摘要：文章結(jié)合最新的設(shè)計(jì)規(guī)范及電網(wǎng)規(guī)劃，對(duì)達(dá)到運(yùn)行改造年限或者配合本地區(qū)規(guī)劃建設(shè)的需要對(duì)原有的高壓輸電線路進(jìn)行改造，分析了老舊輸電線路改造的特點(diǎn)和措施；根據(jù)多年對(duì)老舊輸電線路的改造經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)在以往工程實(shí)施中存在的主要問題，對(duì)老舊輸電線路改造的設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：輸電線路；線路改造；設(shè)計(jì)優(yōu)化；設(shè)計(jì)規(guī)范；電網(wǎng)規(guī)劃 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM633 文章編號(hào)：1009-2374（2017）03-0026-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.03.011

輸電線路的改造主要由三方面的原因引起：一是運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，線路設(shè)備已經(jīng)老化，達(dá)到了使用壽命，已不滿足電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的要求；二是隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，用電量也在迅速增長(zhǎng)，導(dǎo)致部分線路的輸送容量增加，導(dǎo)致線路重載運(yùn)行；三是城市建設(shè)的飛速發(fā)展，道路建設(shè)、工民用設(shè)施建設(shè)過(guò)程中與現(xiàn)有的輸電線路有沖突，為了配合城市的發(fā)展建設(shè)，對(duì)輸電線路進(jìn)行遷改。輸電線路是電網(wǎng)的骨架，對(duì)原有輸電線路的改造很多時(shí)候往往是改造其中一小段，在改造過(guò)程中，要考慮對(duì)原有線路安全運(yùn)行，結(jié)合電網(wǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃發(fā)展和結(jié)合最新的電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造，需要考慮的因素比新建線路更復(fù)雜，在輸電線路改造中要嚴(yán)格考慮每個(gè)環(huán)節(jié)，避免出現(xiàn)問題。針對(duì)輸電線路改造的各個(gè)環(huán)節(jié)，從設(shè)計(jì)方面進(jìn)行優(yōu)化，保證輸電線路改造的順利進(jìn)行。

1 勘察現(xiàn)場(chǎng)

輸電線路的改造一般是對(duì)原線路進(jìn)行改造，雖然能夠拿到原先線路的運(yùn)行資料，還是要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行認(rèn)真核查，重新核實(shí)桿塔型號(hào)、檔距、交叉跨越及地形的情況，特別是原線路的重要交叉跨越點(diǎn)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況進(jìn)行勘探，為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)型式提供依據(jù)，由于線路一般位于野外和農(nóng)田中，受到交通不便和民事問題，有些塔位的鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行地質(zhì)鉆探很困難，一般只能是在塔位附近100～200m位置鉆探作為參考，另外可以采用人工勘探，采用人工挖電桿坑方式，掏挖3m深判斷地下土質(zhì)和地下水情況作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式的安靠依據(jù)。需要充分掌握原有線路的現(xiàn)場(chǎng)情況才能提出合理的設(shè)計(jì)方案。

2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

2.1 基礎(chǔ)型式的選擇

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)勘探、現(xiàn)場(chǎng)情況、桿塔型式及基礎(chǔ)受力，選取合理的基礎(chǔ)型式。輸電線路改造工程中，線路一般都是利用原線行建設(shè)的，基礎(chǔ)一般都是建設(shè)于原線行線底。受地形限制，部分基礎(chǔ)的建設(shè)離原桿塔基礎(chǔ)位置很近，這時(shí)要充分考慮新建基礎(chǔ)施工不會(huì)影響原線路的安全運(yùn)行。如果是采用鉆孔灌注樁形式需要考慮樁基施工過(guò)程中對(duì)原導(dǎo)線的距離是否滿足要求，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)線對(duì)地距離在12m以上滿足鉆孔灌注樁的施工。挖孔樁基礎(chǔ)占地小，不需要大型機(jī)械參與施工，主要適用于地質(zhì)條件比較好，塌方風(fēng)險(xiǎn)小的地質(zhì)情況。大開挖基礎(chǔ)適用于地質(zhì)條件良好和一般的土質(zhì)，比如水田，有少量的地下水地質(zhì)，如果土質(zhì)達(dá)不到承載力要求，可以采用在坑底打松木樁或者換填土等措施。

