【摘要】10kV線路是我國高壓輸電網(wǎng)的重要部分，轉(zhuǎn)角桿及耐力桿是高壓架空線路的支撐構(gòu)建。由于拉力設(shè)計及施工的不足，導(dǎo)致線路架桿倒塌，引發(fā)電力事故。筆者通過對汽架空線路轉(zhuǎn)角桿受導(dǎo)線拉力設(shè)計要求的分析，不同情況下導(dǎo)線拉力和地線相互作用力的計算以及不規(guī)范要求設(shè)計施工問題及改進(jìn)措施的討論，供該行業(yè)參考。

【關(guān)鍵詞】10kV;轉(zhuǎn)角桿;導(dǎo)線

1.引言

對高壓架空線路的受力分析及施工設(shè)計是現(xiàn)代高壓輸電安全的重要內(nèi)容之一，科學(xué)規(guī)范的設(shè)計計算才能保證結(jié)構(gòu)受力的安全。目前在對10kV架空線路電桿的受力分析中，受導(dǎo)線拉力是其所受約束力的一部分，考慮不同情況下桿受力特點(diǎn)對穩(wěn)定線桿有不可忽視的作用。

2.架空線路轉(zhuǎn)角桿受力結(jié)構(gòu)的規(guī)范設(shè)計要求

10kV的配電架空線路轉(zhuǎn)角桿一般采取多定點(diǎn)拉線，以平衡受力條件。在實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)地形或用電的要求，無論在在農(nóng)村電網(wǎng)或城市電網(wǎng)10kV相應(yīng)線路改造施工過程中，一般會使用到呈現(xiàn)三角形排列的小角度（30度以內(nèi)的轉(zhuǎn)角）導(dǎo)線的轉(zhuǎn)角桿及耐力桿。普通的多層受力桿，從其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可看出它屬于一種超靜定力結(jié)構(gòu)，理論計算上把該種多層 拉線結(jié)構(gòu)體系看成一種承在彈性支座上的多跨型連續(xù)支架梁。對拉線桿的內(nèi)力的計算分析是比較復(fù)雜的，普通計算模式是十分困難的。在實際的施工設(shè)計中，按照一定的分配原則可以簡化受力計算的難度，能有效分析拉線的作用力。主要體現(xiàn)在如下的幾個方面：

（1）首先是轉(zhuǎn)角桿在不同情況下的導(dǎo)線拉力作用，主要包含正常外部風(fēng)作用力及導(dǎo)線斷邊的不平衡張力作用，其中風(fēng)荷載以及分配給不同導(dǎo)線橫擔(dān)的塔身的作用力全部是由導(dǎo)線承擔(dān)。

（2）其次，其次是轉(zhuǎn)角桿受正常風(fēng)作用的地線張力以及相應(yīng)的線入土點(diǎn)定位計算，所受作用力全由地線外分角拉線承擔(dān)。

3.不同情況轉(zhuǎn)角桿受導(dǎo)線拉力作用影響分析

3.1 正常風(fēng)作用力情況

如圖1所示，假設(shè)架空桿的所有的橫向荷載平均地分配給4根導(dǎo)線拉線，該類導(dǎo)線為典型八字型拉線，考慮到桿兩側(cè)的耐張段代表的檔距相差不明顯的情況下，可看作4根導(dǎo)線的均勻受力。對于小轉(zhuǎn)角導(dǎo)線情況也是適用的。

設(shè)每根導(dǎo)線的平均拉力為F1，由以上原理可列出公式：

式中：P為總風(fēng)荷載;a為線路的轉(zhuǎn)角度數(shù)，度;b為拉線對地夾角，度，如圖2所示。

式中：WD為分配給導(dǎo)線橫擔(dān)的塔身風(fēng)荷載大小，KN。

圖1 導(dǎo)線拉力風(fēng)荷載受力圖

3.2 導(dǎo)線斷邊情況

（1）當(dāng)RB與比值小于或等于0.5∑P的情況

（2）當(dāng)RB與比值大于0.5∑P的情況

其受力圖如圖3所示。

圖2 轉(zhuǎn)角管拉線截面圖

圖3 導(dǎo)線斷邊情況受力圖

3.3 導(dǎo)線拉力計算的加強(qiáng)

