关于迪尼玛承力绳不停电跨越施工技术探析

摘 要：文章主要针对根据输电工程中采用迪尼玛承力绳不停电搭设跨越架的施工方法进行了相关分析探讨，就220kV花堤甲乙线工程中跨越220kV阳燕甲乙线、220kV燕瑶甲乙线施工进行举例说明。

关键词：输电线路；跨越；不停电；施工计算

前言

随着国内电网建设的迅速发展，在新建输电线路和旧线路改造的导地线架设中，交叉跨越运行电力线路的机会越来越多，常常遇到跨越各种障碍物，需要搭设跨越架线施工的情况。为保证用户的正常供电，避免停电造成的经济损失，保障电网运行的可靠性，减少高额的搭跨越架施工费用及占地的补偿费用，需要对满足条件的线路采用不停电搭设跨越架方法施工。

文章对使用迪尼玛承力绳不停电搭设跨越架的施工方法进行了举例分析探讨，保证带电跨越放线施工安全和质量，不影响对被跨越线路的安全正常运行，赢得很好的社会效益和经济效益。

1、跨越点概况

220kV花堤甲乙线25#－32#耐张段的30#－31#档跨越220kV阳燕甲乙线（双回共塔）333号－334号档、跨越220kV燕瑶甲乙线（双回共塔）18号－19号档。220kV花堤甲乙线25#－32#耐张段共长3244m，30#－31#档档距为269m，30#、31#塔型均为272EK-51/0011，220kV燕瑶甲乙线地线对地距离36m；220kV阳燕甲乙线地线对地距离27m。现场经实地测量和计算，满足采用迪尼玛承力绳不停电搭设跨越架的技术要求。

2、设备简介

2．1迪尼玛高强度承力绳

封顶网承载绳一般选用高强度迪尼玛（Dyneema）绝缘绳，它属于高性能、具有高结晶度的化学纤维，耐水、耐湿、耐大多数化学品、抗微生物腐蚀，在淡水和海水中都不会溶胀或水解；但其耐磨性较差，摩擦发热易导致迪尼玛绳断裂。迪尼玛的抗拉强度高和延伸率小可有效提高承载力和控制绳索的驰度；良好的电气绝缘性和防潮能力能保证在带电跨越施工中人身和设备的安全，单位重量轻可降低劳动强度，提高工效。线路施工中常用的规格有φ3.5、φ12、φ14、φ16、φ20等，主要参数如下表1，可根据跨越档距及施工状态下的受力情况，经过计算后选择（承载索综合安全系数K不得小于6.0）。

迪尼玛绳的主要参数

序号 迪尼玛规格 有效截面积S

（mm2） 弹性模量E（N/mm2） ES

（N） 参考破断力TP（kN）

1 φ12 82.47 4.0×104 3298800 137

2 φ14 118.56 3.5×104 4149600 180

3 φ16 156.70 3.2×104 5014400 211

4 φ20 250.52 3.0×104 7515600 355

迪尼玛绳能承受工频耐压值为300kV/m，其熔点为145℃。

2．2 封顶网

封顶网的形式有绝缘网、绝缘杆，吊蓝式绝缘杆、绝缘绳等，本次跨越采用玻璃钢防护杆和高强丙纶绝缘绳组合形成封顶网。每相导线的玻璃钢防护网的组合，根据被跨越带电线路相临线的距离、被跨越物宽度和安全系数要求来确定。

Φ50x4m （W杆=20/根）玻璃钢防护杆主要是支撑承力绳不朝内缩进，以保证导线施工时的防护宽度。玻璃钢防护杆之间用丙纶绳相连，间距为2m织成防护网，玻璃钢防护杆的根数视被跨越电力线的宽度而定。每根防护杆两端各装U型挂环，使其能挂在Φl6迪尼玛承力绳上，组合好的玻璃钢防护杆网敷设在被跨越线路上空的迪尼玛承力绳上。

