淺談110 kV以下電力輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

武永泉，郭更，馬聯(lián)

(國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司南京市供電公司，江蘇南京210013)

[摘要]隨著城市建設(shè)的不斷推進(jìn)以及城鄉(xiāng)一體化的進(jìn)程加快，越來(lái)越多的土地被納入規(guī)劃中，電力輸電線路的建設(shè)范圍愈發(fā)縮小，一定程度上加大了。我國(guó)電力輸電線路的發(fā)展難度。主要以110 kV以下電力輸電線路中存在的問(wèn)題切入，并逐點(diǎn)分析其設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)，、對(duì)電力輸電線路進(jìn)行合理的探究。

關(guān)鍵詞 電力輸電線路線路設(shè)計(jì) 技術(shù)分析

中圖分類號(hào)TM75

0引言

電能能夠給人們提供便利的生活，并且在日常生活中較容易控制和利用。因此人們對(duì)電力的需求不斷增大，從而促使電力企業(yè)不斷發(fā)展。電力的供給與電力的需求相輔相成，110 kV以下的電力輸電工程在這一過(guò)程中得到較人的發(fā)展機(jī)會(huì)。但是輸電線路受較多因素的影響并引發(fā)了一些問(wèn)題，如何規(guī)避或預(yù)防這些問(wèn)題使人們能夠安全用電成為目前關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 110 kV以下電力輸電線路中存在的問(wèn)題

輸電線路是電力系統(tǒng)中重要的組成部分。目前輸電線路的建設(shè)一般分為兩種：一類是電纜結(jié)構(gòu)，一類是架空結(jié)構(gòu)。我國(guó)主要運(yùn)用架空結(jié)構(gòu)這種建設(shè)方法。其主要施工部分有導(dǎo)線、桿塔等，在建設(shè)過(guò)程中，需要注意施工的每一個(gè)細(xì)節(jié)，因?yàn)槿魏尉植繕?gòu)件發(fā)生問(wèn)題都會(huì)影響到整體，帶來(lái)嚴(yán)重的不便，引發(fā)輸電的安全性和穩(wěn)定性。造成輸電線路發(fā)生問(wèn)題主要有兩類因素：其一，人為因素，在建設(shè)過(guò)程中因?yàn)槭┕と藛T的不恰當(dāng)操作，將不與實(shí)際相匹配的線路進(jìn)行搭建，造成較為嚴(yán)重的影響;其二，其他因素，電路建設(shè)中會(huì)經(jīng)常增加新的電路，當(dāng)新舊電路組合在一起進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，一旦電力需求過(guò)大，可能會(huì)導(dǎo)致電力輸送的不穩(wěn)定性和用電安全問(wèn)題，如圖1。

2 110 kV以下電力輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)的要點(diǎn)

110 kV以下電力輸電線路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要包括五大部分，每部分對(duì)輸電線路的運(yùn)行都發(fā)揮著巨大的作用，使其能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)作。以下對(duì)這五大部分做具體的介紹：

2.1架空結(jié)構(gòu)的具體應(yīng)用

根據(jù)不同的分類形式，可以將架空線路結(jié)構(gòu)分為不同的類型。按照使用的塔桿材料可以分為鐵塔和鋼筋混凝土兩類;按照受力點(diǎn)和用途可以分為直線型、轉(zhuǎn)角型、耐張型、終端型四類。

直線桿塔一般在直線路段上使用，其張力較大且可以斷線、可以順路，可以承擔(dān)水平或垂直的荷載力。轉(zhuǎn)角桿塔則是運(yùn)用在轉(zhuǎn)角路段。耐張桿塔主要體現(xiàn)在其張力上，在直線桿塔的基礎(chǔ)上，其張力更大。終端桿塔一般是在首尾兩端設(shè)置。這四類桿塔彼此間又相互交融，發(fā)生作用。

2.2基礎(chǔ)塔桿設(shè)計(jì)要點(diǎn)

按照線路路徑的特點(diǎn)，結(jié)合考慮經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠以及維護(hù)方便、有益于環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)選擇，來(lái)確定合理的桿塔形式。為起到有效的節(jié)約土地資源的作用，對(duì)線路走廊寬度進(jìn)行壓縮，減少房屋拆遷，盡可能使用絕緣子串“V”型布置方案、導(dǎo)線垂直排列等并不會(huì)太占用走廊面積的塔型。

