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特高压大截面导线施工机具SA－YZ2×70液压张力机的研制 （宁波东方电力机具制造有限公司，浙江省宁波市，315000）
周世聪
摘 要：针对宁东—山东±660kV 特高压直流工程1000㎜2
大截面导线展放的要求，综合分析特高压输电线路大截面导线张力架线施工对张力机发展趋势，设计、研制出放线卷筒φ1700㎜的SA－YZ2×70液压张力机，能够满足直径φ45㎜及以下各种导线张力放线施工要求。 关键词：输电线路 张力架线 大截面导线 液压张力机 1 概 述
为满足宁东—山东±660kV 特高压直流工程展放1000㎜2
大截面导线展放的要求，并考虑到今后的发展，根据2008年7月16日国家电网公司建设运行部召开的1000㎜2
大截面导线制造和施工机具研讨会上专家意见（我公司亦应邀参加了会议），设计并研制出放线卷筒φ1700㎜的SA－YZ2×70液压张力机，操作简单，使用可靠，单点起吊，转场运输方便。该机经国家质检总局授权的电力工业金属结构设备质量检测中心检测的15大项、31小项检验报告，试验结果符合要求；该机已通过中国电机工程学会输电线路专业委员会组织的技术鉴定。
SA－YZ2×70液压张力机在向家坝—上海±800kV 特高压直流输电线路皖A1标段张力架线应用中，取得了显著的效果，受到山西省送变电供电工程承装公司一致好评。
水泥厂脱硝2 技术参数
安全刀具
参照国内外张力机的参数和2008年7月16日国家电网公司建设运行部召开的1000㎜2
大截面导线制造和施工机具研讨会上意见，SA－YZ2×70液压张力机性能参数确定如下：
（1）最大张力T max ： 2×70kN 或1×140 kN
额定张力T：2×65 kN 或1×130 kN
最大持续放线速度v max ：5km/h
（2）最大回牵力P max ：2×63kN 或1×126 kN
最大回牵速度V max ： 1.6km/h
锁架
3 双摩擦放线卷筒的设计
根据所需张力和放线速度的大小及通过导线的
金属抛光轮
直径要求对张力放线卷筒进行受力分析，进而确定
放线卷筒的直径、槽型和槽数。
放线卷筒槽底直径D 按下式计算：
10040−≥d D ㎜
式中d—导线直径，㎜，取d=45㎜，D=1700㎜
3.1 槽型设计
图1 浅槽型
张力机放线卷筒槽应保证导线的网套式连接器顺利通过。本机放线卷筒采用MC 尼龙衬垫，槽型采用浅槽型（如图1所示），各参数关系为：
c d R 53.0>
c c
WWW.02245.INFOd h d 3.04.0>>
R t 25+>
式中：mm R 槽底半径，—
mm d d c c 45—=适用最大导线直径，
mm h 槽深，—
t—节距，两槽中心线之间距离，㎜。 其尺寸为：R＞23.85，18＞h＞13.5,t＞52.7. 考虑导线、连接网套的直径，本机放线卷筒槽
型参数为：
R=26㎜, h=16㎜, t=60㎜。
3.2 放线卷筒槽数确定
按照DL/T875-2004《输电线路施工机具设计、
试验基本要求》中8.4.2，为保证尾部导线张力≤
500N，放线卷筒承受最大放线张力时，被展放导线
同放线卷筒轮槽之间不打滑，必须满足
24.55
.070
ln 15.021ln 2121≈××=≥ππμT T n 式中
n—导线在放线卷筒上的有效包饶圈数
μ—导线和放线卷筒之间的摩擦系数，
取μ=1.15
T 1—张力机最大张力，T 1=70kN
2
