架空輸電線路導(dǎo)地線架設(shè)施工技術(shù)要點分析

嘉興市恒光電力建設(shè)有限責(zé)任公司 杜九江

據(jù)國家能源局公布的相關(guān)數(shù)據(jù)：2022年我國用電量高達8.6372萬億kWh，同比增長3.6%，且城鄉(xiāng)居民生活用電量1.3366萬億kWh。同時，6000kW以上電廠發(fā)電設(shè)備具有3687h利用時間，電網(wǎng)工程建設(shè)投資額5012億元，由此表明電力發(fā)展對國家經(jīng)濟以及民生質(zhì)量有著重要影響。為提升線路連接質(zhì)量，提高供電服務(wù)水準(zhǔn)，應(yīng)有效應(yīng)用架空輸電線路導(dǎo)地線架設(shè)施工技術(shù)，滿足電力建設(shè)需求。

1 架空輸電線路導(dǎo)地線架設(shè)施工標(biāo)準(zhǔn)

1.1 架設(shè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

架空輸電線路導(dǎo)地線架設(shè)施工工作應(yīng)滿足一定標(biāo)準(zhǔn)，繼而提升施工質(zhì)量，促使架設(shè)后導(dǎo)線與地線等線路均能表現(xiàn)出正常運行功能。通常在架空輸電線路架設(shè)作業(yè)期間，要求所選擇的導(dǎo)地線等纜線務(wù)必具備優(yōu)良導(dǎo)電性，因其架設(shè)區(qū)域內(nèi)多遭受雷雨天氣，為避免出現(xiàn)導(dǎo)地線運行異常問題，應(yīng)確保所選導(dǎo)地線材料務(wù)必具備抗風(fēng)壓、抗冰雪荷載、耐腐蝕作用。

目前，導(dǎo)地線適合材質(zhì)多以銅鋁鋼多股纜線為主，又或是選用鍍鋅鋼絞線。同時，在實際架設(shè)期間無論是導(dǎo)地線的布置還是連接，都需要先行考慮是否符合施工質(zhì)量、外觀質(zhì)量以及運行質(zhì)量要求，即連接后運行的架空輸電線路能夠持久穩(wěn)定供電，并且也須控制好接觸電阻，一般接觸電阻較大，易產(chǎn)生斷電后果。而在導(dǎo)地線出現(xiàn)發(fā)熱或是機械性能不達標(biāo)問題時，也更容易引起導(dǎo)地線斷線狀況。因此，務(wù)必以質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)予以有效架設(shè)。

1.2 架設(shè)方式標(biāo)準(zhǔn)

在施工人員架設(shè)導(dǎo)地線時，常用對接與搭接方式，且每一種架設(shè)方式都具有明確規(guī)定。以對接架設(shè)方式為例，要求導(dǎo)地線連接時線頭需在穿管中相互接觸，且線頭前端應(yīng)重合于管口。至于搭接方式，要求管口內(nèi)至少留取10mm裸露線頭，并壓接20mm，確保襯墊兩端具有相同露出長度。而且在壓接施工中還常使用液壓形式，圍繞下述公式確定對邊距（s），由此保障壓接質(zhì)量：s=0.886kD+0.2，其中k、D分別表示壓接管六邊形壓接系數(shù)（鍍鋅鋼絞線以及截面積＜720mm2的導(dǎo)地線多取值0.993，其余取值0.997）、壓接管外徑。

1.3 架設(shè)一般規(guī)定

為促使導(dǎo)地線順利架設(shè)在架空輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)上，還須滿足一般規(guī)定。如施工人員應(yīng)持證上崗，且聽從專人指揮，檢查好材料質(zhì)量后，可在架設(shè)現(xiàn)場加固拉繩，同時不能突然剪斷導(dǎo)地線。采用跨越架架設(shè)技術(shù)時還需將跨越架中心設(shè)定在輸電線路中心線處，兩端保留1.5m寬度空間，而后選擇在晴天予以架設(shè)。為維護施工安全，要求施工人員嚴格遵守相關(guān)規(guī)范確定施工路徑[1]。