丙纶绝缘绳具有良好的电气绝缘性能，施工前必须经过电气试验符合要求方可使用。是用来翻越带电线路的绳索。关系到工程施工的成败和施工人员的安全，在施工过程中应妥善保管，注意防水、防潮。

2．3承载横梁

承载横梁长度应根据线路跨越塔的塔头结构尺寸确定，然后加上线路的保护宽度8-10m。横梁的设置高度决定于被跨越线路在跨越点与新建线路跨越塔导线悬挂点的高差。

一般利用施工现场现有的设备，采用600×600×18m的铝合金抱杆或400×400×18m的钢抱杆，安装在直线塔跨越侧边相导线挂线点下方约4m左右处的塔身上。目的是给迪尼玛承力绳一个支撑点。根据具体情况不同可选择合适的抱杆规格、长度及安装位置。

2．4 引绳展放方式

跨越电力线路的引绳牵放方式主要有：动力伞、遥控飞行器(包括氦气飞艇和航模)、火箭弹、人工登杆抛掷等，可根据现场情况选择。本次施工采用动力伞展放引绳。

3 现场布置

每相导线的防护绝缘网由2根Φ16x400m迪尼玛承力绳、2根Φ12x400m迪尼玛绳、2根Φ10x400m迪尼玛绳和玻璃钢防护杆网组成。

3．1安装支撑杆

(1)现场使用400x400x18m的钢抱杆（220kV花堤甲乙线30#、31#塔最长横担是地线支架，长为14m，两边超出2m），将钢抱杆绑扎在30#塔、31#塔下横担以下4米处，并打好反向拉线。钢抱杆两端分别用两根Φ15．5钢丝绳与塔身合理位置补强。（拉线与抱杆的夹角小于45°）。如***1所示。

***1抱杆支撑杆示意***

(2)在30#、31#塔绑扎好的横向钢抱杆上分别悬挂4个5t单轮起重滑车，5t单轮起重滑车绑点分别位于垂直地线挂点的里外2米处，这四个滑车是为四根封网主承力绳（Ф16迪尼玛绳）布置的。

(3)分别在5t单轮起重滑车绑点相适当的位置再设置四个5t滑车，这四个5吨滑车是为四根封网牵引绳（Ф10迪尼玛绳）布置的。

3．2迪尼玛承力绳

为减少抱杆支撑杆的水平受力，Φ16x400m迪尼玛承力绳从Φ660尼龙滑车内穿过展放好后，承力绳端头用5t抗弯连接器与Φ15.5钢丝绳连接，并通过5t链条葫芦和5t地锚收紧，要求每根承力绳的对地夹角小于30°。迪尼玛绳的安全系数静荷载为4.0，动荷载安全系数为6.0。

3．3 玻璃钢防护杆网

根据本跨越处的参数，本次封网长度为60米，网宽4m。将计算和测定好距离位置的玻璃钢防护杆先在地面连接拼装好。用已牵引好的2根Φ10x400m迪尼玛绳牵引，后部连接2根Φ10x200m迪尼玛绳拖住，也可回牵。

3．4 现场布置的要求

所有与抱杆支撑杆、铁塔的塔材、挂尼龙滑车和临时拉线的连接处，均需用方木垫，包裹麻袋片，用钢丝绳扣环绕，不能直接绑在材料上。

4 跨越网搭设施工步骤

4．1采用动力伞带Φ3.5迪尼玛绳跨越的带电线路

跨越带电线路时，先采用动力伞，把一根Φ3.5迪尼玛绳从高空放通，用Φ3.5迪尼玛绳依次牵引Φ16的迪尼玛承力绳索，最终将承力绳索与玻璃钢防护网放通。

4．2张力牵引其它绳索及搭设防护设施

(1)利用已升空的Φ3.5迪尼玛绳张力牵引另1根Φ12迪尼玛绳(二次牵引用)，使其接头到Φ660滑车出口处暂停，另2根Φ16x400m迪尼玛承力绳(防护网承力用)用人力穿过Φ660滑车后，再与Φ10迪尼玛绳连接，连接好后继续张力牵引；

