楊志強(qiáng)

（昆明供電設(shè)計(jì)院，云南 昆明 650011）

1 初步設(shè)計(jì)

1.1 線路路徑選擇

輸電線路的路徑選擇是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，社會(huì)的、經(jīng)濟(jì)的、環(huán)境的以及自然的因素等都對(duì)其有重要影響,是影響輸電線路投資、施工和運(yùn)行是否方便的關(guān)鍵。因此，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)給予高度的重視。路徑選擇分為圖上選線和現(xiàn)場(chǎng)選線兩個(gè)階段，圖上選線應(yīng)做好事前準(zhǔn)備如搜集1/1萬(wàn)～1/5萬(wàn)地形圖；了解電力系統(tǒng)規(guī)劃；城市、工礦發(fā)展、水利、鐵路、高等級(jí)公路等的規(guī)劃；森林及經(jīng)濟(jì)作物分布；軍事設(shè)施、導(dǎo)航臺(tái)、電臺(tái)、已有電力線路情況等。根據(jù)所掌握的情況，盡量避開(kāi)有影響的范圍，讓線路交通方便，路徑最短，地形最好。擬定若干個(gè)路徑方案或局部小方案進(jìn)行比較，一般保留兩個(gè)方案作為初勘方案。

1.2 導(dǎo)線、地線的確定

根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃提供的負(fù)荷資料選定導(dǎo)線截面,其方法一般按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇，用電壓損失、電暈、機(jī)械強(qiáng)度及發(fā)熱條件加以校驗(yàn)。由于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快,加上個(gè)別行業(yè)缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,往往當(dāng)線路一建成,很快就達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行。因此在選擇經(jīng)濟(jì)電流密度時(shí)，須結(jié)合當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃合理選擇，有條件的情況下應(yīng)適當(dāng)增大最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，減少線路投運(yùn)后，因?qū)Ь€截面選擇不合理，造成的超負(fù)荷運(yùn)行。超負(fù)荷運(yùn)行不僅損耗高,而且導(dǎo)線連接點(diǎn)容易發(fā)熱,對(duì)運(yùn)行安全造成隱患。導(dǎo)線類型應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境及使用條件選擇，一般情況選擇普通鋼芯鋁絞線，對(duì)于重冰區(qū)線路可選擇鋁合金鋼芯鋁絞線，在舊線路改造為提高輸送容量可考慮采用耐熱鋁合金鋼芯鋁絞線，同時(shí)要重視鋁鋼截面比的選擇。必要時(shí)，還應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。導(dǎo)線確定后根據(jù)規(guī)程要求選定地線截面并確定型號(hào)。普通地線的選擇應(yīng)對(duì)其進(jìn)行必要的熱穩(wěn)定校驗(yàn)，對(duì)于污穢地區(qū)宜采用鋅鋁合金度層鋼絞線。

1.3 氣象條件的確定

在進(jìn)行輸配電線路設(shè)計(jì)時(shí),首先要明確當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件。氣象條件應(yīng)根據(jù)沿線的氣象臺(tái)、站的氣象資料和附近線路的運(yùn)行情況進(jìn)行綜合考慮。輸電線路設(shè)計(jì)主要考慮下列氣象條件:

1.3.1 最高溫度:用于計(jì)算導(dǎo)線的最大弧垂,保證線路對(duì)地面及建筑物的安全距離；

1.3.2 最低溫度:做為確定導(dǎo)線最大應(yīng)力的基本條件；

1.3.3 最熱月份的平均氣溫:用于驗(yàn)算導(dǎo)線的安全載流量；

1.3.4 最大風(fēng)速:用于確定導(dǎo)線、電桿、拉線等受力部件的外負(fù)荷,以及驗(yàn)算導(dǎo)線與所接近的建筑物的水平安全距離；

1.3.5 年平均氣溫：防震設(shè)計(jì)一般用年平均氣溫時(shí)導(dǎo)線的應(yīng)力作為計(jì)算控制條件；

1.3.6 導(dǎo)線覆冰:用于計(jì)算導(dǎo)線、電桿等部件的機(jī)械強(qiáng)度；

1.3.7 雷電日數(shù):用于防雷保護(hù)方面的設(shè)計(jì)考慮。

風(fēng)速、覆冰厚度和大氣溫度的不同取值成為氣象條件組合。氣象條件的組合既要反映自然的變化規(guī)律以及它們同時(shí)出現(xiàn)的可能性,又要考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的合理性;既反映客觀實(shí)際的危險(xiǎn)程度,保證線路的運(yùn)行、施工、檢修工作等的安全,又要考慮經(jīng)濟(jì)上的合理及計(jì)算上的方便。在技術(shù)上要使線路在危險(xiǎn)的情況下(大風(fēng)、覆冰有風(fēng)、低溫、持續(xù)高溫)能夠正常運(yùn)行,在斷線情況下不倒桿,事故不擴(kuò)大。在內(nèi)部過(guò)電壓、最大風(fēng)速時(shí),導(dǎo)線對(duì)地不發(fā)生閃絡(luò)事故,在最高溫度或覆冰時(shí)保證導(dǎo)線對(duì)地有足夠的安全距離,在施工過(guò)程中不發(fā)生人身、設(shè)備事故。為使設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，除有特殊氣象因素外應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)，同時(shí)在調(diào)查中要注意微地形、微氣象的影響。

1.4 絕緣配合及防雷設(shè)計(jì)

1.4.1 絕緣配合設(shè)計(jì)

絕緣配合設(shè)計(jì)一般從設(shè)備造價(jià)、維修費(fèi)和事故造成的損失三方面進(jìn)行考慮，選出經(jīng)濟(jì)、合理的絕緣水平。架空輸電線路的絕緣配合需要解決。

1.4.1.1 桿塔上的絕緣配合設(shè)計(jì)：按運(yùn)行電壓、操作過(guò)電壓、雷過(guò)電壓來(lái)確定絕緣子的類型、片數(shù)，以及在相應(yīng)風(fēng)速下導(dǎo)線對(duì)桿塔的空氣間隙距離。

1.4.1.2 檔距中央導(dǎo)線與地線間絕緣配合設(shè)計(jì)：按雷過(guò)電壓確定檔距中央導(dǎo)線與地線的空氣間隙距離。

1.4.1.3 檔距中導(dǎo)線對(duì)地及各種被跨越物的絕緣配合設(shè)計(jì)：按操作過(guò)電壓級(jí)雷過(guò)電壓的要求，確定導(dǎo)線對(duì)地及各種被跨越物的最小允許間隙距離。

1.4.1.4 檔距中央不同相導(dǎo)線間的絕緣配合設(shè)計(jì)：按正常運(yùn)行電壓及導(dǎo)線震蕩的情況，確定不同相導(dǎo)線間的最小距離。

以上四方面，在一般的線路設(shè)計(jì)中按設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算即可。

1.4.2 絕緣配合設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

1.4.2.1 對(duì)風(fēng)速的取值。如正常工頻點(diǎn)壓：按最大風(fēng)速計(jì)算；操作過(guò)電壓：按最大風(fēng)速的50%計(jì)算，但不低于15m/s；雷電過(guò)電壓：按10 m/s計(jì)算（氣候惡劣的地方也可以用15m/s）；校驗(yàn)帶電作業(yè)間隙時(shí)的氣象條件為：氣溫15℃，風(fēng)速10 m/s。

1.4.2.2 絕緣子片數(shù)的選擇一般是指懸垂絕緣子串的片數(shù)，耐張絕緣子串的片數(shù)應(yīng)比垂絕緣子串多一片。

1.4.2.3 全高超過(guò)40米有地線的桿塔，高度每增加10米，應(yīng)增加一片絕緣子，此時(shí)，雷電過(guò)電壓的間隙也應(yīng)相應(yīng)增大。

1.4.2.4 計(jì)算導(dǎo)線與導(dǎo)線間的最小距離（即線間距離）應(yīng)注區(qū)分普通擋距、大檔距、大跨越的不同，應(yīng)分別選用相應(yīng)公式計(jì)算。一般普通擋距指1000m以下檔距；大檔距指1000-2000米不需要特殊考慮的檔距；大跨越指跨越通航大河流、湖泊和海峽，檔距在1000m以上或塔高在100m以上，導(dǎo)線和桿塔需要特殊考慮的檔距。