（1）T0值的確定

T0為初始狀態(tài)下的拉線張力，在考慮完全無風(fēng)載荷的條件下，初始狀態(tài)下張力T0可由下式計算：

（2）優(yōu)化上述計算結(jié)構(gòu)式

一般情況桿塔結(jié)構(gòu)只會在極短時間內(nèi)從一種工作狀態(tài)變換到另一種工作狀態(tài)時才會出現(xiàn)其結(jié)構(gòu)內(nèi)力 突變的狀況，如由于事故引發(fā)斷線、掛線、緊放線動力沖擊及地震因素等[2]。

因此，可使用分析地線順線拉線的內(nèi)力法進(jìn)行重新導(dǎo)八字拉線斷線狀況下的相應(yīng)內(nèi)力的計算 結(jié)構(gòu)式：

（*）

有（*）式簡化可得：

4.小角度轉(zhuǎn)角桿受拉力影響拉線坑定位的計算

4.1 地線分外角拉線拉力F2計算

由上式可得：

式中：Tb為地線張力，kN;Pb為地線風(fēng)荷載，kN;Wb為分配地線橫擔(dān)塔身的風(fēng)荷載，kN;a為線路轉(zhuǎn)角度數(shù)，度;b為其拉線對地夾角，度。

4.2 拉線入土點(diǎn)簡單定位計算

在普通的高壓架空線桿的受拉計算中，地線拉力與導(dǎo)線拉力都是需要同時考慮的。轉(zhuǎn)角桿轉(zhuǎn)角的大小很大程度上取決于地線拉線坑的位置，因此均勻受力的線坑選擇十分重要。

（1）線坑安全距離測算

如圖2所示，DE為架空桿導(dǎo)線與地線拉線的水平交點(diǎn)與桿體中心間的水平間距[3]。AC為順地線方向的拉線入土點(diǎn)與桿體的距離長短，BE是轉(zhuǎn)角桿頂安裝的拉線處和導(dǎo)線橫擔(dān)間的實際距離大小。由BDE與的相似關(guān)系，可得出：

通過上式可以計算出入土點(diǎn)距桿的安全距離大小。

（2）校核a角度大小

對于轉(zhuǎn)角度數(shù)a為小角度的帶地線耐張桿地線，進(jìn)行耐張拉線坑定位時，只需要滿足拉線的順線路入土點(diǎn)能和電桿的中心線水平間距小于AC的計算值，就可以滿足導(dǎo)線與拉線中心的最小距離滿足安全間距，其校核公式如下：

（3）校核入土點(diǎn)與電桿水平間距范圍

根據(jù)小角度轉(zhuǎn)角要求。a的大小應(yīng)小于30度，設(shè)AC.為最小距離，由下式：

由上式得出AC實際值（線坑位置）只要在所計算的AC.與AC的設(shè)計值范圍內(nèi)變化就能滿足安全距離的要求。

5.未規(guī)范耐張拉力設(shè)計引發(fā)的問題及相應(yīng)改進(jìn)措施討論

5.1 架線人員不按設(shè)計規(guī)定作業(yè)

由于相應(yīng)的工作人員在進(jìn)行線路設(shè)計及實際作業(yè)時，為減少施工中比較困難的操作，或是考慮高壓線路造價成本等問題，導(dǎo)致需要進(jìn)行拉線作用的地方缺失。此外，施工人員不按相應(yīng)的規(guī)定操作，只憑借自身的工作經(jīng)驗來判斷安裝拉線的位置，致使后期線路架空電桿的傾斜問題，增加了安全隱患。因此，培養(yǎng)施工人員的責(zé)任心及誠實心，提高相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并加強(qiáng)有關(guān)部門規(guī)范企業(yè)監(jiān)督制度是十分重要的。