合理確定桿塔結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)。參考電壓等級(jí)，合理明確導(dǎo)地線的不平衡張力與斷線張力。每一類型的桿塔都需要按照線路的正常運(yùn)行情況、不均勻冰荷載、安裝以及斷線等相關(guān)情況的荷載做出有效計(jì)算，如情況必要，還要對(duì)稀有氣象、地震等情況做出驗(yàn)算。對(duì)于存在較大高差的地域，還應(yīng)考慮導(dǎo)地線存在的縱向不平衡張力，旨在保證桿塔的抗冰效用。

2.3導(dǎo)線的選擇

在進(jìn)行電力輸送線路的設(shè)計(jì)時(shí)，導(dǎo)線的選擇是其中的一個(gè)關(guān)鍵件技術(shù)要點(diǎn)，而掌握導(dǎo)線選擇的技巧對(duì)保障輸送線路的穩(wěn)定性和可靠性具有非常重要的作用。在實(shí)際的作業(yè)過(guò)程中，根據(jù)不同地區(qū)的差異及其負(fù)載能力的不同，所采用的導(dǎo)線材料也會(huì)有所不同的。通常情況下，對(duì)于架空線的材料來(lái)說(shuō)，其廣泛使用的主要有鋼鋁、鋁合金、鋼等主要的材料。在實(shí)際生活中，最理想的導(dǎo)線材料是銅，這主要是由于銅導(dǎo)線的性能和強(qiáng)度都比較良好，可以為輸送線路的質(zhì)量提供良好的保障，但是存在的一大問(wèn)題則是材料本身價(jià)格比較昂貴，因此大量的使用會(huì)增加成本預(yù)算。其次較為理想的導(dǎo)線材料則是鋁，對(duì)于鋁材料來(lái)說(shuō)，其導(dǎo)電性能僅次子銅，且市場(chǎng)價(jià)格也比較低，但就其機(jī)械強(qiáng)度來(lái)說(shuō)則比較低，因此其并不滿足于110 kV線路設(shè)計(jì)的要求。另外，對(duì)于鋁合金導(dǎo)線材料來(lái)說(shuō)，其機(jī)械強(qiáng)度與銅材料較為相似，但是在遇到震動(dòng)時(shí)容易出現(xiàn)斷股問(wèn)題。此外，鋼材料的機(jī)械強(qiáng)度較高，且市場(chǎng)價(jià)格也不是很高，但該材料具有較差的導(dǎo)電性能及較弱的防腐性能。由此可見(jiàn)，在日常的110 kV以下電力輸電線路設(shè)計(jì)中比較合適的導(dǎo)線材料則為鋼芯鋁絞線。

2.4絕緣子串

使用在輸電線路中的絕緣子串，其由于桿塔結(jié)構(gòu)、絕緣子結(jié)構(gòu)型式、導(dǎo)線大小和每相子導(dǎo)線的根數(shù)以及電壓等級(jí)的不同。使絕緣子串的組裝型式有所不同，但通常情況下其可分為懸垂絕緣子串和耐張絕緣子串兩大類。應(yīng)按照污穢程度與污染物的成分情況，對(duì)材質(zhì)不同的絕緣子做技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)性方面的比較，在綜合考量經(jīng)濟(jì)性相安全性之后，最后確定所使用的絕緣子形式。同一地區(qū)所屬范圍內(nèi)，應(yīng)該依照電壓的等級(jí)、導(dǎo)地線的型號(hào)來(lái)對(duì)金具和金具串形式做出統(tǒng)一確定。在實(shí)際的作業(yè)過(guò)程中，為了保障導(dǎo)線對(duì)地有足夠的絕緣間隙，其一般是需要將只懸式絕緣子進(jìn)行串接，以使其能夠配合架控式的懸掛體系，這便是絕緣子串的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

2.5氣象條件

高壓輸電線路容易受到氣象條件的不良影響，所以，確定好相應(yīng)的氣象條件，可以從根本上為高壓輸電線路的安全、順利運(yùn)行保駕護(hù)航。在剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的階段，設(shè)計(jì)工作者應(yīng)該實(shí)地走訪線路預(yù)期會(huì)經(jīng)過(guò)的各市、縣氣象臺(tái)，把握沿線各地區(qū)的氣象情況，包括大氣的濕度和溫度、降雪與導(dǎo)線覆冰情況、風(fēng)速與降雨情況。其中，導(dǎo)線覆冰情況很可能通過(guò)走訪也不能了解清楚，所以這一問(wèn)題也就成為了氣象設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)與重點(diǎn)，應(yīng)著重提出應(yīng)對(duì)舉措。