T2—尾部张力，T2≤0。5kN 圆整后取6=n 4 液压系统 SA－YZ2×70液压传动张力机的液压系统由各自独立的主系统和辅助系统组成，主系统为主变量液压泵和两定量主液压马达组成的闭式系统，辅助系统为由定量液压泵和风扇液压马达、顶升液压缸、制动液压缸及驱动导线轴架的液压马达等组成的开式系统。
张力放线工况时，被展放的导线拉动双磨擦放线卷筒通过增速器带动两主液压马达转动，使其以液压泵方式运转，向液压系统输出液压油。该液压油经溢流阀节流产生热量，并使双磨擦放线卷筒上产生阻力矩，再经冷却器冷却后，又回到液压马达的进油口，自成闭式循环。放线张力的大小可通过调节溢流阀的开启压力大小来实现。
牵引工况时，其液压系统的工作原理同一般的液压传动牵引机基本相似，形成一个双向变量液压泵和
定量液压马达组成的闭式系统。通过改变变量液压泵进、出油口的方向使液压马达正、反方向转动，从而实现放线卷筒的正、反向转动。最大牵引力亦可由溢流阀进行调节。
5 主要配套设备及元件的选择
张力工况时，导线拉动放线卷筒转动，经开式齿轮、行星减速器增速后，驱动主液压马达旋转，此时主液压马达作液压泵工况使用。根据放线速度、放线张力及传动比，计算确定主液压马达排量。
牵引工况时，一个主变量液压泵与两个定量液压马达组成闭式系统，主变量液压泵带动两个定量液压马达工作，通过计算液压马达需要的最大流量，确定主液压泵的最大输出流量。
张力机发动机的功率主要用于辅助系统（补油、散热器风扇马达、导线轴架马达等）需要消耗的功率，同时也要考虑牵引工况时要求的回牵功率。
辅助液压泵包括风扇液压泵、导线轴架液压泵和补油泵。风扇液压泵和风扇液压马达组成开式回路。
导线轴架液压泵驱动二个导线轴架液压马达组成相对独立的回路。导线轴架液压泵输出的液压油经过导线轴架液压马达或溢流阀后，再经过散热器冷却后回油箱或直接向闭式液压系统补油。风扇液压泵要有足够的流量输出，以满足风扇液压马达能达到额定转速，保证散热器功率耗散要求。补油泵需不断向系统连续补油，以防止密封管路内油液吸
空，从而确保张力的稳定。
本机采用了插装阀式集成块，简化了液压系统管路结构，提高了控制回路的可靠性。
如何把放线过程中制动张力产生的热量耗散掉，这是张力机的关键问题，本机由于制动功率太大，现有散热器已无法满足要求，故本机采用和散热器制造厂家根据我公司提供的技术要求，研制了专门的散热器，以保证液压系统正常工作油温。
6 传动方案及传动比确定
SA－YZ2×70液压张力机采用两级增速系统，第一级为开式圆柱齿轮增速器；第二级为行星齿轮增速器，体积小，为主增速机构。根据导线展放速度V 导线和要求液压马达转速n 马达的大小来选择合适的传动比，达到符合作业工况的要求。
放线卷筒的转速n 导线为
s
D V π导线
导线=
桑椹原浆
n
则总传动比i 总为
导线
马达导线
马达总V D n n n s π=
=
i
根据上式计算的总传动比选择合适的增速器，确定第一级开式圆柱齿轮增速器和第二级行星齿轮增速器的传动比。
7 传动部分
SA－YZ2×70液压张力机采用两套独立的液压回路分别实现放线卷筒的驱动和辅助控制，按照张力放线过程中送线、牵引和张力工况的实际要求，两组放线卷筒在发动机驱动下可实现主动正、反转；考
虑到大张力跨越的特殊情况，可实现两组放线卷筒的并轮作业，使能提供的制动张力倍增，以保证达到要求使用的张力。
主传动：采用道依茨风冷柴油机，带动双向变量液压泵，用以驱动2个定量（柱塞）液压马达。2个液压马达分别通过行星减速器连接一对开式齿轮，经开式齿轮带动双摩擦放线卷筒进行牵引作业。张力工况时，由被展放的导线拉动双摩擦放线卷筒通过增速器（行星减速器增速用）带动液压马达（作液压泵运转）旋转。