5.2 轉(zhuǎn)角桿耐張拉線方向及角度未按要求設(shè)計

10kV高壓架空線轉(zhuǎn)角桿的拉線方向及角度對于桿受力平衡是十分重要的，某些設(shè)計及施工單位一味地考慮降低造價成本，破壞了原有的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，如在配電線路的轉(zhuǎn)角平分線上只裝設(shè)一根拉線[1]。如果兩側(cè)的導(dǎo)線是與桿水平間的拉力一致（轉(zhuǎn)角的耐張桿兩側(cè)檔距相等）的，此時在電桿轉(zhuǎn)角的內(nèi)角平分線上只裝設(shè)一根拉線是能夠讓架空電桿平衡并且穩(wěn)定的。然而如果兩側(cè)導(dǎo)線對電桿的拉力不一致（轉(zhuǎn)角耐張桿兩側(cè)不相等）的時候，此時兩側(cè)導(dǎo)線對架空電桿的合力并不在相應(yīng)的角平分線上，隨著時間的推移，電桿兩側(cè)的導(dǎo)線上的應(yīng)力會隨著導(dǎo)線的初伸長也會發(fā)生相應(yīng)的變化，有可能會出現(xiàn)電桿向檔距小的一側(cè)傾斜的問題。架空電桿傾倒會導(dǎo)致十分嚴(yán)重的觸電事故，且事故的發(fā)生率逐年增長。因此，進(jìn)行合理的拉線設(shè)置，使拉線的數(shù)量及質(zhì)量都能滿足設(shè)計的管飯，就能夠保證配電路的穩(wěn)定及安全地運(yùn)行，并減少安全事故的發(fā)生。

5.3 警示標(biāo)志缺失及拉線檢測不當(dāng)

目前的實際調(diào)查中，在對10kV配電線路的小角度轉(zhuǎn)角耐張桿拉線進(jìn)行觀察時，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量的拉線沒有設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)示，許多人員由于未注意到拉線位置而觸電受傷。此外，在高壓配電線路正常運(yùn)行的過程中，有些電桿的拉線已經(jīng)十分松弛了，其拉力作用也很小。一旦拉線失去承受的拉力，就等于沒有起到平衡電桿的作用，形同虛設(shè)。此時一旦出現(xiàn)線路斷線的問題，由于拉線的失效可能會導(dǎo)致事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，因此，規(guī)范警示標(biāo)牌的設(shè)置以及加強(qiáng)對拉線能力的檢測與維修工作是十分重要的。

5.4 進(jìn)行拉線過程中缺少絕緣保護(hù)

根據(jù)國家的有關(guān)規(guī)定：穿越及靠近導(dǎo)線電桿拉線必須裝設(shè)和線路電壓同等級拉線絕緣保護(hù)層。拉線的絕緣層應(yīng)位于在導(dǎo)線的最低處。為了保證在拉線絕緣層之下的斷線，拉線絕緣層距離地面的高度不宜在2.5m之下。有些電桿的導(dǎo)線由于缺少或存在絕緣層破損，很容易引發(fā)人員的觸電安全事故，同時造成不必要的損失。為了避免人員對拉線搖晃等操作時使導(dǎo)線與拉線接觸造成拉線帶電，相應(yīng)的絕緣保護(hù)設(shè)施必須規(guī)范到位。

6.總結(jié)

無論哪一項成功的工程，都離不開滿足要求的設(shè)計計算。在研究高壓架空轉(zhuǎn)角桿的受力中，通過科學(xué)規(guī)范的設(shè)計計算能夠準(zhǔn)確描述轉(zhuǎn)角桿在不同角度下的受力特點(diǎn)，地線入土點(diǎn)與電桿間的安全距離受導(dǎo)線拉力影響等，對于不規(guī)范的設(shè)計與施工作業(yè)必須嚴(yán)令禁止，避免電力安全事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]江興亮，王向東，時朝軍.10kV配電線路小角度轉(zhuǎn)角耐張拉線的設(shè)置[J].電力技術(shù)與管理，2014（8）.

[2]李成文.雙柱轉(zhuǎn)角桿拉線張力簡化計算的探討[J].規(guī)劃與設(shè)計，2004（6）.

[3]吳志，郭金泉.35kV轉(zhuǎn)角耐張地線拉線坑定位計算[J].農(nóng)村電氣化，2004（7）：27-29.