编制说明本计算为500kV肇花博输变电工程线路1标1段《张力架线施工方案》的计算部分。
根据对整个张力系统中的受力情况的计算,合理选择设备、工器具,确定施工方案,并在施工中控制牵张力,设置控制点,保证架线施工的安全,放线质量符合规范要求。
计算依据:1、广东电力设计院的设计资料(说明及架线施工图)2、《超高压输电线路张力架线施工工艺导则》(SDJ226-87)3、《高压架空输电线路施工技术手册》(架线工程计算部分)4、《110—500千伏架空电力线路施工及验收规范》(GBJ233-90)5、电力部颁布的《电力建设安全工作规程》(架空电力线路部分)6、500kV肇花博工程线路1标1段《施工组织设计》一、技术参数1、本工程导、地线机械特性参数2、本工程OPGW光缆技术参数2、放线施工段本工程导线、地线、OPGW光缆同期采用张力放线,共分二个放线施工段。
二、主要机具的选择根据《超高压架空输电线路张力架线施工工艺导则(SDJJS2-87)》,机具选择如下: 1、主牵、张设备的选择 ――主牵引机额定牵引力:P ≥m ×K P ×T P (式2-1) 其中:m :同时牵放子导线根数,m =4K P :主牵引机额定牵引力的系数,一般0.25~0.33,本工程取K P =0.33 T P :被牵放导线(ACSR-720/50导线)的保证计算拉断力(N ),经查T P =162.07kN这样:P ≥4×0.33×162.07≥213.94kN――主张力机单根导线额定制动张力:T =K T ×T P (式2-2)其中:K T :主张力机单根导线额定制动张力的系数,一般取0.17~0.2,,本工程取K T =0.2 这样:T =0.2×162.07=32.42kN根据计算结果,我公司已有的加拿大天柏伦25t 主牵引机,4×5t 主张力机可满足要求。
2、主牵引绳、导引绳的选择――主牵引绳的选择应与主机的选择配套,使用抗扭结构钢丝绳。
其综合破断力Q P 应满足:Q P ≥53×m ×T p (式2-3) 这样:Q P ≥53×4×162.07≥388.97kN――导引绳应与牵引绳配套,使用抗扭结构钢丝绳。
其综合破断力Q P 应满足:P P ≥41Q P (式2-4) 这样:P P ≥41×388.97≥97.25kN根据计算结果,我公司已有的主牵引绳□28及导引绳□15均可满足要求。
3、小牵、张机的选择――小牵张机应与牵引绳配套。
额定牵引力P 应满足:P ≥ 101Q P (式2-5)这样:P ≥ 101×388.97≥38.90kN――小张力机应与牵引绳配套。
额定制动张力满足:t ≥ 151Q P (式2-6)这样:P ≥ 151×388.97≥25.94kN根据计算结果,我公司已有的河南博大机械厂5t 小牵引机、4t 小张力机可满足要求。
4、 所选主要机具性能三、张力机制张力控制值与牵引机牵引力过载保安值的计算1、张力机制张力计算――张力放线过程中,维持架空线对档内跨越物的净空距离所需该档架空线的水平张力Hi 根据《超高压架空输电线路张力架线施工工艺导则(SDJJS2-87)》的规定及施工经验,在张力放线过程中,架空线对档内跨越物的垂直净空距离应不小于下表要求。
采用斜抛物线法计算放线段内各档所需的水平张力Hi:图3-1(1)对于图3-1(a )所示的线档,可决定距右侧(牵引侧)悬挂点B 水平距离为n 处的架空线对跨越物净空距离y 符合表3-1要求时所需的水平张力Hi :Hi =ϕϕsin 2cos )2)(n y N wn L n +--( (式3-1)(2)对于图3-1(b )所示的线档,可决定距右侧(牵引侧)悬挂点B 水平距离为n 处的架空线对跨越物净空距离y 符合表3-1要求时所需的水平张力Hi :Hi =ϕϕsin 2cos )2)(n y N wn L n ---( (式3-2)其中:1ϕ=tg -1Lh1ϕ:线档两悬挂点高差角Hi :所需的架空线水平放线张力,N w :架空线单位长度自重力,N/m L :线档的档距,m h :线档两悬点的高差,mN :线档右侧(牵引侧)悬挂点对跨越物的高度,m n :某跨越物距右侧(牵引侧)悬挂点的水平距离,m y :架空线对跨越物的垂直净空距离,m (满足表3-1要求)――各档架空线所需的水平张力Hi 与张力机的对应制张力Ti 的计算B(a)(b)采用斜抛物线法计算放线段内各档对应的张力机制张力Ti :Ti =)cos cos cos cos cos (ii 11332221111ϕεϕεϕεϕεϕωε右f h h h h Hi i i i i i ------±±±±- (式3-3) 其中:f 右i =222)cos 21(cos 8ii i ii Hi L h Hi L ϕωϕω±1ϕ=tg -111L h 2ϕ=tg -1 22L h3ϕ=tg -1 33L h …i ϕ=tg -1 ii L h1ϕ、2ϕ、3ϕ…i ϕ:1、2、3…i 各线档悬挂点高差角h 1、h 3、h 3 …h i :1、2、3…i 各线档悬挂点高差,牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时h 1、h 3、h 3 …h i 前的“±”号取“+”号,反之取“-”号Li :i 号线档的档距,mHi :张力放线时,i 号档所需的架空线水平放线张力,N Ti :与Hi 对应的张力机制张力(对于每根子导线),N w :架空线单位长度自重力,N/mε:放线滑车对架空线的阻力系数,一般取1.015――张力机的制张力控制值根据(式3-1)或(式3-2)和(式3-3)计算出各档所需的水平张力Hi 和相对应的制张力Ti (对于每根子导线),在各制张力中取最大值(T i )max ,作为张力放线过程中张力机制张力的控制值,该线档为张力控制档。
