山西龍泓電力工程咨詢有限公司濟(jì)南分公司 關(guān)云萍 馬德鵬

1 輸電線路設(shè)計(jì)

1.1 輸電線路設(shè)計(jì)的原則

設(shè)計(jì)人員必須具有很高的安全意識(shí)，確保在整個(gè)輸電線架線過程中工作人員以及一些材料的安全性；運(yùn)輸成本、材料成本、安裝費(fèi)用、協(xié)調(diào)費(fèi)用等所用費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性；采用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)文件，不做重復(fù)的設(shè)計(jì)，提高工作效率；在條件允許的情況下要首先采用先進(jìn)的技術(shù)，并滿足環(huán)保的要求。

1.2 桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

一是桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要結(jié)合地質(zhì)情況及地勘報(bào)告進(jìn)行基礎(chǔ)選型，確定基礎(chǔ)開挖方法及澆筑方法，綜合從成本節(jié)約及滿足施工條件方面考慮進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。二是桿塔基礎(chǔ)開挖前要做好基坑槽的排水工作，確?；A(chǔ)土方開基坑安全穩(wěn)定，避免出現(xiàn)坑壁的坍塌或者下滑。

1.3 塔型規(guī)劃

電力系統(tǒng)桿塔的造價(jià)，在輸電總造價(jià)中占的比例較大，一般桿塔造價(jià)占本體工程的總造價(jià)35%左右為合理。所以在桿塔設(shè)計(jì)時(shí)，要從成本節(jié)約和材料利用率方面進(jìn)行考慮，對(duì)桿塔主要參數(shù)（水平、垂直距離及轉(zhuǎn)角）合理設(shè)計(jì)，提高桿塔的使用率和利用率，發(fā)揮社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

1.3.1 直線桿塔規(guī)劃

以220kV 為例，各直線塔的最大設(shè)計(jì)檔距為：Ⅰ型塔450m，Ⅱ型塔550m，Ⅲ型塔700m；各直線桿塔的最小垂直檔距系數(shù)KV 取值為：Ⅰ型塔0.8，Ⅱ型塔0.75，Ⅲ型塔0.7。

1.3.2 轉(zhuǎn)角桿塔規(guī)劃

從桿塔滿足使用要求及降低耗材量考慮，對(duì)轉(zhuǎn)角桿塔轉(zhuǎn)可采用如下劃分。雙回轉(zhuǎn)角鐵塔：角度劃分由原來常采用的0°～30°、30°～60°、60°～90°三個(gè)角度系列，改進(jìn)為四個(gè)角度系列，鐵塔為0°～20°、20°～40°、40°～60°和60°～90°（三回及以上轉(zhuǎn)角鐵塔根據(jù)實(shí)際情況再細(xì)分）。鋼管桿：為0°～10°、10°～30°、30°～60°和60°～90°3）混凝土桿：仍維持原0°～30°、30°～60°、60°～90°三個(gè)角度系列[1]。

1.3.3 桿塔構(gòu)件連接方式

鋼管桿：橫擔(dān)與桿身采用螺栓連接；桿段連接：直線桿及轉(zhuǎn)角度數(shù)不大于20°的轉(zhuǎn)角桿，桿身連接可采用插入和法蘭兩種連接方式；轉(zhuǎn)角度數(shù)大于20°的轉(zhuǎn)角桿宜采用法蘭連接，桿段間插接方式連接加螺栓連接。桿身結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 桿身結(jié)構(gòu)

1.3.4 桿塔與基礎(chǔ)的連接

鋼管桿與基礎(chǔ)的連接采用法蘭和杯式插入兩種方式，隨著新規(guī)范的出臺(tái)，現(xiàn)已逐步取消插入式基礎(chǔ)形式。鐵塔與基礎(chǔ)的連接采用地腳螺栓，材質(zhì)選用35號(hào)碳鋼及以上，地腳螺栓數(shù)量按4個(gè)及以上設(shè)置，根據(jù)最新通用設(shè)計(jì)，最小規(guī)格取M30 。

1.4 桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

鐵塔依據(jù)其結(jié)構(gòu)形式、傳力線路、鐵塔節(jié)點(diǎn)鏈接方法以及塔身坡度要求等綜合考慮，進(jìn)行對(duì)塔頭間隙優(yōu)化和塔身隔面設(shè)置優(yōu)化，同時(shí)進(jìn)行對(duì)鐵塔主材和斜材的節(jié)間布置優(yōu)化；鋼管桿主要從桿頭間隙、桿頭結(jié)構(gòu)形式、桿身坡度、桿重與根稍徑進(jìn)行優(yōu)化；混凝土桿主要從塔頭間隙、塔頭結(jié)構(gòu)形式、配筋、混凝土強(qiáng)度、桿重與根徑進(jìn)行優(yōu)化，使得設(shè)計(jì)的桿塔結(jié)構(gòu)受力合理，具有更好的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性[2]。

1.5 輸電線路路徑選擇、導(dǎo)線連線設(shè)計(jì)

