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中国能源建设集团:打造世界最高输电铁塔 在长江上“穿针引线”

中国能源建设集团:打造世界最高输电铁塔 在长江上“穿针引线” 中国科技信息
2022-07-14
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工程建设过程中创造了总重量、地基深度等一系列世界纪录,为世界相关领域在输电特高塔组立、远距离跨越铁塔建设等方面积累中国经验。
 

今年6月,由中国能建江苏院设计的,一座高达385米世界最高输电铁塔--凤城至梅里500千伏长江大跨越工程顺利完成跨江架线施工。该工程是泰州凤城至无锡梅里500千伏输电线路工程的重要组成部分,也是江苏境内第六条穿越长江的高等级电力通道。工程建成投运后,可满足约800万户家庭的日常用电需求,显著提升长江两岸的能源互通互济能力,意义重大。


从泰州凤城到无锡梅里,130公里、近2小时车程的距离之间,“藏”着国家电力发展“十三五”规划重点项目——泰州凤城至无锡梅里500千伏输电线路工程的重要组成部分,分别坐落在长江两岸的无锡江阴利港和泰州靖江新桥,是江苏境内第六条穿越长江的高等级电力通道。


别看距离短,可是要想在长江上“穿针引线”绝不是易事。首先,工程要跨越长江,为了不影响航运,一开始计划建设400米高塔,最后经过十数次优化设计完善,最终将高度确定在385米,这样就可以让江面上所有类型的船只安全平稳通过。其次,工程建设过程中,还创造了总重量、地基深度等一系列世界纪录,为世界相关领域在输电特高塔组立、远距离跨越铁塔建设等方面积累中国经验。


如今,站在泰州凤城、无锡梅里的江边远眺,一座“世界最高输电塔”在诉说着这两个城市“千丝万缕”的缘分。今天,请跟随《中国科技信息》一起了解这座“世界最高输电塔”的“前世今生”。


多重考量将输电塔高度定在385米



凤城至梅里500千伏输电线路工程起自泰州凤城500千伏变电站,止于无锡梅里500千伏变电站,新建及改造500千伏线路178.1千米,是我国电力建设史上技术难度最大的500千伏跨江联网输电工程。


万事开头难,输电塔的工程要跨越长江,为了不影响航运,中国能建江苏院一开始计划建设400米高塔,但是,长江黄金水道沿岸寸土寸金,跨越塔位置受到生态红线、长江堤脚保护距离、地方规划等多重因素控制。一方面,长江跨江档距达2550米,过江电缆线路自然弧垂将达256.8米。因为导线与江面之间要留出巨轮通航高度——57.8米。



然而,加上安全距离、综合误差、跨绝缘子串长度、安全富裕高度、塔头高度等等,综上,跨越塔全高经过许许多多次的调整,最后达到了史无前例的——385米,这样就可以让江面上所有类型的船只安全平稳通过。


由于跨越塔高度超高、跨距大,加上需要考虑风、雪、地震等自然灾害的冲击,因此跨越塔采用钢管加装环装钢骨支撑并浇灌混凝土结构,即100米以下采用在钢管内部加装环状钢骨支撑并浇灌混凝土的方式,100米至200米为钢管浇灌混凝土结构,200米以上则是钢管结构。工程负责人介绍,工程建设过程中,还创造了总重量、地基深度等一系列世界纪录,为世界相关领域在输电特高塔组立、远距离跨越铁塔建设等方面积累中国经验。


“黑科技”让最高输电塔“站”得更稳



2021年7月13日,工程开始在南岸进行首段首腿钢管混凝土灌注,现场配备6辆混凝土搅拌运输车接力作业,高塔主管外围设置8道施工防护平台,总灌注方量约493立方米。到今天,中国能建江苏院设计的385米世界最高输电铁塔500千伏长江大跨越工程顺利完成跨江架线施工。


试着想象一下走在路上经常看到的输电塔,塔腿似乎都很细,哪里需要浇筑混凝土?的确,和“世界第一高”输电塔相比,人们日常生活中常见的那些输电塔,外观较小,用处也受到限制。那么,想要突破限制,并建最高输电塔绝非易事,因此,在“世界第一高”输电塔的混凝土浇筑过程中,电网人充分发挥智慧,运用了许多“黑科技”对塔腿进行“体检”,充分保证建设质量。



一方面,无人机团队在施工现场可利用无人机红外相机,对混凝土浇筑过程进行安全和质量监控。在监控屏上可以看到,实拍画面和对应的红外画面。其中,未浇筑的部分是暗红色,而正在浇筑的部分是亮黄色。可以说,红外技术赋予了现场人员一双“透视”的眼睛,可以实时观察到钢管内部混凝土浇筑情况,该项技术是电网基建领域的一次创新应用。


另一方面,超声波检测技术也有所应用。现场施工人员利用非金属超声监测分析仪,对已经完成浇筑的钢管内部混凝土进行密实度监测,判断是否存在小气孔等缺陷,对于同一个检测点,当波形是匀速变化的几组声速值也基本相同,由此可以判定钢管内部混凝土是密实的。每条塔腿有250个检测点,南北岸两个跨越塔共有2000多个检测点、现场人员对这些点进行周期性监测,最终得到14000多组采样结果并进行数据分析,确保世界第一高输电塔安全、稳固。该项技术同样是首次在电力施工中启用。



“最高塔”可满足800万户家庭日常用电



一直以来,江苏区域经济发展特点明显。据统计,2021年,苏南地区全年用电量4090.92亿千瓦时,占全省57.61%;苏北地区全年用电量1508.76亿千瓦时,占全省21.25%。苏南是整个江苏乃至长三角地区的负荷中心,而苏北地区用能需求较低但新能源发展较快。2021年,仅盐城、南通两地的海上风电就已经突破了千万千瓦的装机规模。山西、内蒙等能源基地通过特高压输送到江苏的电能,大部分也落地在苏北。“北电南送”更加迫切。



由于过江输电能力有限,江苏“苏北窝电、苏南缺电”的现象仍然存在。为缓解电源分布不均衡的问题,国网江苏电力已经构建“六纵六横”500千伏网架结构,建成北电南送高等级过江通道5条,其中4条都是从江面上跨江而过的500千伏输电线路,分别从南京、镇江、江阴等地跨越长江,总体输电能力近1300万千瓦。此外,安徽煤电基地的电能也经由苏通GIL综合管廊工程,在苏州地区穿越长江,输送至苏南及上海,输送能力为980万千瓦。


其中,凤城至梅里500千伏输电线路工程,根据配套线路工程现场进度,跨越塔预计2023年6月工程投入运行。它不仅是泰州凤城至无锡梅里500千伏输电线路工程的重要组成部分,也是江苏境内第六条穿越长江的高等级电力通道,最大输送容量达660万千瓦,每年可将约289亿度的清洁电能从长江北岸被送往长江南岸,可满足约800万户家庭的日常用电需求,显著提升长江两岸的能源互通互济能力。





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