(2)当牵引到对面塔的抱杆支撑杆附近时，暂时停机，用Φ15.5的钢丝绳人力穿过Φ660滑车工与Φ16x400m迪尼玛承力绳连接，在对迪尼玛承力绳施于一定的张力后，拆除迪尼玛承力绳与迪尼玛绳的连接；

(3)上述工作完成后，将已牵引好的Φ16x400m迪尼玛绳，由两端塔下地面工作人员将其收紧并锚固；

(4)用二次牵引的Φ12迪尼玛绳再次张力牵引；2根Φ12x400m迪尼玛绳、1根Φ10x400m迪尼玛绳(牵引导引绳用)、1根Φ10迪尼玛绳(另相牵引用)，其牵引前的连接、牵引后的拆除与上述相同，至此该相的绳索牵引工作完成：

(5)用上一步牵引过去的2根Φ10×400m迪尼玛绳，牵引已在地面按要求组合好的玻璃钢防护杆网，在玻璃钢防护杆网的末端再连接2根Φ10x200m迪尼玛绳，待玻璃钢防护杆到达防护位置后，将两端的Φ10迪尼玛绳在地面锚固。此时第一相的防护网已搭设完成，可用已牵引到达位置的Φ16x400m迪尼玛绳牵引钢丝导引绳，进入正常的张力放线阶段。

4．3另外一相防护网的搭设

采用上相放通的Φ10迪尼玛绳，移至施工相，重复“牵引其它绳索及搭设防护网”的施工操作，将另外一相防护网的搭设完成。

***2现场封网及完成后***片

5、拆除防护设施施工步骤

5．1玻璃钢防护杆网的拆除

导、地线架设完毕后，将用于固定玻璃钢防护杆网的2根Φ10x200m迪尼玛绳回牵，反向由2根Φ10x400m迪尼玛绳控制，到塔位后再吊下，回收玻璃钢防护网并拆除；

5．2迪尼玛承力绳及丙纶绝缘绳的拆除

此时在空中有4根绳索，2根是12x400m迪尼玛绳，2根是16x400m迪尼玛承力绳，一次将其拆除。

(1)取另1根Φ10迪尼玛绳，人力穿过Φ660滑车，暂不施加张力；

(2)将2根12x400m迪尼玛绳、2根Φ16x400m迪尼玛承力绳释放一定张力，同时4根绳作一定量的回牵，当接头离开660滑车1／3后暂停；

(3)在Φ660滑车出1／3处将2根Φ16x400m迪尼玛承力绳、2根Φ12x400m迪尼玛绳，用4根长3m的迪尼玛绳头套分别与10迪尼玛绳相连接，将这根Φ10迪尼玛绳施加张力后，再断开迪尼玛承力绳、迪尼玛绳与其它钢丝绳的连接：

(4)另―侧塔下人员同时回牵2根迪尼玛承力绳和2根Φ12迪尼玛绳，到达位置后将2根迪尼玛承力绳和2根迪尼玛绳拆除。

重复上述步骤，拆除另外一相的防护设施。最后每相导线的防护设施只剩1根Φ10迪尼玛绳，将其端头移至铁塔挂线点处，利用己展放完毕的导线，人工走线把该绳回收。所有绳索在回牵时要注意保持与带电线路导线的高度。

6．带电跨越的施工计算

6．1承载索空载时的张力计算

用φ16迪尼玛绳作承载索，它拉断力为211kN，单位长度重量为2.50N/m。跨越档距按269米，可根据下面公式计算空载状态的承载索在不同弧垂时的张力。

其中：H0 ――承载索张力，N

f0――承载索的弧垂，m

L ――跨越档档距，m;

ω――迪尼玛绳承载索每米重力， N/m;