1.4 參數(shù)控制要求

在施工人員架設(shè)導(dǎo)地線時，理應(yīng)合理控制相關(guān)參數(shù)，明確具體影響因素，即檔距受地形、樹木、房屋等影響。輸電距離與線路規(guī)劃、容量供需關(guān)系有關(guān)。至于導(dǎo)地線掛點高差引導(dǎo)線型號、鐵塔類型差異有所不同，同時根據(jù)不同參數(shù)下地線感應(yīng)電流摸索架設(shè)規(guī)律，在以感應(yīng)電流（Ie）為評估標(biāo)準(zhǔn)時，可以結(jié)合下列公式予以計算：Ie=Ue/jwL+R+Rg、Ue=jwMABI，其中：Ue為感應(yīng)電壓；j、w為相關(guān)系數(shù)，L、R、Re分別表示距離、導(dǎo)線電阻、接地電阻，I為交變電流；MAB為互感。

此外，由于感應(yīng)電流與導(dǎo)線弧垂也存在相關(guān)性，故而在考慮地線損耗應(yīng)力時也要綜合弧垂參數(shù)予以確定。如在連續(xù)檔中可參照下述公式確定檔距下對應(yīng)弧垂（fpx），進而掌握導(dǎo)地線運行應(yīng)力變化特征。經(jīng)過受力分析方法可促使各參數(shù)更符合具體工況：、tanβ=Δh/l、，其中：fx、lp、l、fp、β分別表示觀測點觀測檔電線弧垂、檔距、觀測檔位、代表檔距下最大弧垂、觀測檔高差角，△h表示導(dǎo)地線掛點高差，σ0代表測量時弧垂最低點應(yīng)力，x表示弧垂觀測點到0點對應(yīng)水平間距，γ0是實測時電線比載。

在導(dǎo)地線架設(shè)施工期間，只有符合上述多則標(biāo)準(zhǔn)，才能最大化展現(xiàn)架設(shè)施工技術(shù)優(yōu)勢，同時也能在遵守一般規(guī)定、質(zhì)量要求以及合理控制參數(shù)下出具完善架設(shè)施工方案。另外，在確定具體架設(shè)施工方案時，還須從經(jīng)濟性、可操作性、安全性等多個方面擇優(yōu)而選。

表1 不同條件下弧垂與檔距相關(guān)性分布情況（數(shù)據(jù)屬于仿真分析結(jié)果）

2 架空輸電線路導(dǎo)地線架設(shè)施工技術(shù)要點

2.1 跨越架架設(shè)施工技術(shù)

架空輸電線路導(dǎo)地線架設(shè)施工階段，關(guān)于導(dǎo)地線的布置應(yīng)采用跨越架技術(shù)予以架設(shè)。本公司在承建110kV蒲寧輸電線路工程施工時，因跨越檔間距為235m，導(dǎo)致在架設(shè)導(dǎo)地線時難度較大，為盡快完成架設(shè)任務(wù)，筆者提出在工程中采用跨越架架設(shè)技術(shù)，在尚未引發(fā)重大斷電事故前成功架設(shè)導(dǎo)地線。在以跨越架作為導(dǎo)地線架設(shè)工具時，還須在架設(shè)導(dǎo)地線的桿塔結(jié)構(gòu)兩端分別安裝滑輪，同時為消除施工風(fēng)險，可以選擇在西側(cè)相距掛線點75m位置上確定滑輪安裝點位，而后在地線連接處安裝滑輪輪槽，并連接鋼絲繩，以便在滑輪作用下快速牽引導(dǎo)地線。一般在以滑輪構(gòu)建跨越架時，還要建立架設(shè)班組，在專人下拉下運行滑輪[2]。

另外，還應(yīng)在牽引繩助力下將導(dǎo)地線拉伸到指定位置，而后完成連接并進行架設(shè)操作，即將120kV專線牽引到某特定掛點，之后有序搭設(shè)導(dǎo)線。至于此工程中地線架設(shè)作業(yè)，應(yīng)當(dāng)在150m處固定鋼絞線，并將其與地面進行連接。經(jīng)過跨越架順利搭設(shè)后將形成完整導(dǎo)地線架設(shè)結(jié)構(gòu)。同時，在架設(shè)導(dǎo)地線時還需控制好導(dǎo)地線弧垂最低點處最大張力（Tmax），且符合下列關(guān)系，以此提高導(dǎo)地線架設(shè)施工安全水平：，式中：Tp、Ke分別表示導(dǎo)地線拉斷力和導(dǎo)地線設(shè)計安全系數(shù)（多＞2.5），而且懸掛點Ke宜高于2.25，地線Ke＞導(dǎo)線Ke。

