摘 要：配電線路是組成電力系統(tǒng)的重要部分，也是電力由電站輸送至用戶端的最后步驟，其設(shè)計(jì)質(zhì)量一般關(guān)乎到整個(gè)電力系統(tǒng)建設(shè)的綜合效益。近年來(lái)，10kV配電線路在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用范圍很廣，其是農(nóng)村配網(wǎng)工程改造的重難點(diǎn)。據(jù)此，為了提高農(nóng)村電網(wǎng)的供電質(zhì)量，文章作者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要分析10kV配電線路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路；設(shè)計(jì)；桿塔設(shè)計(jì)

引言

配電線路是一種將電力從降壓變電站送至配電變電站的線路，其中當(dāng)電壓為6-10kV時(shí)，稱作中壓配電線路。一般來(lái)講，配電線路具有覆蓋面廣、線路長(zhǎng)、設(shè)備質(zhì)量不一及易受環(huán)境因素影響等特點(diǎn)，因此在整個(gè)電力輸送中，將不可避免地出現(xiàn)故障，從而影響到供電的安全性和經(jīng)濟(jì)性。據(jù)此，在配電線路工程中，應(yīng)重視對(duì)10kV配電線路的設(shè)計(jì)研究，具體應(yīng)堅(jiān)持科學(xué)性、安全性和經(jīng)濟(jì)性原則，從而保證整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。在本案，作者將從如下方面淺析10kV配電線路的設(shè)計(jì)。

1 機(jī)電方面的設(shè)計(jì)

在10kV配電線路中，機(jī)電方面的設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，其一般包括如下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

1.1 氣象條件的選擇

若10kV配電線路很長(zhǎng)或其在氣象區(qū)的環(huán)境十分復(fù)雜，則可對(duì)氣象區(qū)進(jìn)行分段選擇，而在設(shè)計(jì)線路時(shí)，應(yīng)將電線覆冰、風(fēng)速和氣溫等氣象條件整合在一起，從而計(jì)算得出最佳氣象區(qū)。

1.2 導(dǎo)線的選型

在導(dǎo)線的選型中，一般要求對(duì)下列方面進(jìn)行重點(diǎn)控制：（1）根據(jù)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，先確定導(dǎo)線的截面，再通過(guò)計(jì)算來(lái)驗(yàn)證導(dǎo)線的規(guī)格和型式，注意導(dǎo)線的機(jī)械性能和電氣特征應(yīng)體現(xiàn)在這一驗(yàn)證結(jié)果中；（2）在設(shè)計(jì)中闡明導(dǎo)線的最大應(yīng)力、安全系數(shù)等，并結(jié)合導(dǎo)線的力學(xué)特征來(lái)繪制相應(yīng)的曲線，注意在這一過(guò)程中，應(yīng)先計(jì)算出導(dǎo)線在不同溫度下的弧垂值，再以表格形式加以描述。

1.3 線路的組裝形式

一般來(lái)講，線路的組裝形式隨其用途的不同而發(fā)生改變。因此，在組裝10kV配電線路時(shí)，應(yīng)從導(dǎo)線型號(hào)、絕緣子形式和桿塔結(jié)構(gòu)等方面來(lái)選定絕緣子串的組裝形式，即：當(dāng)絕緣子串與導(dǎo)線的斷線張力及最大累積荷重相符時(shí)，僅需選擇單串形式的絕緣子串；當(dāng)線路分布在一些特殊的環(huán)境下，如重冰區(qū)、大溝壑、大檔距等，一般應(yīng)選擇雙串形式的絕緣子串。

1.4 導(dǎo)線的防震設(shè)計(jì)

風(fēng)向、風(fēng)速、檔距、地形和線路的架設(shè)高度等一般會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線振動(dòng)，甚至危及線路的安全運(yùn)行。因此，在10kV配電線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取有效的防震對(duì)策，但在對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行防震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)線的最大應(yīng)力、平均應(yīng)力、安全系數(shù)、線路檔距及其途徑的地形等考慮其中，以保證導(dǎo)線防震設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2 路徑的選擇

研究發(fā)現(xiàn)，10kV配電線路的設(shè)計(jì)質(zhì)量與其路徑的選擇有關(guān)。因此，在選擇線路路徑時(shí)，應(yīng)在滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求的前提下，組織設(shè)計(jì)人員、測(cè)量人員及甲方等深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研和勘察，以便及時(shí)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況修改設(shè)計(jì)圖紙，從而保證所選線路路徑的合理性。另外，在定位線路時(shí)，一般應(yīng)堅(jiān)持如下原則：一是安全、經(jīng)濟(jì)合理的原則，即農(nóng)田占用量少、施工與運(yùn)維方便、路徑短且曲折系數(shù)??；二是避開機(jī)場(chǎng)、油庫(kù)、石場(chǎng)、軍用倉(cāng)庫(kù)及地質(zhì)條件差的地方；三是為了避免重復(fù)施工，按規(guī)劃一次建成；四是光纜與10kV架空線路的走向應(yīng)相同，并配備1-2km的光纜，從而保證信號(hào)的正常；五是10kV配電線路盡量穿過(guò)地形高差較小的地區(qū)，以保證線路均勻受力，從而防止鐵塔扭轉(zhuǎn)；六是在設(shè)計(jì)大跨越線路時(shí)，應(yīng)將大跨越及三十年洪水位的具體情況考慮其中，并通過(guò)技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案；七是將<5°的直線轉(zhuǎn)角考慮其中，從而將桿塔設(shè)計(jì)為直線轉(zhuǎn)角桿塔。

