特高压交流输电示范工程中，应用成功后被某公司输变电工程通用设计所采用并推广使用。本文介绍了特高压单柱组合塔软跳线配套金具的研制过程及设计方法。关键词:1000kV;软跳线;特高压;组合塔;金具0引言单柱组合耐张塔由于塔头间隙不受跳线弧垂限制，可有效降低塔高及减小塔身尺寸，节约塔材，提高线路的安全可靠性能。而软跳线配套金具是实现其功能的核心部件1。1单柱组合耐张塔软跳线的技术特点及要求与国内输电线路中广泛使用的软跳线相比，单柱组合塔软跳线具有一定的特殊性，主要体现在:(1)软跳线布置在两个单柱塔之间，通过拉紧跳线串使跳线产生一定张力，从而控制跳线及跳线串带电体部分与塔身的电气间隙。因此该结构跳线比相同条件下输电线路使用的软跳线张力大。1000kV 特高压软跳线要求倾斜角为 65左右，大风时不小于49，软跳线对跳线串的拉力随气象条件和转角度数产生相应变化，每根跳线的张力在 7 35kN 之间，单根跳线最大达 10kN。(2)跳线经过悬垂线夹后两侧的跳线之间的夹角较小，为避免该夹角过小造成跳线损伤，悬垂线夹要有足够曲率半径和悬垂角，悬垂线夹的单侧的悬垂角的变化范围为 38 56。(3)新研制的金具满足相关标准及规范的要求。2研制内容2.1导线耐张金具串及其配套金具的研制传统的导线耐张金具串中，通过耐张线夹的引流线夹固定软跳线，软跳线无张力，主要是承受自重、风载等外力，耐张线夹的引流板承受拉力不大于 2kN，而单柱组合耐张塔的软跳线要求拉力达10kN 以上，耐张夹的主体铝管或钢锚也难以承受如此大的拉力，需对耐张线夹进行重新研制或改变串型结构2。2.2软跳线斜拉串及其配套金具的研制特高压输电线路调平悬垂串的最大转角为 40，而软跳线斜拉串倾斜角达到65，不能满足使用要求;悬垂串中采用的悬垂线夹的悬垂角一般为 25，重冰区为 33，也不能满足使用要求，两方面都需重新研制。2.3跳线间隔棒的选择由于跳线具有一定张力，需对跳线间隔重新评估，以保证跳线的安全运行。3结构设计3.1单柱组合塔软跳线专用耐张串的设计在跳线安装时，由于放线的正常误差、塔位变化引起的整个跳线装置夹角的变化以及拉线时拉力的正常变化等因素引起各跳线的各子导线间张力不平衡。在跳线不带张力时，每根子导线处于自然状态进行安装，安装完成后再通过间隔棒进行整形，使跳线整体整齐美观。但引流线带张力时，可能使导线的张力过于集中于某一两根导线，使整个跳线的形状发生不规则的变化，无法通过间隔棒进行很好的整形3。同时，耐张串在跳线受力不平衡时会造成耐张串子导线所连接的三角联板的扭转。因此，跳线的子导线长度在安装时要求能够进行一定的调节，以平衡各子导线间的张力平衡。而沿用原结构，引流线夹还要承担导流的功能，很难对跳线长度进行调节。所以导线耐张串采用了跳线的导流和受力两种功能的分离的方法进行重新设计，采用了全新的引流方式，这样可以沿用常规的耐张线夹，整体结构如图 1 所示。23电气技术与经济/研究与开发2023.05/图 1软导线试验整体布置图跳线的拉力不再作用于耐张线夹的引流板上，而是在耐张线夹的前端设一钢制挂点，跳线末端采用常规的耐张线夹固定后，将跳线直接挂于钢制挂点上。跳线和导线之间通过特殊设计的引流导线将导线及跳线的耐张线夹端子板连接起来，引流导线只承担导流的功能，不承受张力。我们在设计时，将位于同一平出线平面的两个出线挂点设计在同一根子导线的连接金具上，为避免各子导线受力的不平衡问题，我们采用了两根拉板将拉力过渡到没有挂点的子导线上，以达到各子导线间的受力平衡。为了方便安装，克服在软跳线因计算和放线过程中的误差导致的各子跳线间张力不平衡的问题，在跳线末端的耐张线夹与耐张串上的挂点之间增加一个可以进行长度调节的花栏螺栓。在成型试验的过程中，花栏螺栓起到了很好的调节作用。专用耐张串引流出线结构图如图 2 所示，组装试验照片如图 3 所示。图 2专用耐张串引流出线结构图33电气技术与经济/研究与开发/2023.05图 3专用耐张串引流出线照片3.2单柱组合塔专用软跳线斜拉串的设计跳线串在设计时主要考虑挂点处场强畸变、电晕、跳线弯曲半径、经济性和运行检修等因素。悬垂串采用两串单挂点 I 型串，略呈八字型，这样可提高跳线整体的安全性，同时减小悬垂线夹的悬垂角，降低制造难度，悬垂线夹出口处角度和跳线弯曲半径减小，场强畸变小。软跳线斜拉串采用了重量较轻的复合绝缘子，减小了跳线张力。跳线的整体结构图如图4 所示，软跳线斜拉串的结构如图 5 所示。图 4跳线结构图图 5软跳线斜拉串的结构图按照斜拉串的角度，考虑未来工程不同跳线的变化及一定的安全裕度，悬垂线夹的悬垂角定为 42，线槽曲率半径为 340，破坏载荷不小于 40kN。由于悬垂线夹的悬垂角过大，不适合安装护线条，安装时采用铝包带对导线对进行保护。悬垂线夹的结构图如图 6 所示。43电气技术与经济/研究与开发2023.05/图 6悬垂线夹的结构图调平联板设计时充分利用了跳线张力较小这一特点，采用全刚性结构，上下两块联板采用两套刚性拉板连接起来，每侧采用两个螺栓进行组装。悬垂线夹在各个方向的偏转角按 30设计。联板结构图如图 7所示，组装试验照片如图 8 所示。图 7联板的结构图图 8联板组装试验照片3.3跳线间隔棒的选择由于跳线具有一定张力，为保证跳线的安全运行，同时考虑整体的经济性，间隔棒直接采用输电线路的导线间隔棒。4结束语本次研制的是一种软跳线结构，为实际工程的设计提供了一种跳线选择，该成果最早应用在 1000kV淮南-上海特高压交流输电示范工程的换位塔上中，应用成功后被 国家电网有限公司输变电工程通用设计所采用，并推广使用。参考文献 1程应镗送电线路金具的设计安装试验和应用 M 北京:水利电力出版社，1989 2董吉谔 电力金具手册 第 3 版 M 北京:中国电力出版社，2010 3GB/T 2314-2008，电力金具通用技术条件 S(收稿日期:2023-03-27)53电气技术与经济/研究与开发