1.4.3 防雷設(shè)計(jì)

按送電線路的電壓等級(jí),通過(guò)地區(qū)雷電活動(dòng)情況和已有線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定采用地線根數(shù),確定地線的保護(hù)角。架空送電線路最有效的防雷保護(hù)是采用接地的地線,并且地線的保護(hù)角越小,其遮蔽效果越好(一般應(yīng)小于20°),對(duì)于同塔多回路線路應(yīng)盡可能的采用負(fù)保護(hù)角，條件允許應(yīng)提高絕緣水平，即采用平衡高絕緣。

降低接地電阻是提高線路耐雷水平的有效手段，因此水泥電桿的地線、橫擔(dān)和絕緣子固定部分,應(yīng)有可靠的連接和接地,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)土壤電阻率的實(shí)測(cè)工作，合理設(shè)計(jì)桿塔接地裝置，盡可能的降低接地電阻，這對(duì)減小線路雷擊跳閘率，提高線路安全運(yùn)行水平十分有意義。

對(duì)于35kV線路一般不沿全線架設(shè)地線,只在發(fā)電廠、變電所進(jìn)出線架設(shè)1～2km地線(如線路很短宜全線架設(shè)地線)。要正確認(rèn)識(shí)《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的1～2km的進(jìn)線段保護(hù)距離,這是指一般而言,不能死搬硬套。一般雷暴日超過(guò)40天的多雷地區(qū),進(jìn)線段應(yīng)達(dá)3km或更長(zhǎng)一點(diǎn),并且還要提高進(jìn)線段桿塔的耐雷水平(降低接地電阻),盡量減少雷擊造成的閃絡(luò)。同時(shí),也要重視無(wú)地線的桿塔接地。無(wú)地線的水泥電桿、金屬桿塔的接地電阻雖然一般不受限制,但在年均雷暴日超過(guò)40天的地區(qū),接地電阻也不宜超過(guò)30Ω。

1.5 桿塔和基礎(chǔ)型式

1.5.1 桿塔設(shè)計(jì)

在工程設(shè)計(jì)中,一般應(yīng)盡量選用典型設(shè)計(jì)或經(jīng)過(guò)施工、運(yùn)行考驗(yàn)過(guò)的成熟桿塔型式。對(duì)新型桿塔的設(shè)計(jì),需要充分研究設(shè)計(jì)理由,一般經(jīng)過(guò)科學(xué)試驗(yàn)后再選用。桿塔型式的選擇確定,要結(jié)合導(dǎo)線選型，線路通過(guò)地區(qū)的地質(zhì)、氣象情況以及運(yùn)行單位的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等來(lái)合理選擇確定。桿塔高度的確定要根據(jù)具體線路是否有林木跨越要求和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等確定。現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)安全要求越來(lái)越高，因此在桿塔的使用上應(yīng)適當(dāng)留有裕度。

1.5.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)型式的選擇要按照全線地形、地質(zhì)、水文等情況,以及基礎(chǔ)受力條件,來(lái)確定基礎(chǔ)型式。鋼筋混凝土桿和鐵塔的基礎(chǔ)按其受力型式劃分,可分為:上拔、下壓類基礎(chǔ)和傾覆類基礎(chǔ)。前者主要承受上拔力和下壓力,如電桿的拉線盤、底盤,均屬于這種基礎(chǔ);后者主要承受傾覆力矩,如卡盤,就屬于這種基礎(chǔ)。鐵塔基礎(chǔ)一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土立柱式基礎(chǔ)，特殊情況采用灌注樁基礎(chǔ)。

1.6 通信保護(hù)設(shè)計(jì)

電力線路與通信線交叉跨越時(shí),其交叉角應(yīng)符合“線路設(shè)計(jì)規(guī)程”規(guī)定,跨越Ⅰ級(jí)通信線路時(shí),交叉角應(yīng)不小于45°;跨越Ⅱ級(jí)通信線時(shí),交叉角應(yīng)不小于30°;跨越Ⅲ級(jí)通信線時(shí)不作規(guī)定。