2.2 原有水泥桿的保護(hù)措施

針對(duì)門型拉線轉(zhuǎn)角水泥桿更換鐵塔的工程，新建鐵塔只能建于原水泥桿的位置，受地形和施工條件的限制，只能采用分腿板式柔性基礎(chǔ)，基礎(chǔ)開挖深度2.8m，地下水位2.5m，有少量流沙土質(zhì)，邊坡存在一定程度的塌方。分坑后4個(gè)基坑坑邊對(duì)原水泥桿最近只有1m的距離，對(duì)原水泥桿的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)較大。針對(duì)該情況，在設(shè)計(jì)階段就需要考慮方案的可行性，對(duì)原水泥桿的加固措施。結(jié)合以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，制定了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案（見圖1）。

2.2.1 開挖前在靠近水泥桿的基坑邊沿，打一排松木樁加擋板，松木樁樁頭直徑大于120mm，樁長(zhǎng)5000mm，間距400mm。擋板采用長(zhǎng)3500mm、寬1500mm、厚15mm的鋼板，每個(gè)基坑靠水泥桿側(cè)使用3塊。鋼板打入地下深度為3500mm，下部主要靠松木樁固定鋼板，鋼板上部由對(duì)側(cè)鋼板加鋼絲繩緊固，每塊鋼板緊固2處。

2.2.2 在水泥桿的底部，安裝2根#14槽鋼，與原水泥桿采用抱箍緊固。在槽鋼下方要敷設(shè)墊板，可以采用20mm厚、1500mm寬的木板作為墊板，以此增加水泥桿的承載面積，原水泥桿有2塊底盤（1.0m×1.0m）的承載面積是2m2，實(shí)施該加固方案后的承載面積（12m×1.5m）為18m2，比現(xiàn)有的承載力增加近9倍，只要不出現(xiàn)大面積的基坑塌方，可以滿足原水泥桿的安全運(yùn)行。

3 桿塔設(shè)計(jì)

桿塔設(shè)計(jì)的選型根據(jù)南方電網(wǎng)桿塔標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)V2.0選取，桿塔選型首先要弄清楚采用的導(dǎo)地線型號(hào)，氣象條件，使用的水平檔距、垂直檔距等使用條件。風(fēng)速的選取根據(jù)南網(wǎng)發(fā)部的《廣東沿海地區(qū)風(fēng)速風(fēng)壓分布圖》確定設(shè)計(jì)風(fēng)速。有些工程只是單純的更換鐵塔，不更換導(dǎo)線，我們?cè)谶x用鐵塔的時(shí)候，要考慮未來(lái)是否要擴(kuò)容更換截面更大的導(dǎo)線或者按大一級(jí)導(dǎo)線截面去選擇塔型。比較早的線路設(shè)計(jì)選取的桿塔呼稱高度較低，根據(jù)《35～500kV交流輸電線路裝備技術(shù)導(dǎo)則》，輸電線路樹木采用高跨原則，盡量減少對(duì)青苗的砍伐，因此在目前的輸電線路設(shè)計(jì)中都采用高跨設(shè)計(jì)，桿塔呼稱高相對(duì)老線路大幅度的提高。如果只是改造輸電線路中的幾基桿塔，設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮新建桿塔對(duì)前后桿塔的影響，是否會(huì)造成原有桿塔的上拔，或者造成懸垂絕緣子串的風(fēng)偏角變大，或者部分桿塔加高后，耐張段的線長(zhǎng)是否夠長(zhǎng)及耐張段代表檔距變化后使得導(dǎo)線應(yīng)力的變化，是否超出原有桿塔的使用條件等。改造線路中出現(xiàn)的一系列問題，均需要在設(shè)計(jì)階段對(duì)其驗(yàn)算，使新建的桿塔對(duì)原線路的運(yùn)行不產(chǎn)生影響。

4 機(jī)電設(shè)計(jì)

