周琦

摘 要：近年來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，原有電力線逐漸不能滿足快速增長的電力供應(yīng)需求，長期超負(fù)荷運(yùn)行。為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，就要對既有線進(jìn)行遷移改造，在施工過程中涉及的跨越防護(hù)問題不容忽視。文章結(jié)合66 kV繁張線跨越京哈鐵路的防護(hù)技術(shù)進(jìn)行分析，以供類似工程參考。

關(guān)鍵詞：輸電線路;防護(hù)施工;跨越鐵路

中圖分類號：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）11-001-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.11.001

1 現(xiàn)場參數(shù)

既有66 kV繁張線跨鐵路處里程為京哈下行線K686+892與鐵路斜交67°，該處線路為雙直線，線間距4.6 m，電氣化鐵路，路基高5.0 m，路基兩側(cè)坡腳處設(shè)封閉網(wǎng)封閉。既有66 kV繁張東西線22#與23#塔向采用LGJ—240/30×2型號導(dǎo)線、GJ—50地線，塔檔距為188 m。其中，22#鐵塔為耐張塔總高28 m，呼稱高18 m，最大橫擔(dān)寬6.8 m，距京哈下行線中心線距離為128 m;23#鐵塔為直線塔總高39.5 m，呼稱高30 m，最大橫擔(dān)寬7.0 m距京哈上行線中心線距離為60 m。改建后，66 kV繁張東西線采用LGJ—300/40雙分裂導(dǎo)線、一根G1—50地線及OPGW通信光纜。新建40#與41#塔檔距為130 m，為獨立耐張段。其中，40#鐵塔總高32.5 m，呼稱高度為24 m，距京哈下行線中心線距離為61 m。41#鐵塔總高35.5 m，呼稱高度為27 m，距京哈上行線中心線距離為64.0 m?，F(xiàn)場平面圖如圖1所示，作業(yè)計劃時間如表1所示。

2 防護(hù)網(wǎng)寬度和防護(hù)架高度的確定

為確保京哈線的安全，架設(shè)該段電力線路必須在鐵路“施工天窗”時間內(nèi)進(jìn)行。防護(hù)網(wǎng)的寬度及防護(hù)架的高度按照下列公式計算確定。

2.1 防護(hù)網(wǎng)寬度

L=（D+2×b）/Sin（a）

式中：L為防護(hù)網(wǎng)的寬度;D為電力線兩邊導(dǎo)線的最大距離D=7 m;b為防護(hù)安全距離b=5 m;a為鐵路與電力線的夾角a=67°。因為防護(hù)網(wǎng)與電力導(dǎo)線平行，因此，L=（7+2×5）/Sin（67°）=18.47 m。1#、2#防護(hù)架寬18.47 m。

2.2 防護(hù)架高度

根據(jù)鐵路部門相關(guān)規(guī)定，電力牽引區(qū)段，防護(hù)架高度應(yīng)滿足防護(hù)網(wǎng)最大下垂弛度（導(dǎo)線墜落工況，墜落導(dǎo)線落到防護(hù)網(wǎng)上時防護(hù)網(wǎng)的最大弧垂）距接觸網(wǎng)承力索≥3 m[1]。本工程防護(hù)網(wǎng)跨距為46 m。

防護(hù)網(wǎng)弧垂考慮兩個工況：

工況1：防護(hù)網(wǎng)安裝工況，此時防護(hù)網(wǎng)兩邊張緊，懸掛在兩側(cè)防護(hù)架上，防護(hù)網(wǎng)自然垂落，呈懸鏈線形狀，弧垂為f1。

工況2：導(dǎo)線墜落工況，最不利情況，導(dǎo)線墜落在防護(hù)網(wǎng)跨中，此時防護(hù)網(wǎng)成等腰三角形，弧垂為F=f1+f2。防護(hù)網(wǎng)弧垂如圖2所示。

防護(hù)架頂距軌面的高度為：7.8 m（接觸網(wǎng)距軌面高度）+3.0 m（防護(hù)網(wǎng)距接觸網(wǎng)的安全距離）+（f1+f2）（最不利情況防護(hù)網(wǎng)的懸垂）。

防護(hù)網(wǎng)采用中φ10迪尼瑪繩編制，最大弧垂的計算公式為：

該公式為懸鏈線計算公式，簡化為拋物線計算公式為： 。

f1—導(dǎo)線的最大弧垂。

σ0—水平導(dǎo)線最低點應(yīng)力。

因為空載時φ10迪尼瑪繩最低點的水平拉力為： 。

T p—破斷拉力。

K0 —安全系數(shù)。

則。

g—迪尼瑪繩比載;考慮橫向封網(wǎng)的迪尼瑪繩每根主繩的比載為：。

M0—線密度。

S—迪尼瑪繩有效截面積。

則。

l—防護(hù)網(wǎng)檔距，本防護(hù)網(wǎng)檔距即兩防護(hù)架的垂直距離D=46 m。

安裝后防護(hù)網(wǎng)的弧垂為：

此時防護(hù)網(wǎng)總長度為：

由于迪尼瑪繩的彈性模量較大，3.0×104Mpa，導(dǎo)線墜落到防護(hù)網(wǎng)上時，防護(hù)網(wǎng)的彈性變形很小，但是將原來的懸鏈線變成三角形，此時，跨中位置可下降的高度經(jīng)計算f2為0.5 m。因此，防護(hù)架頂部距軌面的距離應(yīng)為：7.9+3.0+5.58+0.5=16.98 m，按17.0 m計算。本工程防護(hù)網(wǎng)長度為46 m，最大垂度為5.58 m。防護(hù)架頂距軌面17.0 m，軌面高為5.5 m，地面平均標(biāo)高0.0 m，因此，1#和2#防護(hù)架高度確定均為22.5 m，頂部標(biāo)高均為22.5 m?？缭借F路斷面圖如圖3所示。