辅助传动：由串接安装在变量泵后部的双联齿轮泵驱动导线轴架的液压马达、风扇液压马达、前支腿顶升液压缸、制动液压缸。
8 制动部分
SA－YZ2×70液压张力机的制动器为液压开启的常闭机械式制动，在工作时，系统中产生高压油，打开制动器。当发生系统失压、液压回路故障、液压制动器失压时，制动器靠其复位弹簧使其自动制动，可防止发生“跑线”事故。采用湿式全盘式制动器，具有液压释放，操作简单，反映时间快，安全可靠，散热能力大、磨损小，制动平稳等特点。
9 操作控制系统
SA－YZ2×70液压传动张力机的控制箱设置于张力机放线卷筒侧，可有效地监控导线进、出放线卷筒，同时通过放线卷筒，使其和发动机隔离，减少了发动机噪声对操作人员的影响。
液压系统控制部分、发动机动力控制部分、冷却部分和导线轴架控制部分的操作全部安装在同一操作箱内，结构更紧凑，显示更直观、准确，操作及控制更方便。为使张力机操作简单、方便，张力机控制可采用电控和微处理器智能控制。
两组放线卷筒上导线张力大小和尾部导线张力大小均有对应的张力调节旋钮进行调节，压力值由相应的压力表直观显示。
当要求放线张力或牵引力大于70kN时，在把两组放线卷筒用机械方式并在一起的同时，将“并轮模式”旋钮置于“并轮”位置，使液压回路也并联在一起，导线张力能达到140kN。
冷却风扇的工作状态由液压油温度自动控制。当液压油温度达到设定值时，温控开关自动开启，冷却风扇开始对液压油进行冷却；当液压油温度低于设定值时，冷却风扇停止工作，同时设有手动（提前开启风扇液压马达或自动控制失灵时用）控制开关。冷却风扇的速度通过调节阀进行调节控制。
两组放线卷筒的尾部导线张力大小可分别调节，压力值由对应的压力表直观显示。
10 使用性能检验
10.1 性能检验
在牵引机牵引过程中，张力机的最大张力为2×70 kN，持续张力为2×65 kN，放线张力能无级控制，且调整方便，张力值显示直观。牵引速度变化时，张力平稳。
在张力放线过程中，模拟系统压力及导线张力消失，本机能自行制动，停止展放导线。
回牵过程中，最大牵引力达到2×63 kN，最大牵引速度为 1.6km/h；能预先设定牵引力，且牵引力显示直观；能实现过载保护，当回牵力超过预设定值时，能自动停止牵引作业，发动机不熄火。
10.2 结构参数
（1）放线卷筒槽底直径：φ1700㎜，放线卷筒衬垫为耐磨MC尼龙，卷筒槽数：2×6；
（2）外形尺寸（长×宽×高）：5300×2300×2870（㎜）；
（3）整机重量：8500㎏。
11 结论
SA－YZ2×70液压传动张力机是在综合分析特高压输电线路大截面导线张力架线施工对张力机发展趋
势的新要求，通过调查目前国内外张力架线设备的现状，推出的大直径放线卷筒的张力机，适应施工生产需求和电网建设的发展趋势，能够满足直径φ45㎜及以下各种导线张力放线施工要求，具有良好的推广应用前景。此大直径放线卷筒张力机即将用于±800kV向家坝—上海、锦屏—苏南直流输电线路工程、±660kV宁东—山东直流输电线路示范工程。
12 参考文献：
⑴ 蒋平海.张力架线机械设备和应用.中国电力出版社（第二版），2004
⑵ DL/T875-2004《输电线路施工机具设计、试验基本要求》
⑶ 成大先.机械设计手册（单行本）：机械传动.化学工业出版社，2004
⑷ 成大先.机械设计手册（单行本）：液压传动.化学工业出版社，2004
⑸ 雷天觉.新编液压工程手册.北京理工大学出版社，1998
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