2、牵引机牵引力过载保安值的计算――张力放线段内,架空线由张力机牵放到各塔放线滑车时,牵引绳的轴向张力Pi 的计算Pi =)()(m 32211max i i i i i h h h h m Ti εεεεωε±±±±+-- (式3-4)其中:Pi :架空线由张力机牵放到i 号塔放线滑车时,牵引绳的轴向张力,N (T i )max :张力机的制张力,N m :架空线子导线的根数w :架空线单位长度自重力,N/mε:放线滑车对架空线的阻力系数,本工程取1.015h 1、h 3、h 3 …h i :1、2、3…i 各线档悬挂点高差,牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时h 1、h 3、h 3 …h i 前的“±”号取“+”号,反之取“-”号――张力放线段内,架空线由张力机牵放到各塔放线滑车时,牵引机的牵引力P qi 的计算P qi =)()(1032211000++--+--+---±±±±±+n i i i n i i n i i n in h h h h h Pi εεεεωε (式3-5)其中:P qi :架空线由张力机牵放到i 号塔放线滑车时,牵引机的牵引力,N n :放线段通过的杆塔数w 0:牵引绳单位长度自重力,N/m0ε:放线滑车对牵引绳的阻力系数,本工程取1.01h i +1、h i +2、h i +3:i +1、i +2、 i +3号线档悬挂点高差,牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时h i +1、h i +2、h i +3前的“±”号取“+”号,反之取“-”号――牵引机牵引力过载保安值根据(式3-4)和(式3-5)计算出架空线由张力机牵放到各塔放线滑车时,牵引机的牵引力P qi ,取其中最大值(P qi )max +10000N ,作为张力放线过程中牵引机牵引力过载保安值。
3、本工程张力机制张力控制值与牵引机牵引力过载保安值的计算结果图3-2 第一放线段导线展放状态示意图张力机张力场牵引场图3-3 第二放线段导线展放状态示意图本工程张力放线,张力机制张力控制值与牵引机牵引力过载保安值的计算结果如下表:张力场牵引场(1)第一放线段地线展放(2)第一放线段牵引绳展放(3)第一放线段导线展放(4)第二放线段地线展放(5)第二放线段牵引绳展放(6)第二放线段导线展放四、放线过程中包络角的计算1、架空线的悬垂角的计算(采用斜抛物线法计算) (1)按如图3-1(a )所示悬挂点A 处架空线的悬垂角为:θA = tg -1(lhH lw +ϕcos 2) (式4-1)悬挂点B 处的架空线悬垂角为:θB = tg -1(lhH lw -ϕcos 2) (式4-2)(2)按如图3-1(b )所示悬挂点A 处架空线的悬垂角为:θA = tg -1(lhH lw -ϕcos 2) (式4-3)悬挂点B 处的架空线悬垂角为:θB = tg -1(lhH lw +ϕcos 2) (式4-4)θA 、θA ——放线滑车前后侧导线的悬垂角,(°);l 1、l 2——所求塔的前后侧的档距,m ;h 1、h 2——所求塔前后侧导线悬挂点高差,m ;当相临塔悬挂点较低时取“+”号,较高时取“-” 号。
2、包络角的计算(1)转角塔的包洛角计算cos ϕ=cos(θA +θB )-[ cos(θA +θB )+ cos(θA -θB )]sin 22α(式4-5) 或 cos ϕ=cos(θA +θB )-2cos θA cos θB sin 22α 当转角塔挂双滑车时,包络角计算式为 cos ϕ=cos(θA +θB )-[ cos(θA +θB )+ cos(θA -θB )]sin 24α(式4-6) 或 cos ϕ=cos(θA +θB )-2cos θA cos θB sin 24α ϕ——导线在滑车上的包洛区间所对的圆心角,称为包洛角,(°); α——滑车的水平转角。
当挂单滑车时,滑车的水平转角为线路水平转角;当挂双滑车时,每个滑车的水平转角均为线路水平转角之半,(°)。
(2)直线塔的包洛角计算在转角塔包洛角计算公式中,令线路转角α等于零,则直线塔放线滑车包洛角φ的计算式为: cos ϕ=cos(θA +θB ) (式4-7)五、直线塔及耐张塔挂双滑车的判断每一基杆塔的每一相(避雷线为每一线)导、地线一般挂一个多轮或单轮放线滑车,是否要挂双滑车放线可按下述条件验算。
(1)垂直于放线滑车轴的荷载超过其承载能力时,应挂双滑车。