1.7 初步設(shè)計(jì)應(yīng)提供圖紙資料

初步設(shè)計(jì)應(yīng)提供設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、線路路徑方案圖、變電所進(jìn)出線平面圖、導(dǎo)線力學(xué)特性表、地線力學(xué)特性表、絕緣子串及金具組裝一覽圖、接地裝置圖、桿塔形式一覽圖、基礎(chǔ)形式一覽圖；設(shè)備材料估算表；巖土工程報(bào)告；水文氣象報(bào)告（必要時(shí)）；概算書(shū)。

2 110kV輸電線路工程設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題及注意事項(xiàng)

2.1 設(shè)計(jì)中應(yīng)注意線路相位的對(duì)應(yīng),尤其是T接線路，一定要調(diào)查清楚原線路起止端的相位情況及線路中是否有相位改變的情況；另外是不同的用電系統(tǒng)相連接時(shí)一定要注意相位的變化，可能和電力系統(tǒng)的習(xí)慣不一致，如鐵路牽引變。

2.2 線路導(dǎo)線排列方式改變的地方，如水平變垂直排列，三角變垂直排列等，必須要校驗(yàn)線間距離是否滿足絕緣配合的要求。一旦發(fā)生電氣距離不夠的問(wèn)題，解決起來(lái)將十分困難。同時(shí)要注意防止35kV架空線變電站進(jìn)出線檔終端桿塔比變電站構(gòu)架高出太多的情況，這往往會(huì)導(dǎo)致中導(dǎo)線對(duì)塔身電氣距離不夠。

2.3 加強(qiáng)初步設(shè)計(jì)的野外踏勘工作，設(shè)計(jì)人員一定要親臨現(xiàn)場(chǎng),對(duì)輸電線路沿線地質(zhì)、地貌、水文等情況詳細(xì)勘測(cè),即看即記，不能過(guò)后補(bǔ)記。

2.4 當(dāng)使用的耐張轉(zhuǎn)角塔為船型橫擔(dān)，當(dāng)轉(zhuǎn)角度數(shù)大于50度時(shí)應(yīng)校驗(yàn)邊導(dǎo)線對(duì)橫擔(dān)的電氣距離是否滿足要求。

2.5 “T”接的輸電線路,需設(shè)計(jì)出該“T”接點(diǎn)采用的桿型,并應(yīng)具體說(shuō)明連接布置方法。

2.6 當(dāng)高差很大時(shí)，一般不要采用干字型耐張轉(zhuǎn)角塔，容易發(fā)生桿塔跳線對(duì)塔身距離不夠的問(wèn)題，如確需采用須進(jìn)行校驗(yàn)；耐張塔一定要提供掛板火曲度數(shù)；采用的塔型為杯型或貓型塔還需校驗(yàn)中導(dǎo)線對(duì)瓶口的電氣距離。

2.7 耐張塔前后側(cè)掛有不同型號(hào)導(dǎo)線時(shí)，注意導(dǎo)線產(chǎn)生的張力差是否影響桿塔，特別是拉線耐張水泥桿應(yīng)進(jìn)行特殊處理。

2.8 嚴(yán)格執(zhí)行先勘察、后設(shè)計(jì)、再施工的原則,嚴(yán)禁違反基建程序,邊勘察、邊設(shè)計(jì)、邊施工的“三邊”工程。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,對(duì)110kV及以下輸電線路初步設(shè)計(jì)過(guò)程及設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析介紹，內(nèi)容包括:線路路徑選擇、導(dǎo)線形式選擇、地線型式選擇、氣象條件確定、絕緣配合及防雷設(shè)計(jì)、桿塔型式選擇、桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、通信保護(hù)設(shè)計(jì)及初步設(shè)計(jì)應(yīng)提供圖紙資料，并就一些設(shè)計(jì)中容易發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行了介紹，供同行參考。

[1]國(guó)家電力公司東北電力設(shè)計(jì)院《電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版》中國(guó)電力出版社2003年出版