(1.国网新疆电力公司经济技术研究院；2.国网新疆电力公司）
摘 要：通过工程实践，确定了750kV变电站220kV配电装置区管型母线在多间隔连续跨条件下挠度的控制标准，以及改善挠度应采取的措施，为后续工程施工提供参考标准和设计优化依据。
关键字：多间隔连续跨悬吊式管型母线 挠度
750kV变电站220kV配电装置区通流能力大，多采用管型母线，管型母线受到自重、集中荷载等力的影响，会沿水平轴线向下弯曲，在工程中称之为“挠度”。《35-500千伏铝管母线配电装置》中建议在满足隔离开关静触头偏移量时，悬吊式管母挠度按照不大于2D（D为管形母线直径）控制；《导体和电器选择设计技术规定》（DL/T 5222-2005）中第7.3.7条规定“管形导体在无冰无风正常状态下的挠度，一般不大于（0.5～1）D（D为导体直径）”；《国家电网公司输变电工程标准工艺（三）工艺标准库（2012版）》中悬吊式管型母线安装（工艺编号0102030106）要求母线平直，端部整齐，挠度＜D/2（D为管形母线的直径）。经工程实践，悬吊式管母可达到的最佳的挠度值与配电装置布置型式、母线跨度、管型母线直径、施工工艺控制等因素密切相关，不能“一刀切”的按照D/2执行。通过工程实践，可得到悬吊管母的挠度控制标准，为后续工程施工提供参考标准和设计优化依据。
1 220kV母线配置以及材料与直径的选择
新疆电网220kV配电装置多采用国网通用设计220-C-8-220方案或750-C-4-220方案。750kV变电站220kV配电装置区母线通流能力大，应满足5000A的设计要求。
220-C-8-220模块中，220kV母线采用双分裂软导线，不能满足母线通流能力要求，需采用三分裂软母线，导线选用3(JLHN58K-1600)扩径耐热铝合金导线，其载流量修正值为5802A。750-C-4-220模块中，220kV母线采用铝锰合金管型母线6063G-Φ250/230，其载流量修正值为6108A，配电装置区采用V型绝缘子串悬吊管型母线方案。
新疆地区风沙较大，软导线风偏摇摆角度大，对母线隔离开关产生较大拉力。综合考虑通流能力、金具选型、电晕噪声及构架受力的问题，750kV变电站的220kV母线宜优先采用通用设计750-C-4-220模块中推荐的6063G-Φ250/230悬吊式管型母线。
2 配电装置布置方式与管母跨度关系
2.1 母线单间隔单跨（三间隔六悬吊点）
东郊750kV变电站海拔1500米。220kV配电装置进、出线间隔宽度为16.5米，母联及母线设备间隔宽度为15米。220千伏母线采用单间隔单跨方案，母线跨距为16.5米。
2.2 母线双间隔连续跨（两间隔两悬吊点）
库车750kV变电站海拔1200米。空气间隙经修正后，220kV配电装置进出线间隔宽度为15.5米，母联及母线设备间隔宽度为14米，母线跨距为31米。
2.3 母线四间隔连续跨（四间隔四悬吊点）
西山750kV变电站海拔1500米。空气间隙经修正后，220kV配电装置进、出线间隔宽度为16.5米，母联及母线设备间隔宽度为15米。220千伏母线采用4间隔连续跨方案，母线跨距为64.5米和66米。
3 管母跨度与挠度关系理论计算值
3.1 母线单间隔单跨
2）悬挂点间距为26.4米时的挠度值
计算方法同上，合成挠度y为19.5cm。
3）悬挂点间距为23米时的挠度值
悬挂点向跨中心位移后，校验管母对母线构架横梁安全净距满足要求。且悬式绝缘子对构架梁水平拉力已达构架梁受力的92%，考虑裕度的情况下，该间距不宜继续缩小。计算方法同上，合成挠度y为11.22cm，调整悬挂点间距后，挠度改善82.8mm，效果明显。
3.3 母线四间隔连续跨（建模法）
1）选取间隔断面
将220kV配电装置区沿构架梁断面切割为6个部分，断面建模见图1。考虑结构自重及引下线向下拉力，不考虑风荷载。管母的最大挠度出现在跨度中间，下图从左向右方向，两构架梁之间分别为第一跨和第二跨。
2）不同悬挂点间距的挠度值