一是路徑選擇要進(jìn)行多個(gè)方案設(shè)計(jì)，比選后優(yōu)中選優(yōu)，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件和輸電線路的長(zhǎng)度，相關(guān)部門對(duì)規(guī)劃和交通環(huán)保方面的要求等綜合因素，利用高新技術(shù)，保證路徑的選擇線路精準(zhǔn)，減小誤差，確保線路運(yùn)行上穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟(jì)上合理。

二是嚴(yán)禁占用軍事基地及軍事設(shè)備，不得占用重要大型工礦企業(yè)及公用的設(shè)備設(shè)施等，無法避開要經(jīng)上級(jí)主管部門核實(shí)批準(zhǔn)方可占用，絕不可私自占用。

三是不宜在不良地質(zhì)條件和禁止擾動(dòng)區(qū)域設(shè)計(jì)和選擇線路路徑，對(duì)一些名勝古跡及國(guó)家和當(dāng)?shù)刈匀槐Ｗo(hù)區(qū)域要特別注意保護(hù)避開。

四是路徑選擇應(yīng)考慮交通條件的影響，考慮輸電線路的施工方便，滿足運(yùn)行和方便檢修需要，盡量選擇交通便利城鎮(zhèn)公路及道路附近，有利于改善交通條件。

五是在輸電線路路徑選擇和定位時(shí)，桿塔兩側(cè)不應(yīng)出現(xiàn)懸殊的檔距和高差，應(yīng)限制使用檔距和高差，否則應(yīng)采取措施，確保選路穩(wěn)定安全可靠。

六是輸電線路路徑出現(xiàn)大跨越連接時(shí)，應(yīng)指定專門的大跨越選點(diǎn)方案，依據(jù)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)必選后方可確定和實(shí)施。

七是輸電線路導(dǎo)線材料必須選擇合格的廠家生產(chǎn)的材料，禁止不合格的材料用到工程中，留下安全隱患，導(dǎo)線的線路之間連接設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮跳線和耐高溫線夾的良好連接，有利于電阻的接地保護(hù)。

2 輸電線路施工

2.1 桿塔基礎(chǔ)

一是水泥宜采用強(qiáng)度等級(jí)≥42.5的普通或通用硅酸鹽水泥，拌制混凝土的用水應(yīng)達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，沙應(yīng)采用中粗砂不得使用細(xì)沙或海沙，石子應(yīng)采用粒徑為5～10mm 碎石或卵石，砼外加劑摻合料應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定比例進(jìn)行用量并選用合適的種類。

二是按照設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范檢查地腳螺栓埋置位置和偏差允許范圍，檢查基礎(chǔ)鋼筋安裝板扎是否符合要求，澆筑基礎(chǔ)砼時(shí)候，要注意振搗到位，一次成型，按規(guī)定批次現(xiàn)場(chǎng)取樣留置砼試塊并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，試塊作為后期砼強(qiáng)度評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

三是基礎(chǔ)允許偏差，孔深和基坑應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，其允許誤差不得超過＋100mm，－50mm，桿塔基礎(chǔ)坑開挖深度超過設(shè)計(jì)規(guī)定＋100mm 時(shí)，其超深部分應(yīng)進(jìn)行鋪石灌漿處理，桿塔基礎(chǔ)各項(xiàng)目允許偏差見表1。

表1 桿塔基礎(chǔ)各項(xiàng)目允許偏差

2.2 基坑回填

基坑回填前應(yīng)清除基坑內(nèi)的雜物及垃圾，基坑內(nèi)不得有積水，基坑應(yīng)進(jìn)行分層回填，分層厚度一般不大于300mm，回填土材料應(yīng)符合要求，注意控制回填的含水率要達(dá)到最優(yōu)含水率要求。

2.3 排水溝砌筑

基礎(chǔ)施工前應(yīng)做好基坑的排水工作，一般采用堅(jiān)硬的塊石石料砌筑排水溝，塊石粒徑應(yīng)大于或等于250mm，排水溝與基礎(chǔ)邊緣的距離一般應(yīng)大于5m，并保證排水溝內(nèi)壁平整，排水溝的坡度應(yīng)確保排水通暢。

2.4 桿塔組立工程

一是塔材不得出現(xiàn)彎曲變形和脫鋅及錯(cuò)孔(組裝前應(yīng)進(jìn)行外觀檢查）擴(kuò)孔部分不應(yīng)3mm，超出要求時(shí)，應(yīng)先堵焊再重新打孔，嚴(yán)禁用氣割進(jìn)行擴(kuò)孔或者燒孔。

二是螺栓的緊固扭矩上限不宜大于規(guī)定值的20%。并應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行逐個(gè)緊固（M 24 250N?m；M20 100N?m；M16 80N?m）。

三是桿塔的傾斜率對(duì)于直線一般桿塔傾斜率應(yīng)控制在0.20%以內(nèi)，高塔的應(yīng)控制傾斜率在0.10%以內(nèi)，對(duì)于自立式轉(zhuǎn)角塔和終端塔傾斜方向應(yīng)與受力方向相反，耐張塔不得向受力一側(cè)傾斜[3]。