而且在本工程中因場地運輸條件有限，所以在布線環(huán)節(jié)合理布置線盤，并將布線裕度控制在3%以內(nèi)，接頭時筆者在技術(shù)人員指引下按照導(dǎo)線規(guī)格特征和捻向差異選擇在非同一耐張段連接導(dǎo)線，并將線盤放置在寬廣場地內(nèi)。組裝絕緣子串階段，還專門在該工程內(nèi)使用雙輪放線滑車和牽引繩，檢查好滑車無質(zhì)量問題后，按照標(biāo)準(zhǔn)的放線方式借力架設(shè)導(dǎo)線。在筆者所在單位承辦的多個電力工程中，均按照同步搭設(shè)跨越架、布置牽引場地、安放滑車，而后展放引繩、連接導(dǎo)地線、緊拉導(dǎo)地線、掛線、質(zhì)檢步驟架設(shè)導(dǎo)地線，確保工程中鋪設(shè)的導(dǎo)地線符合安全與質(zhì)量雙重施工要求。

2.2 安全網(wǎng)架設(shè)施工技術(shù)

架設(shè)導(dǎo)地線時理應(yīng)采用安全網(wǎng)架設(shè)施工技術(shù)增強架設(shè)施工安全性。首先，因架設(shè)導(dǎo)地線屬于高空作業(yè)，尤其是架空輸電線路導(dǎo)線連接工作，需要電工（施工人員）前往桿塔頂端結(jié)合施工方案有序搭設(shè)線路，故而在現(xiàn)場務(wù)必做好安全防護工作，即在施工段范圍內(nèi)先行架設(shè)安全網(wǎng)，同時控制好高度參數(shù)。

在本公司承建某220kV架空輸電線路工程中，在17m路基垂直開挖距離下現(xiàn)場凈空距離15m，此時最小安全凈空距離應(yīng)在6m左右，且垂直向施工安全高度不宜高于9m[3]。在此條件下還應(yīng)當(dāng)提前布置好安全保護網(wǎng)。施工人員在以絕緣繩穿插導(dǎo)線時，應(yīng)當(dāng)進行緊密合作，而且安裝鋼絲繩時，還應(yīng)當(dāng)將間距控制在8m，水平距離10m，以此在鋼絲繩交叉分布狀態(tài)下可供施工人員安全作業(yè)。

其次，施工人員在架設(shè)地線時，應(yīng)當(dāng)實施落地施工，即利用線夾確定好地線連接位置，并予以懸掛，而且還需要注意導(dǎo)地線接頭平滑度，到達指定連接位置后，需要制定邊導(dǎo)線保護網(wǎng)，即通過云梯加固鋼絲繩，此時地線架設(shè)前鋼絲繩還要盡量保持8m以內(nèi)的距離；最后，施工人員之間應(yīng)進行分工，包括鋼絲繩拆除者、導(dǎo)地線連接檢查者、線路輔助交付者，從而在合力下既能保障施工進度，又能維持現(xiàn)場安全，預(yù)防高空墜落等危險事件。

2.3 張力架線施工技術(shù)

導(dǎo)地線架設(shè)施工時，施工人員亦可采用張力架線形式連接導(dǎo)地線，此時為了提高纜線材料利用率，通常需要根據(jù)下列公式計算出最佳施工段第i線路檔位具體長度（Li），以便達到綠色架設(shè)目的：

其中：li、φi、w、Hi具體指代施工段第i線路檔位具體檔距、懸掛點到水面夾角、線材重力、水平放線張力。h放線檔兩懸掛點高度差，L為放線檔檔距。另外，在確定好線材長度后還需準(zhǔn)確分析雙放線滑車承載力（Q），并符合下列關(guān)系，而后才能在放線滑車輔助下實現(xiàn)張力架線，通過張力作用完成架設(shè)任務(wù)：Q＜nLvW，其中n、Lv、W表示分裂導(dǎo)線數(shù)量、垂直檔檔距、單位長度線材重力。