悬挂点间距为26.8米时，第一跨挠度最大值202.1mm，第二跨挠度最大值201.6mm。悬挂点间距为25.8米时,第一跨挠度最大值182.8mm，第二跨挠度最大值182.2mm。校验管母对母线构架横梁安全净距满足要求。但悬式绝缘子对构架梁水平拉力已达构架梁受力的90%，裕度偏紧。经建模计算，在四间隔连续跨条件下，调整悬挂点间距对挠度的改善作用仅为20mm，效果不明显。不作为控制挠度的措施。
3）两间隔连续跨方式下，同时采用了预拱和调整悬挂点间距的方法，有两点需要注意。一是，这种方法增加了V型绝缘子串片数，但缩减了220kV管母对母线构架横梁的安全裕度，需要进一步校核安全净距，保证管母对母线构架横梁安全净距不小于1900mm。二是，这种方法同时增大了构架梁的水平受力,此情况下构架柱的应力为容许应力的92%。
4）四间隔连续跨方式下，由于管型母线长度较两间隔连续跨方式下增加了一倍，采用与两间隔连续跨方式下的预拱值（1000mm）和预拱时长（12小时）是不能满足要求的。管母长度越长，其预拱值和预拱时长线性增加，挠度控制效果也越好，详见表三。经现场实践，最大预拱值为1500mm，超过该预拱值，管型母线会出现不可逆的形变与折弯。
图2 挠度测量矫正示意图
四间隔连续跨方式下，预拱点除选择跨中外，还宜选择在引下线金具安装位置进行预拱，以抵消引下线的下拉力对母线挠度的影响。
5）测量误差的校正
在多间隔连续跨的情况下，由于施工误差及场地自然坡度，管母两侧挂线点不在同一高度上，应根据全站仪现场实测的管母两端及跨中挠度最大处的高程（h1,h2,h3），并通过下图公式计算出管母的真实变形挠度。
6）配重与挠度关系
单间隔单跨方式下无需增加配重挠度即能满足要求。两间隔连续跨方式下，进行的增加配重建模计算表明，管母两端同时每增加100kg配重，跨中挠度减小约3mm。且超过钢材容许应力，结构不安全。四
间隔连续跨方式下，进行的增加配重建模计算表明，管母两端同时每增加100kg配重，跨中挠度减小约7mm。无法明显改善跨中挠度。
四、结论
配电装置布置方式与挠度控制标准密切相关，单间隔单跨时挠度最小，可以控制在D/2以内；两间隔连续跨管母挠度在采取控制措施后可以控制在D/2以内；四间隔连续跨管母挠度在采取控制措施后可以控制在1D以内。
单间隔单跨不需要进行预拱；两间隔连续跨可同时采用调整悬挂点间距和预拱的方法减小挠度，且应严格校验平行于构架梁的容许应力和管母对母线构架横梁的安全净距；四间隔连续跨不宜采用调整悬挂点间距方法，宜采用预拱方法，且应严格校验平行于构架梁的容许应力和管母对母线构架横梁的安全净距。
多间隔连续跨预拱时施加在母线上的应力和时长与管母长度线性相关，预拱点应采取多点，避免母线折弯。
增加配重对于改善挠度效果不明显，不推荐采用。
悬挂点位置的调整方法适用于两间隔连续跨方式，对四间隔连续跨方式下改善挠度效果不明显，不推荐采用。
单间隔单跨方式虽然施工便利观感较好，但较连续跨方式增加了钢材用量近一倍。在选用时应结合其他工程产生的施工经济签证费用做经济技术比较。
参考文献
[1]蓝增珏,袁达夫.35-500千伏铝管母线配电装置 电力工业出版社1982.
[2]弋东方,焦悦琴,曾昭祜.电力工程电气设计手册电气一次部分 中国电力出版社1989.
[3]国家电网公司输变电工程标准工艺（三）工艺标准库（2012年版）.中国电力出版社 2013年.
[4]国家电网公司输变电工程通用设计（2011年版） 中国电力出版社,2011年.
作者简介
刘明红，国网新疆电力公司经济技术研究院，从事电网项目规划评审与建设，1979年5月，汉族，重庆，工程师，学士学位，研究方向电网规划与设计，邮箱24494000@qq.com；彭生江,国网新疆电力公司经济技术研究院,从事电网规划设计与建设管理，1975年1月，汉族，甘肃，高级工程师，本科学历，研究方向为电力规划设计技术，邮箱pshj@sina.com;王勇，国网新疆电力公司，从事电网调度计划管理，1983年11月，汉族，陕西，工程师，学士学位，研究方向电网调度运行管理。
论文作者:刘明红1,彭生江1,王勇2
论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿
论文发表时间:2016/4/26
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