750 kV输电线路四变六笼式跳线研发

750 kV输电线路四变六笼式跳线研发
摘要：本文介绍了750 kV输电线路四分裂笼式跳线的研究开发情况。

结合理论
计算和电场仿真分析，确定了750kV输电线路四分裂笼式刚性跳线的导线规格为
4×JLK/G1A-725（900）/40 扩径导线；通过典型铁塔跳线计算得出了合理可行的计算结果；介绍了四分裂跳线及配套金具开发情况，重点对跳线四变六转换器和加
强抗磨型间隔棒进行了介绍，全套跳线及配套金具产品通过了相关试验及鉴定，
能够满足工程使用要求。

关键词：750kV输电线路；四分裂导线；刚性跳线
0 引言
目前我国已建的750 kV输电线路的导线分裂型式都是采用六分裂等分布置方案，这种布置方式在改善电磁环境、降低电晕损耗方面效果明显，在西北高海拔
地区得到了广泛应用。

在国外，如前苏联、美国、加拿大、巴西等国家的750～765kV输电线路中，四分裂导线的应用非常普遍，其主要区别在于各国对输电线
路电磁环境的要求不同。

在我国西北地区，很多区域海拔相对较低、人烟稀少、地形条件良好，750
kV输电线路采用四分裂导线布置方案也可以满足电磁环境限值要求；此外，近年来国内大截面扩径导线制造、施工技术水平有了大幅提高，以上两方面的因素为
四分裂导线在750 kV输电线路中的应用创造了条件，可在改善线路电磁环境的同时有效节省工程投资，这对于建设“环境友好型，资源节约型”的输电线路具有重
要意义。

本文依托新疆与西北主网联网750千伏第二通道输变电工程（以下简称
二通道工程），介绍750kV输电线路四分裂导线配套笼式跳线金具研发情况。

1 四分裂笼式跳线方案
750 kV输电线路的跳线一般分为铝管式硬跳线和笼式硬跳线。

传统的铝管式
硬跳线由于跳线需要由六变二，连接复杂，铝管、软线连接过渡处场强分布不均，易产生电晕；而笼式硬跳线系统结构相对简洁，电场分布相对均匀，防电晕效果
明显优于铝管式硬跳线。

另一方面，通过大量750 kV输电线路工程实践，笼式硬跳线的安装工艺也有所提高，已实现线条流畅、造型美观的预期效果。

鉴于此，750 kV输电线路四分裂跳线仍推荐采用笼式硬跳线方案。

按照电磁环境控制要求，750 kV输电线路四分裂导线型号为4×JLK/G2A-630（720）/45型扩径导线；耐张塔由于导线布置更紧凑，电场分布更复杂，耐张塔
笼式跳线表面场强往往比线路档中导线表面场强偏高。

750 kV输电线路1000 m
海拔典型塔头条件下电磁环境参数计算结果见表1：
注：*数据为线路档中数据，其余为跳线数据，场强为峰值。

从表1可以看出，在海拔1000 m及以下地区，4×JLK/G2A-630（720）/45扩径导线用于
跳线时，其Em/Eo已达到0.91，几乎全面电晕，4×JLK/G1A-725（900）/40 扩径导线Em/Eo
与6×LGJ-400/50跳线基本相当，不超过0.85。

因此推荐四分裂笼式跳线采4×JLK/G1A-725（900）/40 扩径导线。

2 电场有限元仿真分析
为了验证750 kV输电线路四分裂跳线的电场分布，西安交通大学运用三维有限元、边界
元仿真计算方法对四分裂导线、跳线及金具的电场分布进行研究，根据上述参数建立的跳线
三维仿真模型见图1。

注：表面电场强度栏中的数字1～4表示法向截面编号。

从表2的计算结果可以看出，以上相为例，四分裂导线型式下，上相各跳线表面最高场强在2473 V/mm至2739 V/mm之间，当上相跳线直径由36.3 mm增大至39.9 mm时，上相各跳线表面最高场强降低至2289 V/mm至2551 V/mm之间；六分裂导线型式下，上相各跳线表面最高场强在2282V/mm至2629 V/mm之间。

四分裂与六分裂跳线表面电场分布规律基本一致，四分裂跳线表面场强高于六分裂，最高场强的差值为110 V/mm。

当四分裂跳线的上相直径增大后，上相跳线表面最高场强要低于六分裂跳线。

750 kV输电线路四分裂跳线与六分裂跳线金具表面电场分布对比见表3：注：内角侧*分别为爬梯和半环处计算数据。

从表3可以看出，四分裂与六分裂导线模型下，外角侧、内角侧、上相金具表面最高场强均在2300V/mm以下，满足场强控制要求。

对照前面的理论计算与有限元仿真结果可知，二者结果基本一致，750 kV输电线路四分裂跳线采用JLK/G1A-725（900）/40型扩径导线，可满足电磁环境控制要求。