3 桿塔的設(shè)計(jì)

在10kV配電線路中，桿塔的常見形式一般分為終端桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔和直線桿塔四種。其中，直線桿塔是一種結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、受力輕的桿塔，即在正常條件下，桿塔僅受導(dǎo)線的重力，且在支撐導(dǎo)線時(shí)，僅需在垂直方向上用棒式絕緣子支撐；在直線段上，應(yīng)按一定的間隔距離設(shè)耐張桿，用以承受來(lái)自導(dǎo)線的水平拉力。如此一來(lái)，便可保證直線段上的弧垂?jié)M足實(shí)際要求，究其原因?yàn)閷?dǎo)線一般具有較大的水平拉力，因此在耐張桿的作用下，可借助導(dǎo)線，從兩個(gè)方向?qū)沂浇^緣子懸在橫擔(dān)上，同時(shí)借助跳線，將桿塔兩側(cè)的導(dǎo)線連在絕緣子的中間位置，注意跳線一般僅受自身重力，且其也常用在大轉(zhuǎn)角桿和終端桿上。

綜上，在10kV配電線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇在實(shí)際應(yīng)用上較為成熟的桿塔型式，即在選擇桿塔時(shí)，應(yīng)將桿塔的特點(diǎn)、使用范圍等指標(biāo)反映在設(shè)計(jì)方案中，同時(shí)在對(duì)桿塔基建等進(jìn)行綜合考慮的基礎(chǔ)上，確定最佳的桿塔型式，注意在選擇塔型與塔高時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持運(yùn)維方便、經(jīng)濟(jì)的原則，其中對(duì)于耐張塔而言，一般應(yīng)選擇高度低且受力好的桿塔。另外，桿塔的懸掛點(diǎn)高度應(yīng)適宜，以保證排桿定位所用的地線和導(dǎo)線平滑且受力均勻。

4 設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性

在10kV配電線路的設(shè)計(jì)中，應(yīng)按要求評(píng)價(jià)方案的經(jīng)濟(jì)性，這是提高電力工程綜合效益的基本條件。簡(jiǎn)而言之，10kV配電線路設(shè)計(jì)應(yīng)在確保線路安全的前提下，將工程的成本控制到最低水平，其中具體的控制手段包括如下幾點(diǎn)：一是實(shí)行定額設(shè)計(jì)，即限定10kV配電線路設(shè)計(jì)的總成本。二是合理選擇線路的路徑，將賠償和協(xié)調(diào)部分的成本降至最低。三是應(yīng)采用國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布的10kV配電網(wǎng)典型設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)物料及通用造價(jià)。四是通過(guò)比較來(lái)從中選擇最佳的設(shè)計(jì)方案，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全壽命周期成本分析，選出全壽命周期成本最低的方案。五是選用節(jié)能型電力設(shè)備。

5 討論

電力系統(tǒng)一般由負(fù)荷、輸配電線路、變電站和發(fā)電廠組成，其中又以配電線路為電力輸送的最后步驟，其設(shè)計(jì)質(zhì)量與電力系統(tǒng)的運(yùn)行效果直接相關(guān)。因此，在10kV配電線路設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)明確基本的設(shè)計(jì)流程，即：明確導(dǎo)面的截面與線路的起止點(diǎn)→初步選定線路路徑→繪出路徑圖→桿塔選型→編制工程預(yù)算→確定最佳設(shè)計(jì)方案，其中任一步驟都應(yīng)建立在尊重客觀實(shí)際的基礎(chǔ)上或是堅(jiān)持實(shí)事求是的原則；其次，應(yīng)明確設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，其中在機(jī)電方面，應(yīng)按要求選擇氣象條件、導(dǎo)線型式和線路的組裝形式，并對(duì)線路進(jìn)行防震設(shè)計(jì)，而在桿塔設(shè)計(jì)上，則應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，選擇應(yīng)用較為成熟的型式；第三，為了實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)綜合效益最大化，除了從技術(shù)角度考量設(shè)計(jì)方案以外，還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)角度對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化，即實(shí)行限額設(shè)計(jì)及優(yōu)選線路的路徑。另外，針對(duì)具體的電力工程，一般要求準(zhǔn)備多套設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)比對(duì)分析，選出其中最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，以保證10kV配電線路設(shè)計(jì)方案在滿足功能和安全要求的基礎(chǔ)上，將成本控制降至最低水平。

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