2.6路徑設(shè)計(jì)

在110 kV以下電力輸電線路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，線路路徑的合理設(shè)計(jì)在其中具有非常重要的作用。對(duì)保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重要的意義。因此，在實(shí)際的作業(yè)過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)此給予高度的重視。首先，在進(jìn)行線路設(shè)計(jì)時(shí)，工作人員應(yīng)對(duì)所規(guī)劃設(shè)計(jì)的區(qū)域進(jìn)行資料的收集與整理，如通過(guò)實(shí)地考察來(lái)迸一步了解區(qū)域的交通、水文、入文、通信等相關(guān)信息，以結(jié)合各方面的因素來(lái)制定有效的設(shè)計(jì)方案，這些前期的準(zhǔn)備工作能為切實(shí)可行的結(jié)論提供良好的依據(jù)。其次，工作人員通過(guò)落實(shí)路線路徑圖、桿塔圖、平斷面圖、鐵塔基礎(chǔ)圖等基本的繪制工作，從而則需要將相應(yīng)的圖紙與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行一定的比對(duì)，以通過(guò)認(rèn)真地核實(shí)來(lái)保障線路設(shè)計(jì)的合理與準(zhǔn)確。其中，線路的路徑應(yīng)盡可能地規(guī)避森林、農(nóng)田等地，并應(yīng)盡可能地實(shí)現(xiàn)交通的便捷。此外，在完成一系列的調(diào)研工作之后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)前期的分析報(bào)告對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)行全面地把握;以避免在后期的實(shí)踐中出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤等問(wèn)題。

2.7避雷器設(shè)計(jì)

在整個(gè)輸電線路的設(shè)計(jì)作業(yè)中，避雷器作為電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要電氣設(shè)備，其對(duì)保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有非常重要的作用。因此，在整個(gè)輸電線路的運(yùn)行作業(yè)中，為了從根本上保證電力設(shè)備的良好運(yùn)行，人們還需要掌握避雷器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以充分發(fā)揮其在電力系統(tǒng)中的重要功能。作為一種重要的電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，避雷器的主要作用就是在一定程度上限制電力線或者信號(hào)傳輸線的雷電高電壓，以防止用電設(shè)備被高電壓沖擊擊穿。其中，在安裝避雷器的時(shí)候，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)線路的負(fù)荷性質(zhì)、線路電壓以及系統(tǒng)運(yùn)行等內(nèi)容來(lái)進(jìn)行綜合性的考慮，并根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行合理地設(shè)置。另外，對(duì)于避雷器在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中所存在的各種故障問(wèn)題，相關(guān)人員也需要從具體情況出發(fā)，以通過(guò)采取合適的方法來(lái)避免故障問(wèn)題的產(chǎn)生。此外;避雷器的使用也具備一定的技術(shù)性要點(diǎn)，相關(guān)人員應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求來(lái)進(jìn)行設(shè)備的使用，從而實(shí)現(xiàn)避雷器的應(yīng)用區(qū)域科學(xué)合理化。

2.8環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)

像是就山區(qū)來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡可能地保證植被覆蓋率，以免發(fā)生水土流失的問(wèn)題。做鐵塔塔腿的前期設(shè)計(jì)時(shí)，在該區(qū)域處應(yīng)專門設(shè)計(jì)為全方位的長(zhǎng)短腿塔型，由此來(lái)貫徹環(huán)保的思想。這一塔型的設(shè)計(jì)實(shí)際上還能減少成本投入，間接保證了經(jīng)濟(jì)效益。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，110 kV以下電力輸電線路的合理設(shè)計(jì)對(duì)促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展具有非常重要的影響，因此相關(guān)人員需對(duì)此給予高度的重視，以通過(guò)強(qiáng)化相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)的要點(diǎn)知識(shí)，并采取有效的線路設(shè)計(jì)方法來(lái)促進(jìn)整個(gè)電網(wǎng)的健康發(fā)展，從而為電業(yè)行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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