当f0= 15m时, H0= 1.51kN;

当f0= 10m时, H0= 2.26kN;

当f0= 5m时,H0= 4.52kN;

6．2承载索负荷最大时水平张力H的计算：

承载索最大负荷出现在张力展放导线时发生异常情况，譬如导线跑线情况，这时导线会落在玻璃钢防护网上，使承载索的张力突然增大，单根承载索的水平张力H可按下式计算。

式中：H――单根承载索负荷最大时的水平张力，N；

fk――跨越危险点的承载索弧垂，m；

ω――φ16迪尼玛承载索单位长度自重，N/m；

ω’――叠加在承载索上单位长度的重力，N/m；

L――跨越档档距，m；

a――跨越危险点到最近铁塔的水平距离，m；

φ――承载索两悬挂点的高差角；

如果取：L=269m；fk =10m；a=100m；ω=2.50N/m；φ=4 52′；

则

式中：

ω ――LGJ-630/45导线单位长度重力，N/m；（取值为20.6）；

G――绝缘吊桥的自重力（玻璃钢防护杆网=20/根×30），N；（取值为1985）；

Lc――绝缘吊桥驮载单根导线长度，m；（取值为60）；

将所取数值代入上式，计算结果为：H=20.87kN。φ16迪尼玛承载索的破断力为211kN，安全系数等于13.5，符合跨越规程关于“承载索的安全系数必须≥5”的规定。

6.3承载索张力对跨越塔产生的垂直荷载计算

放一相导线用的两根迪尼玛承载索，它的张力对跨越塔产生的最大下压力F，出现在承载索张力最大时。F值计算如下：

F＝2×Hsinβ＝2×20.87×sin45°＝29.51kN

式中：F――锚固软索对跨越塔产生的下压力，kN；

H――迪尼玛承载索最大张力，kN；

β――迪尼玛承载索锚在地面的水平夹角，取45°；

承载索对跨越塔产生的下压力为29.51kN，小于铁塔作临锚时增加的垂直荷载，跨越塔是安全的。

6.4承载索空载时弧垂的确定

承载索空载弧垂应该多大？在架线施工中发生跑线事故，导线压在绝缘吊桥上时，要保证承载索弧垂能满足安全距离。所以，不停电跨越前必须计算承载索空载时的弧垂，计算程序是：

计算承载索负荷最大时跨越点的弧垂 fk计算承载索负荷最大时张力H计算承载索空载时张力H0计算承载索空载时弧垂f0。

6.4. 1 计算满载时跨越点的最大容许弧垂fk/

满载状态跨越点的最大容许弧垂fk示意***见***4，其值可按式5.4.1)计算。

式中：

fk/――承载索在负荷最大时跨越危险点的弧垂，m；

h―― 承载索悬挂点高度，m；

y―― 安全距离，m；

c―― 绝缘天桥的高度，m；(取1米高)

b―― 不停电线路的高度，m；

d―― 承载索挂点高差，m；

L――跨越档的档距，m；

a――不停电线路危险点到跨越塔的水平距离，m；

***4 跨越点的最大容许弧垂fk示意***

按技术中平断***的各项参数代入上式，得fk/=9.98米，满足要求。

6.4.2 经验算，该跨越各选取参数及机具受力均满足施工要求。

7、结束语

采用迪尼玛作为承力绳不停电跨越带电线路施工的方法与传统的跨越施工方法相比，它不受跨越地点地形和被跨越物高度的限制，安全性高，且投资少，减少占地赔偿困难，在技术上和经济上都具有较好的优越性。该方法不仅能较好解决带电跨越输电线的问题，而且对跨越高速公路、铁路、高价值经济作物等跨越施工也具参考价值。

参考文献

[1] DL--5106―99跨越电力线路架线施工规程．

[2] 《500kV输电线路施工技术》.中国电力出版社,1999.

注：文章内所有公式及***表请以PDF形式查看。

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