當(dāng)以張力架線方法架設(shè)導(dǎo)地線時相關(guān)參數(shù)滿足相關(guān)要求后，還按照下列順序予以施工，并且需要提前準(zhǔn)備好額定牽引力（P）符合下列規(guī)定的牽引機：P≥mKPTP，其中，m、Kp、Tp表示牽引機作用下導(dǎo)地線牽放作業(yè)導(dǎo)線數(shù)量（根）、相關(guān)系數(shù)、被牽放時導(dǎo)線保證計算拉斷力。與此同時，還選擇與現(xiàn)場工況相契合的張力機、地錨等工具。要求10%張力機牽引繩綜合破斷力低于額定制動張力。隨即確定好張牽場地后架設(shè)導(dǎo)地線。導(dǎo)地線放線時，施工人員還需結(jié)合風(fēng)力動力學(xué)原理對導(dǎo)地線抗壓能力予以分析，一般在5級以上風(fēng)力條件下暫緩施工，以便在張力與牽引力作用下導(dǎo)地線能達成質(zhì)量與安全施工目標(biāo)。

2.4 引繩展放施工技術(shù)

實際上，影響架空輸電線路導(dǎo)地線架設(shè)施工水平的關(guān)鍵因素是引繩展放質(zhì)量。通常包含滑翔傘展放、飛艇展放以及無人機展放。其中，以滑翔傘展放引繩時，需在滑翔傘上連接長3100m的迪尼瑪繩，而后隨著滑翔傘飛行方向的調(diào)整順利將引繩展放到500kV高壓線塔上，后飛艇展放作為新型導(dǎo)地線架設(shè)技術(shù)，具體可使用8.5m長，2.2m高，載重15kg的飛艇搭配徑長6mm尼龍繩予以展放作業(yè)，能隨時結(jié)合飛行軌跡確定展放路徑，根據(jù)相關(guān)研究飛艇最長可達到1296m展放距離。

本文則推薦應(yīng)用更為普遍且成本相對小的智能無人機展放施工技術(shù)，此技術(shù)能利用平飛、垂直起飛、懸停等方式實施有效展放。比如可以在無人機處連接迪尼瑪繩（2mm），而后在飛行期間將引繩展放到塔頂，并在指揮人員引領(lǐng)下確定飛行高度等參數(shù)，從而提高導(dǎo)地線展放效率。

2.5 導(dǎo)地線壓接施工技術(shù)

壓接施工技術(shù)是較為常見的一種導(dǎo)地線搭接工藝。為保證在壓接作業(yè)下導(dǎo)地線能保持良好性能，理應(yīng)在施工前開展試爆試驗，即通過對導(dǎo)線和地線試件使用炸藥記錄導(dǎo)地線變形情況，由此判定壓接施工技術(shù)適用性。如使用60mm×90mm×50mm的450g炸藥對地線進行試驗，可發(fā)現(xiàn)壓接管僅有微小收縮反應(yīng)，而以52mm×320mm×65mm同藥量炸藥包對導(dǎo)線進行試驗發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)明顯燒傷與彎折現(xiàn)象，表示此試驗中地線達標(biāo)，但導(dǎo)線不適合應(yīng)用壓接技術(shù)。

經(jīng)過準(zhǔn)確判定適用性后需根據(jù)施工準(zhǔn)備→斷線→定位標(biāo)注→清洗→穿管→壓接→施工后檢查順序?qū)?dǎo)地線予以壓接，而且在進入鋁管時施工人員還需在架設(shè)時在管口內(nèi)部涂導(dǎo)電脂材料，自此實現(xiàn)壓接管拉力均勻分布，之后結(jié)合施工圖紙調(diào)整導(dǎo)地線壓接施工點位，壓接牽引管時應(yīng)至少形成200mm有效壓接長度，對應(yīng)的破斷載荷需高于60%導(dǎo)線額定拉斷力，液壓機應(yīng)保持80MPa壓力值（300t重型設(shè)備），并且在重疊壓接施工時需形成5mm以上重疊寬度，以便導(dǎo)地線壓接后能正常運行。

綜上，架空輸電線路導(dǎo)地線架設(shè)施工階段應(yīng)遵循架設(shè)方式、架設(shè)質(zhì)量以及相關(guān)參數(shù)要求、一般規(guī)定等標(biāo)準(zhǔn)，同時需在施工期間重點應(yīng)用跨越架架設(shè)、安全網(wǎng)架架設(shè)、張力架線、引繩展放以及導(dǎo)地線壓接施工技術(shù)，以便在架設(shè)技術(shù)輔助下優(yōu)化導(dǎo)地線架設(shè)施工效果，為我國電力工程現(xiàn)代化建設(shè)奠定有力基礎(chǔ)。