余 烽 羅晉超

（國網(wǎng)江西省電力公司贛州供電分公司運維檢修部 江西贛州 341000）

關(guān)于輸電線路設(shè)計的一般設(shè)計方法淺談

余 烽 羅晉超

（國網(wǎng)江西省電力公司贛州供電分公司運維檢修部 江西贛州 341000）

在進(jìn)行輸電線路設(shè)計時，為了保證經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約社會資源，需要從輸電線路維護(hù)、輸電線路使用壽命等方面入手，科學(xué)的進(jìn)行設(shè)計?；诖耍疚膶旊娋€路設(shè)計的一般設(shè)計方法進(jìn)行探討。

輸電線路設(shè)計；一般設(shè)計；方法

當(dāng)前我國電力工業(yè)發(fā)展迅猛，為我國社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。在現(xiàn)代化建設(shè)腳步不斷的加快下，電力和人們的生活關(guān)系日益密切。輸電線路作為電路系統(tǒng)交換、傳輸、分配和調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是保證電網(wǎng)正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。輸電線路設(shè)計的合理性，對線路的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及線路運行的安全性均有比較大的影響。

1 選擇路徑

在建設(shè)輸電線路工程時，通常會優(yōu)先采用架空輸電線路的方法進(jìn)行施工。但是當(dāng)需要從水域穿過、從擁擠地段穿過或者從城區(qū)穿過時，需要使用電纜線路進(jìn)行施工。本文重點對架空線路設(shè)計進(jìn)行探討。在進(jìn)行設(shè)計時，一般將線路路徑分為室外勘探和室內(nèi)選線兩種。設(shè)計初期需要利用1：10000的地圖進(jìn)行選線，然后對方案進(jìn)行綜合對比，找出最佳的施工方案。將合理的路徑保留下來，然后進(jìn)行室外勘測。

在進(jìn)行勘測時要做好以下方面的工作：①要對線路的長短進(jìn)行檢查；②根據(jù)地質(zhì)情況、地勢情況、地物條件、不良地形等對線路的影響進(jìn)行分析；③勘測交通運輸?shù)谋憷潭?；④檢查桿型選擇的要求是否達(dá)到要求；⑤選擇主材料和總投資。通常要選擇轉(zhuǎn)角少、線路造價低、線路更短、占用樹林田地少、施工便利的施工路徑[1]。

2 電氣部分和機(jī)械力學(xué)部分的設(shè)計

2.1 計算機(jī)械力學(xué)

在對線路導(dǎo)線受力進(jìn)行計算時，主要是利用柔索理論進(jìn)行計算。在進(jìn)行力學(xué)計算時，先要將線路的各類荷受力荷載準(zhǔn)確確定出來。其中荷載主要分為垂直荷載、縱向荷載和橫向荷載，綜合考慮斷線情況和正常情況后，采用分偏斷線荷載耐張90°轉(zhuǎn)角來進(jìn)行校核計算。下文主要使用非均勻和均勻荷載進(jìn)行計算：

（1）荷載不均勻的情況下，最高溫度下導(dǎo)線的最大弧垂：

式中：g1指的是導(dǎo)線自重比載；σ指的是最高環(huán)境溫度下比載為g1時導(dǎo)線應(yīng)力大小。導(dǎo)線上任意點切想張力大小為：

式中：T0指的是導(dǎo)線水平張力；cosa指的是導(dǎo)線傾斜角。

（2）荷載均勻的情況下導(dǎo)線應(yīng)力和弧垂計算：

在荷載均勻的情況下，導(dǎo)線比在為：g1+g2+g3，其中（g1指的是導(dǎo)線自重比載，g2指的是冰重比載，g3指的是風(fēng)壓比載）。進(jìn)行簡單推算后：g= 0.6127KC（d+2b）V2/A×10-3，C指的是空氣動力系數(shù)、K指的是風(fēng)壓高度變化系數(shù)、（d+2b）指的是臨風(fēng)導(dǎo)線直徑、A指的是導(dǎo)線截面、V指的是設(shè)計風(fēng)速。

在最高環(huán)境溫度下均勻荷載最大弧垂為：

導(dǎo)線最低點用到的最大應(yīng)力：

式中：σr指的是導(dǎo)線瞬時破壞應(yīng)力；K指的是導(dǎo)線安全系數(shù)。均勻荷載下導(dǎo)線平均應(yīng)力大小為：

式中：σc指的是檔距中央導(dǎo)線切向應(yīng)力。

2.2 電氣部分設(shè)計

在進(jìn)行導(dǎo)線截面的選擇時，要根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度進(jìn)行選擇，線路導(dǎo)線截面使用以下公式進(jìn)行計算：

式中：v指的是額定電壓；P指的是輸送功率，單位為kW；J指的是經(jīng)濟(jì)電流密度，單位為A/mm2。根據(jù)導(dǎo)線截流量對截面進(jìn)行核對，對導(dǎo)線載流量進(jìn)行計算：

長期允許荷載流量大于I，可以達(dá)到要求。根據(jù)額定電壓、額定電流進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇，并根據(jù)動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定對電氣設(shè)備進(jìn)行校驗，根據(jù)電壓損耗對線路末端電壓進(jìn)行核對。

3 防雷設(shè)計

在輸電線路設(shè)計中，防雷是非常重要的一項工作，可以有效降低電力系統(tǒng)雷害事故率，降低電量損失。輸電線路防雷設(shè)計除了可以提升線路自身的穩(wěn)定性和可靠性，而且可以防止雷電波對發(fā)電廠和變電所造成影響，保證電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定、安全的運行[2]。在進(jìn)行輸電線路防雷設(shè)計時，要對線路所經(jīng)區(qū)域雷電活動的強(qiáng)度、電壓的等級進(jìn)行分析，進(jìn)行計算對比后制定相應(yīng)的保護(hù)措施。

