电力变压器论文电力线路论文：电力线路铁塔原位带电提升技术的应用

电力线路铁塔原位带电提升技术的应用

摘　要:运行中的电力线路经常会遇到因周围情况发生变化而需对线路铁塔原位带电提升高度的问题。以处理厦门电业局所辖电力线路铁塔存在的基础隐患为例,介绍了原位带电提升线路铁塔技术,对提升作业过程进行了分析和论证,详细介绍了施工作业方法并进行效益分析。该方法同样适用于其他原位提升铁塔高度的需求。

关键词:电力线路;施工方法;带电提升铁塔　　

本文以解决厦门电业局所辖电力线路铁塔存在的基础隐患为例,介绍铁塔原位带电提升技术的研发及应用。

厦门电业局所辖110 kV翔梅线(与110 kV翔马线同塔架设)的26号、27号、28号铁塔,110kV钟温Ⅱ回(与钟温Ⅰ回同塔架设)的2号铁塔因附近开发建设场平需要,在铁塔周围进行填方,致使塔基基面低于周边地面,形成洼地。在遇有大雨时,塔基周围便严重积水(见图1), 

给线路的运行维护带来较大的困难,也严重影响了设备的运行水平。

1　解决方案选择

为了消除此类隐患,当前的技术措施主要是在原铁塔基础附近重新选点,采用较为稳固的钻孔桩基础施工,新建一座相同型号的铁塔。从设计上讲这是一种可行的方案,但存在以下问题。

1)造价较高。由于重新选点需要占用土地,征地赔款数额较大。以直线塔为例,征占塔位成本约6万元,如新立一基钢管杆,工程造价估算大约28万元,总价约34万元。

2)线路需要停电配合。在立塔、拆塔过程中,线路必须有一段较长时间的停电,停电时间约48~72 h,且往往需要同塔两回线路同时停电,这可能造成一个变电站全站停电,直接影响电网供电可靠性。

为了消除本例4个电力线路铁塔的安全隐患,确保线路的运行水平,又在不影响线路正常供电的前提下,厦门电业局研发在原基础上实施铁塔带电提升的作业方法。根据铁塔的实际情况与基础结构状况、土质的特性和基础的埋深,考虑了电力线路档距大,弧垂大,受风力及各种合力的影响大等因素,提出用“自爬式”提升作业法,即利用断柱顶升原理将铁塔原地升高,并制定了一套施工作业方案。

2带电提升作业方法的安全性论证

国内已有的其他抱杆提升法、塔架提升法等原位提升技术大都需停电作业,而且提升过程的平衡主要依靠人为控制,存在一定的作业风险。为验证“自爬式”提升作业安全性和可行性,厦门电业局特委托南京航空航天大学土木工程学院对该方法在铁塔提升过程中的安全性进行验证分析。以110 kV翔梅线28号铁塔为具体工程对象,通过对铁塔-导线体系进行静动力分析,验证了该体系在提升过程中的安全性。所研究内容具体如下。

1)提升过程的导线线形计算与内力分析。

2)提升模型的导线找形分析。

3)铁塔-导线结构体系提升过程的非线性结构二阶分析。

4)施工风荷载模拟分析。

5)铁塔-导线结构体系的提升全过程动力时程分析。

6)顶升机构稳定分析。

通过分析认为,本文所提出的以“自爬式”提升作业法为基础的电力线路铁塔原位带电提升的施工方法和施工工艺科学合理、安全可靠、可操作性强。该施工方法和施工工艺可以保障铁塔-导线体系在提升过程中的稳定性,满足铁塔带电提升的要求。

3　施工方法

1)升前准备工作:

(1)计算原有基础承力水平,如基础无法承受提升加高后的基础荷重,则需对原有基础进行加固,加固采用人工挖孔桩施工。

(2)灌注桩成型后,铺设垫层,以保持原有基础的稳定性,将桩与板连成整体共同受力。在原有基础上钻孔、植筋。

(3)将塔腿利用4条200号槽钢连接加固,水平安装在塔脚主材四周作为塔脚升降调整的承力梁,保证铁塔提升过程受力均衡,保证铁塔的刚度和稳定性。

(4)支架安装。在铁塔外围安装4个开口钢架,用锚杆法将钢架固定在原有的基础上,用角钢连成整体,形成内外两层钢架,该钢架用于支撑提升过程中铁塔的全部重量。

(5)加长内角侧地脚螺栓。提升前准备工作完成(见图2)。

2)提升施工过程:

(1)利用人力千斤顶(每个铁塔腿左右各1台)提升事先连接的200号槽钢。

(2)待铁塔与地面提升一定距离后,置入机动千斤顶,加长、焊接外角侧3根地脚螺栓,改用机动千斤顶提升铁塔。

(3)在机动千斤顶提升时,机动千斤顶与底脚板用地脚螺栓螺母交替支撑和控制,机动千斤顶与铁塔先后爬升,每次爬升20 cm左右。提升全过程应保证机动千斤顶四腿顶升力一致,并用经纬仪及水准仪测量铁塔的平衡度及高度。

(4)在提升过程中,每提升80 cm左右,停止提升,对下方地脚螺栓焊筋加固。

(5)提升到位后,安装内角侧支架并与外角侧支架焊接为一个整体,同时将底脚板与支架焊接成一整体。

(6)至此,提升工作完成(见图3),提升全程约需3 h左右。

为确保作业安全,在提升过程中应安排专人负责监测铁塔升高过程中的平衡情况,并及时记录、分析、调节;同时密切关注铁塔、线路绝缘子和导线的受力情况。提升施工应在晴好的天气情况下进行,必要时在铁塔上安装四方拉线控制。

3)后期施工过程:

(1)铁塔提升到位后,对立柱进行布筋,即用地脚螺栓形成的支架和外角铁架。

(2)在灌注桩与支架组模间浇筑钢筋混凝土,下部用井字梁连成一个整体。

(3)水泥养护期满,塔基土方回填,工程竣工(见图4)。

4　应用情况

根据现场勘察,厦门电业局针对所辖4基电力线路铁塔制定了带电原位提升方案,对110 kV翔梅线26号127号铁塔提升2 m,28号铁塔提升3 m,110 kV钟温Ⅱ回2号铁塔提升3 m。

这4基铁塔提升后,对其运行情况进行了密切监视。技术人员取2 d、15 d、3个月、半年的间隔对塔偏、基础顶面标高再次进行了测量,直线塔基础顶面相对高差小于5 mm满足规程的要求,塔偏小于3‰满足规程的要求;耐张塔基础顶面相对高差预偏值满足原图纸设计要求,塔身未偏向转角内侧。从2008年5月运行以来,铁塔经历了三次台风,未发生任何异常。

5　效益分析

1)避免了征地拆迁、重做基础、立塔架线施工等工序,受外界干扰少。

2)避免长时间停电施工等问题(如因提升后导线需调整而短时停电),提高了电力线路供电可靠性。

3)节省了造价。经过计算,根据地质情况不同,每次原位带电提升施工的作业成本在15~19万元,与停电改建施工相比,省去重做基础、立塔架线、停电施工等环节,可节省造价45%~55%。如果是耐张转角塔改建,按传统做法,至少应重立两基相塔,对于耐张转角塔改建施工,该方法可节省造价70%以上,经济效益非常明显。

4)提高了工作效率。按照常规的施工改建方案,从施工设计到施工完成大约需要3个月的时间,且需要停电至少3 d,而采用“自爬式”提升技术,工期控制在1个月以内。

6　结语

电力线路铁塔原位带电提升技术不但适用于运行中的电力线路铁塔基础被埋或积水等隐患问题的解决,也适用于市政工程因穿越运行中的电力线路,需要提高线路杆塔高度的问题。

电力线路铁塔原位带电提升技术的应用,有效消除了线路运行存在的安全隐患,而且有效解决了隐患消除与电网供电可靠性的矛盾,提高了施工效率,节省了工程造价,因此具有十分显著的经济效益和社会效益,具有广泛的推广和应用价值。

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