4.1 導(dǎo)地線選擇

對(duì)原有的輸電線路進(jìn)行改造時(shí)，老舊的輸電線路的導(dǎo)線截面普遍都是很小的，比如110kV線路，欠發(fā)達(dá)地區(qū)的導(dǎo)線截面在150mm2左右，較發(fā)達(dá)地區(qū)的導(dǎo)線截面在240mm2左右。要根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠秒娯?fù)荷增長(zhǎng)情況來(lái)確定選用導(dǎo)線截面，按未來(lái)5～10年的負(fù)荷增長(zhǎng)情況并結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃確定合適的截面。根據(jù)江門地區(qū)的電網(wǎng)發(fā)展情況，目前新建的架空線路導(dǎo)線截面情況，110kV線路導(dǎo)線截面最少按300mm2截面設(shè)計(jì)，220kV線路導(dǎo)線截面最少按2分裂400mm2截面設(shè)計(jì)。但是在輸電線路改造中，如果是單純的更換導(dǎo)線，我們需要對(duì)原有的鐵塔進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鐵塔的實(shí)際水平和垂直檔距，驗(yàn)算得出最大的導(dǎo)線截面。由于原有的鐵塔呼稱高較低，一些交叉跨越的安全距離也是滿足規(guī)范且余都不大，在更換大截面導(dǎo)線后，弧垂會(huì)比原導(dǎo)線增大，比如110kV線路檔距300m，導(dǎo)線由240mm2更換為300mm2截面后，弧垂會(huì)比原來(lái)的增加0.5～1m，這就需要提前驗(yàn)算導(dǎo)線對(duì)地距離和交叉跨越是否滿足要求。

根據(jù)江門供電局的要求，110kV線路的地線一般選用鋁包鋼絞線，220kV以上線路地線一般選用鋼芯鋁絞線，地線的選取除了考慮機(jī)械強(qiáng)度外，短路電流熱穩(wěn)定計(jì)算也是重要因素。

4.2 絕緣配合

根據(jù)廣東電網(wǎng)公司編制的《廣東省電力系統(tǒng)污區(qū)分布圖（2016版）》，確定地區(qū)的污穢等級(jí)，考慮該地區(qū)以后大開發(fā)建設(shè)，提高一級(jí)污穢區(qū)設(shè)計(jì)。耐張串一般選用雙聯(lián)玻璃絕緣子串，懸垂串一般選用雙串復(fù)合絕緣子串。耐張玻璃絕緣子串的片數(shù)根據(jù)爬電比距計(jì)算出片數(shù)后，還應(yīng)考慮零值絕緣子，根據(jù)電壓等級(jí)和運(yùn)行要求增加1～2片。

4.3 金具

金具主要采用國(guó)標(biāo)2010年修訂的《電力金具手冊(cè)》中的產(chǎn)品，少量不足部分采用非標(biāo)金具，金具的安全系數(shù)不應(yīng)小于2.5。目前，導(dǎo)地線的耐張線夾均選用液壓型耐張線夾，懸垂線夾為常用的螺栓型線夾。線路的防震一般還是選用防震錘，考慮到防振錘有效保護(hù)頻率范圍廣、電磁損耗低、防電暈性能好，具備較佳的節(jié)能性能，另根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，一般推薦采用節(jié)能型FDY預(yù)絞絲防振錘，比螺栓緊固型安裝后更牢固。

4.4 防雷接地

江門地區(qū)的輸電線路地處雷電活動(dòng)頻繁，年雷電日數(shù)達(dá)88天之多，屬于典型的多雷區(qū)，為提高線路的防雷水平，降低線路雷擊跳閘率，高壓輸電線路必須架設(shè)地線，地線的保護(hù)角要滿足《110～750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)保護(hù)角的要求。目前很多的改造線路位于城市規(guī)劃道路邊建設(shè)，接地型式的選擇不能采用放射型接地方式，常采用垂直接地方式，接地材料選用Φ20的銅包鋼材料，該材料散流能力強(qiáng)、耐腐蝕。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前是高壓輸電線路基建工程投資減少的時(shí)期，城市建設(shè)的迅速發(fā)展，使得輸電線路的改造工程成為了當(dāng)前的主要任務(wù)，必須對(duì)輸電線路的改造加以重視，首先就必須要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)過(guò)多年對(duì)輸電線路的技改修理項(xiàng)目和用戶投資的遷改項(xiàng)目的實(shí)施，從許多的問題中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，反過(guò)來(lái)從設(shè)計(jì)源頭促使其優(yōu)化，提高設(shè)計(jì)水平。對(duì)于電網(wǎng)的發(fā)展，需要不斷更新，努力提高設(shè)計(jì)水平和施工水平，避免原有的不足，防止意外的發(fā)生，確保電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力保障。

參考文獻(xiàn)

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[2] 35～500kV交流輸電線路裝備技術(shù)導(dǎo)則（Q/CSG

1203004.2-2015）[S].

作者簡(jiǎn)介：陳濤（1984-），男，湖北宜昌人，開平市翰聯(lián)電力設(shè)計(jì)有限公司電氣工程師，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：蔣建華）