按照附鹽密度、污穢性質(zhì)、氣候等對污穢等級和污穢區(qū)段的等級進(jìn)行劃分，并制定出具體的防污措施，保證絕緣設(shè)計質(zhì)量。此外，還要選擇選擇不同類型的緣子串，片數(shù)要根據(jù)荷載條件、電壓等級進(jìn)行選擇。并且要明確規(guī)定絕緣子串的使用條件。

根據(jù)線路電壓、雷電活動情況、線路運行情況確定檔距、保護(hù)角、避雷線根數(shù)，使用避雷線進(jìn)行防雷，保證避雷線保護(hù)角保持在最小范圍中?？紤]到避雷線的成本比較高，一般不會全線都設(shè)計避雷線，在設(shè)計時會使用導(dǎo)線三角形進(jìn)行排列，并利用最上側(cè)一相導(dǎo)線作為避雷線。并使用水平排列門型桿塔架設(shè)避雷線進(jìn)線段，不僅可以降低雷擊掉閘率，并且可以延長進(jìn)線段距離。為了避免出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，要盡量提升進(jìn)線段電桿抗雷水平。

4 桿塔和基礎(chǔ)型式的選擇

4.1 設(shè)計塔桿

首先將直線桿的桿型確定出來，根據(jù)導(dǎo)線確定使用雙桿還是雙桿，然后根據(jù)線路所經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)情況，設(shè)計使用淺埋式或深埋式加拉桿型。確定好直線桿的尺寸和桿型后，卻低ing加高直線桿、終端桿、轉(zhuǎn)角桿桿型。對于立桿困難的區(qū)域，使用和水泥桿配合的鐵塔。

4.2 基礎(chǔ)型式的設(shè)計

根據(jù)水文情況、地質(zhì)情況、地形情況選擇基礎(chǔ)型式，并根據(jù)基礎(chǔ)受力情況，水文情況、地質(zhì)情況和地形情況設(shè)計基礎(chǔ)型式，鐵塔和鋼筋混凝土桿的基礎(chǔ)按照受力類型進(jìn)行劃分，主要分為傾覆類基礎(chǔ)、下壓類基層、上拔類基礎(chǔ)。鐵塔基礎(chǔ)通常使用裝配預(yù)制基礎(chǔ)，對于砂土或粘性土使用灌注樁基礎(chǔ)進(jìn)行施工。

5 確定線路排桿位置

在對線路排桿位置進(jìn)行確定時，要在勘察測量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對線路進(jìn)行實量模擬，可以利用定位CAD系統(tǒng)進(jìn)行線路排桿定位。首先先進(jìn)入到CAD系統(tǒng)測量狀態(tài)，然后進(jìn)行單位圖式的選擇，將比例尺設(shè)計好，并導(dǎo)入測量數(shù)據(jù)，標(biāo)注出需要跨越的障礙物，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行編輯和瀏覽，設(shè)計線路的安全參數(shù)和導(dǎo)地線配置，進(jìn)入到操作系統(tǒng)的狀態(tài)界面后進(jìn)行立塔，然后對跨越距離進(jìn)行檢查[3]。合格后，將設(shè)計成果輸出來，進(jìn)而將線路的各種跨越方法直觀的體現(xiàn)出來。

6 輸電線路設(shè)計需要注意的地方

①對于變電所的架空線路終端和出線端要合理的進(jìn)行引線，做好區(qū)域防雷保護(hù)和架空線防雷保護(hù)之間的銜接工作。②放線測量人員要到設(shè)計現(xiàn)場進(jìn)行勘察，將實踐和理論結(jié)合到一起，根據(jù)地質(zhì)地貌情況，進(jìn)行桿型的選擇。③輸電線路使用“T”接時，要將“T”接點使用的桿型設(shè)計出來，并將連接方法說明。④要認(rèn)真勘察輸電線路的水文情況、地貌情況、地質(zhì)情況，合理設(shè)計卡盤規(guī)格、電桿埋深、地盤規(guī)格，并結(jié)合實際情況將電桿根部的防腐工作做好。⑤要明確輸電線路路徑，清晰明了。⑥按照先勘察、后設(shè)計、最后施工的基本原則開展施工，不允許不按照規(guī)定的建設(shè)流程進(jìn)行施工。

7 結(jié)論

總而言之，在進(jìn)行輸電線路設(shè)計時，需要涉及很多施工環(huán)節(jié)，對施工質(zhì)量要求比較高，為了保證輸電線路的設(shè)計質(zhì)量，需要監(jiān)督管理人員和施工人員認(rèn)真配合，結(jié)合輸電線路所在地區(qū)的實際情況設(shè)計施工圖，做好勘測工作，保證線路施工質(zhì)量。

[1]李強(qiáng).110kV輸電線路典型設(shè)計與山西省常規(guī)設(shè)計的比較[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009（03）：169～171.

[2]郭日彩，許子智，齊立忠，等.美國輸電線路典型設(shè)計概況及對我國電網(wǎng)工程設(shè)計建設(shè)的啟示[J].電網(wǎng)技術(shù)，2007（12）：33～41.

[3]張明杰.輸電線路設(shè)計工作中應(yīng)對措施[J].化工管理，2015（19）：179.

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1004-7344（2016）05-0056-02

2016-2-5

余烽（1989-），男，江西贛州人，助理工程師，本科，從事電力線路管理工作。