3 跳线计算及结果
跳线的刚性对跳线计算有一定的影响，在考虑刚性以后，计算出的线长比按悬链线算法的线长短，但是差异不大，仅约3.7%左右。

因此，工程设计时刚性跳线计算一般未考虑跳线刚度影响，绝缘子串风偏角计算公式为：
注：上述计算结果为安装工况。

4 跳线及配套金具开发
4.1 总体情况
依托二通道工程，浙江泰昌实业有限公司与西北电力设计院共同进行了750 kV输电线路四分裂跳线及配套金具开发研究。

主要开发的金具产品有：四分裂刚性硬跳线系统、四分裂加强抗磨型导线间隔棒、跳线四变六转换器、I型和V型悬垂串联板、均压环和屏蔽环、JLK/G2A-630（720）/45扩径导线用耐张线夹和接续管等。

所有金具均通过相关试验，满足GB2315-2000《电力金具标称破坏载荷系列及连接型式尺寸》、GB/T2317.2-2008《电力金具电晕和无线电干扰试验》、GB2314-2008《电力金具通用技术条件》的规定，并就增加间隔棒线夹曲率半径、安装防晕球等方面对跳线系统进行了优化，产品通过了鉴定，能够满足工程使用要求。

4.2 跳线四变六转换器
二通道工程中四分裂导线试用了约2*35 km，其余区段仍按六分裂布置架设，四分裂区段与六分裂区段在耐张塔上通过跳线来转换，为此，专门研制开发了跳线四变六转换器，如图2所示。

该转换器中间为铝制法兰，两端可根据不同导线等距安装相应耐张线夹，结构简洁，即可满足载流量的要求，也可方便实现不同分裂导线的转换。

另外与马鞍形均压环配合使用，可有效改善局部电场分布，避免电晕。

4.3加强抗磨型间隔棒
针对以往工程中曾经出现间隔棒线夹与框架阻尼轴磨损严重的情况，专门开发了加强抗磨型间隔棒，如图3所示。

加强抗磨型间隔棒主要部件包括：线夹、框架、定位十字轴及阻尼橡胶件。

线夹本体的夹头部位采用铰链式结构，导线握紧方式采用自锁销式，线夹夹头与本体框架之间采用高强度螺栓连接。

框架为方框形双板式，通过十字轴定位线夹连结。

在本间隔棒中，用十字轴与框架板紧固作为阻尼关节的部件，阻尼橡胶柱起限位作用及夹头与框架间的机械荷载传递作用。

阻尼橡胶件包括线夹橡胶垫和关节橡胶柱。

该间隔棒能承受安装、维修和运行条件下的机械负荷，适用于抑制微风振动、次档距振
荡、不均匀覆冰、重冰雪、砂尘大风恶劣天气地区所引起的间隔棒线夹与框架阻尼轴磨损。

5 结束语
结合理论计算和电场仿真分析，确定了750kV输电线路四分裂跳线型式为笼式刚性跳线，导线规格为4×JLK/G1A-725（900）/40 扩径导线；通过典型铁塔跳线计算得出了合理可行的
计算结果；介绍了四分裂跳线及配套金具开发情况，重点对跳线四变六转换器和加强抗磨型
间隔棒进行了介绍，全套跳线及配套金具产品通过了相关试验及鉴定，能够满足工程使用要求。

参考文献：
[1] 李勇伟，杨林，朱永平等.西北电网750kV输变电工程关键技术研究[R].西北电力设计院，2002.
[2] 谭浩文，李小亭.750kV输电线路四分裂导线工程应用研究[R].西北电力设计院，2012.
[3] 彭宗仁，杨熙.750kV输电线路四分裂导线工程应用研究电场计算[R].西安交通大学，2012.
[4] 赵国臣，马龙海.铝钢比对跳线抗弯刚度影响的研究[J].山西建筑，2012（8）：41-42.
[5] 郝阳.西北电网二通道750kV线路四分裂输变电工程关键技术研究[R].西北电力设计院，20012.
[6]谢天喜，莫娟，彭宗仁等.750kV输电线路耐张塔绕跳间隔棒结构优化[J].高电压技术，2011（7）：1656-1662.
作者简介：
王恩久（1963－），男，工程师，从事输变电线路配套金具产品设计工作。