四是鐵塔塔材不得出現(xiàn)銹點(diǎn)及嚴(yán)重的麻面，鋼材麻面面積不應(yīng)大于總表面積的10%，鐵塔主材彎曲度應(yīng)符合要求，相鄰節(jié)點(diǎn)間彎曲度不得大于1/800。五是鐵塔螺栓與構(gòu)件面垂直，接觸緊密，緊固率大于98%。

2.5 架線工程

2.5.1 架線及弧垂安裝

桿塔安裝后架線前，應(yīng)對(duì)螺栓進(jìn)行緊固，緊固率不得小于98%。架線后，對(duì)桿塔螺栓進(jìn)行再緊固一遍；導(dǎo)地線（±2%）、導(dǎo)線相間及二次避雷線間（≤250mm）、相分裂導(dǎo)線同相子導(dǎo)線（＜50mm）的弧垂的允許偏差應(yīng)符合要求；弧垂松弛適當(dāng)，弧度應(yīng)一致；相間弧垂允許偏差值為110kV，200mm或220kV，300mm。

2.5.2 導(dǎo)線連接工藝

導(dǎo)線壓接應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行，壓接前應(yīng)檢查壓模是否合格，壓接后壓接操作人員應(yīng)在壓件上打上鋼印號(hào)，壓接彎曲度（不超過1.5%）及對(duì)邊距離應(yīng)符合要求；導(dǎo)線及架空地線的材料接頭連接應(yīng)符合要求，線股間不得出現(xiàn)絞制不良和斷股以及缺股等；一個(gè)檔距中每根導(dǎo)線或架空地線的接續(xù)管（允許一個(gè)）和補(bǔ)修管（允許三個(gè)）數(shù)量應(yīng)符合要求，接續(xù)管或補(bǔ)修管與懸垂線夾中心的距離（≥5m）、與隔棒中心的距離（≥0.5m），耐張線夾出口與各類管間的距離≥15m。

2.6 接地引下線安裝

接地體應(yīng)采用熱鍍鋅圓鋼或扁鐵，圓鋼不小于Φ10mm，扁鐵不小于4×40mm；接地引下線應(yīng)采用6×60mm 熱鍍鋅扁鐵；引下線出土部分應(yīng)涂刷黃黑相間的警示漆，間距為200mm；引下線入土300mm 內(nèi)及接地體焊接部位應(yīng)涂刷瀝青漆；焊接長(zhǎng)度方面，扁鐵不小于2倍寬度且應(yīng)四面焊接，圓鋼不小于6倍外徑；接地模塊與主接地網(wǎng)要可靠連接，焊接處應(yīng)清除焊渣，并作防腐處理。

復(fù)合絕緣子均壓環(huán)安裝牢固、方向正確，均壓環(huán)無銹蝕、破損、傾斜等現(xiàn)象，直線桿塔復(fù)合絕緣子順線路方向偏斜角不應(yīng)大于7.5°，或偏移值不應(yīng)大于300mm。鋼腳不得有裂紋和彎曲，鍍鋅完好，復(fù)合絕緣子不出現(xiàn)傘裙變形、傘裙之間黏接部位有脫膠等現(xiàn)象，鋼腳和鋼帽無銹蝕，鎖緊銷無缺損。直線桿塔絕緣子串順線路方向傾斜角不應(yīng)大于7.5°，或偏移值不應(yīng)大于300mm。絕緣子彈簧銷和R 銷安裝后應(yīng)檢查確已穿入指定位置，防止脫落。絕緣電阻應(yīng)不低于300MΩ，500kV 及以上線路應(yīng)不低于500MΩ。鋼帽、絕緣件、鋼腳應(yīng)在同一軸線上。鋼帽、鋼腳、澆裝水泥不應(yīng)有裂紋、歪斜、變形或嚴(yán)重銹蝕。鎖緊銷不應(yīng)脫落變形。

3 輸電線路施工作業(yè)安全管理

一是電力設(shè)施周圍500m 范圍內(nèi)應(yīng)無爆破作業(yè)、開山采石。二是電力線路保護(hù)區(qū)無超高機(jī)械施工、進(jìn)入或穿越情況。三是線路保護(hù)區(qū)內(nèi)無易燃、易爆隱患源（如炸藥倉(cāng)庫、液化氣站、加油站等）及其相關(guān)管道等設(shè)施。四是燃(油)氣輸送管道距桿塔距離大于1倍桿高，同時(shí)距桿塔接地網(wǎng)末端凈距不小于5m。五是線路保護(hù)區(qū)附近地面穩(wěn)定，不應(yīng)出現(xiàn)裂縫、坍塌等情況。六是線路保護(hù)區(qū)附近無影響安全的采礦區(qū)或已經(jīng)列入規(guī)劃的采礦區(qū)。七是無法律、法規(guī)等規(guī)定禁止的行為以及其他影響電力設(shè)施安全的隱患。

4 結(jié)語

輸電線路設(shè)計(jì)及施工應(yīng)從多方面綜合考慮，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，采取經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行的施工方案，從而更好地提高我國(guó)供電系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。