2.3 防護(hù)網(wǎng)檢算

作用在防護(hù)網(wǎng)的豎向荷載為導(dǎo)線墜落的沖擊荷載。根據(jù)動載荷因數(shù)計算公式：

式中：kd為動載荷因數(shù);h為電力導(dǎo)線距防護(hù)架垂直高度h=9 m; Δst為電力導(dǎo)線墜落時，防護(hù)網(wǎng)的下降垂度，取 Δst=0.5 m。拆除導(dǎo)線長度為188 m，每延米重量為0.922 kg。新架設(shè)導(dǎo)線長度為130 m，每延米重量為1.133 kg，每相導(dǎo)線墜落時按照全部導(dǎo)線的重量由防護(hù)網(wǎng)承擔(dān)考慮。迪尼瑪繩力學(xué)參數(shù)如表2所示。

防護(hù)網(wǎng)所受豎向力為：Fd=Kd×P。

拆除導(dǎo)線豎向力：0.922 kg/m×188 m×6×9.8×2=20.4 KN

架設(shè)導(dǎo)線豎向力：1.133 kg/m×130 m×6×9.8×2=17.3 KN，按拆除導(dǎo)線取20.4 KN。

防護(hù)網(wǎng)采用φ10 mm迪尼瑪繩，以單根跨越迪尼瑪繩計算假定在拉緊后，當(dāng)電力導(dǎo)線脫落時，假設(shè)最不利情況下188 m電力導(dǎo)線自重全為破斷力20 400×3=61 200 N;由于迪尼瑪繩線載荷為0.0545 kg/m，繩子長47.8 m，則計算繩子自重產(chǎn)生的破斷力為47.8 m×0.545 N/m×3=78.2 N。則破斷力為∑N=78.2+61 200=61 278 N<94 300 N，所以，防護(hù)網(wǎng)強(qiáng)度滿足要求[2]。

3 防護(hù)架布置

本次防護(hù)共搭設(shè)2組防護(hù)架，京哈鐵路左側(cè)為1#防護(hù)架，京哈鐵路右側(cè)為2#防護(hù)架，1#、2#防護(hù)架既作為拆除既有22#與23#塔間電力線使用，又作為架設(shè)40#與41#塔間電力線使用，2#防護(hù)架考慮鐵路貫通線防護(hù)。防護(hù)架在封閉網(wǎng)外1.0 m處搭設(shè)，1#防護(hù)架距京哈下行線17.8 m，順鐵路方向長為22.5 m;2#防護(hù)架距京哈上行線19.9 m，順鐵路方向長為28.5 m。1#、2#防護(hù)架垂直鐵路方向長均為16 m，高為18.0 m。

1#、2#防護(hù)架采用木腳手架搭設(shè)，立桿、橫桿、斜撐材質(zhì)應(yīng)為剝皮杉木或落葉松，立桿梢頭截面直徑不應(yīng)小于70 mm[3]，大頭直徑不大于180 mm;橫桿截面直徑不應(yīng)小于80 mm。連接用的綁扎材料必須選用8號鍍鋅鋼絲或回火鋼絲，且不得有銹蝕斑痕，用過的鋼絲嚴(yán)禁重復(fù)使用。防護(hù)架桿與桿搭接長度不小于1.5 m，綁扣不少于3處，提高跨越架的穩(wěn)定性。

4 防護(hù)網(wǎng)布置

防護(hù)網(wǎng)布置如圖4所示。防護(hù)網(wǎng)采用迪尼瑪繩編制，繩直徑φ10 mm，破斷力9.43 KN，安全系數(shù)取3。網(wǎng)格0.5 m見方，防護(hù)網(wǎng)下每隔3 m垂直鐵路線路方向設(shè)置一道加勁繩，加勁繩也采用相同材質(zhì)，直徑16 mm，防護(hù)網(wǎng)每片寬度8 m[4]。

5 結(jié)語

該防護(hù)技術(shù)通過力學(xué)分析和現(xiàn)場檢驗，滿足電力線跨電氣化鐵路的施工要求[5]。該防護(hù)技術(shù)采用該工藝，工器具通用性強(qiáng)，方便準(zhǔn)備，流程簡明，易于操作;跨越架架體輕便，操作簡單;對地形和環(huán)境要求低，施工方法工藝成熟;施工范圍小，作業(yè)點相對集中，可控性強(qiáng)，安全風(fēng)險低?？傮w而言，該技術(shù)的研究和應(yīng)用對我國電力企業(yè)的發(fā)展起到了很好的推動作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 國家鐵路局.鐵路技術(shù)管理規(guī)程（鐵道部令第29號）[Z].北京：中國鐵道出版社，2014.

[2] DL/T 5301—2013，架空輸電線路無跨越架不停電跨越架線施工工藝導(dǎo)則[S].北京：中國電力出版社，2014.

[3] DL 5009.2—2013，電力建設(shè)安全工作規(guī)程第2部分：架空電力線路[S].北京：中國電力出版社，2013.

[4] DL/T 5290—2013，1000kV架空輸電線路張力架線施工工藝導(dǎo)則[S].北京：中國電力出版社，2013.

[5] 國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（電網(wǎng)建設(shè)部分）（試運(yùn)行）[Z].國家電網(wǎng)公司，2015：155.