四川明星電力股份有限公司 黃 壘

在電力工程規(guī)劃任務(wù)中，架空線路扮演著較為關(guān)鍵的角色，是保證輸配電質(zhì)量的關(guān)鍵所在。在設(shè)計架空線路、組織各項施工任務(wù)時，需充分參考各類干擾條件，具體包括工程位置、輸配電帶來的負(fù)面影響、各類設(shè)計線路可能形成的不利作用，以此增強(qiáng)電力規(guī)劃的全面性，切實順應(yīng)人們的用電需求，使其達(dá)到電力工程的各項要求。

1 架空線路設(shè)計的準(zhǔn)備工作

1.1 規(guī)范環(huán)評

線路設(shè)計人員需正確看待電力項目對周邊環(huán)境可能形成的影響，盡量控制負(fù)面作用，減少電力項目施工活動帶來的不利問題。線路設(shè)計中，需關(guān)注施工過程的安全問題。電力項目規(guī)劃前，設(shè)計人員需查看工程周邊的實際情況，分析可能帶來的不利問題。為此，在實際架空線路規(guī)劃工作中，設(shè)計人員需規(guī)范落實環(huán)評工作，獲取施工區(qū)的各項環(huán)評結(jié)果，保證設(shè)計內(nèi)容與施工環(huán)境之間的貼合性[1]。

1.2 妥善處理輻射問題

電力項目的各項施工任務(wù)，可能會影響工程周邊的電磁信號，致使周邊范圍內(nèi)的電磁傳輸存在問題，間接干擾周邊居民、辦公區(qū)的各項活動。如果電磁輻射較大、持續(xù)時間較長，會在一定程度上威脅周邊人群的健康，甚至?xí)霈F(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行故障問題。為此，在電力規(guī)劃期間，需妥善處理輻射問題，盡可能地維持施工區(qū)周邊各項活動進(jìn)展的順暢性。

1.3 合理設(shè)計廊寬

架空線路規(guī)劃需重點關(guān)注廊寬參數(shù)。如果廊寬參數(shù)較小，可能會削弱電力項目的性能，降低電力傳輸?shù)挠行?，致使輸配電受到不同程度的干擾。如果廊寬參數(shù)較大，會引起電力項目占用較多的空間，形成土地浪費問題。為此，在設(shè)計規(guī)劃電力項目時，設(shè)計者需參考具體輸配電需求，合理設(shè)計廊寬參數(shù)，保證輸配電能效處于最佳狀態(tài)。多數(shù)情況下，電力設(shè)計大多數(shù)會選擇“干”型桿塔，進(jìn)行工程設(shè)計，這樣既能夠減少土地空間的占用，又能夠增強(qiáng)輸配電的能效。

1.4 優(yōu)化線路走向

線路設(shè)計，作為架空線路規(guī)劃的重要任務(wù)。從成本經(jīng)濟(jì)、輸配電能效等多個方面，綜合分析線路走向，找出最佳方案，順應(yīng)架空線路的規(guī)劃需求。在線路規(guī)劃期間，設(shè)計者可給出多組線路方案，逐一對比方案的經(jīng)濟(jì)性、效益性，選出最佳方案。如果線路規(guī)劃區(qū)域內(nèi)有農(nóng)田，需要盡量回避農(nóng)田。

2 架空線路設(shè)計要點

2.1 確定線路位置

在電力項目規(guī)劃期間，需確定各項線路的位置，給出相應(yīng)的測量。第一，設(shè)計者需參照實際電力項目的各項規(guī)劃需求、線路設(shè)計方位等因素，相應(yīng)查找設(shè)計素材，保證圖紙路徑設(shè)計的清晰性，合理確定各項設(shè)計任務(wù)。多數(shù)情況下，設(shè)計者需明確桿塔方位。在室內(nèi)確定桿塔位置時，需要使用弧垂模板，聯(lián)合排桿，綜合確定桿塔的設(shè)計方位。在室外定位時，設(shè)計者需查看現(xiàn)有固定桿塔的方位，再確定標(biāo)樁位置。第二，標(biāo)點操作中，需要查看桿塔方位。如果定位桿塔時不規(guī)范，相應(yīng)會引起標(biāo)點設(shè)計受到干擾。第三，設(shè)計者需明確桿塔高度，保證工程規(guī)劃內(nèi)容的完整性。在測量、繪圖各項操作中，配合實地考察方式，獲取環(huán)評的各項內(nèi)容，比如路面平整性、地質(zhì)特點等，以此給出更符合環(huán)境特點的線路方案，線上模擬方案的可行性[2]。

2.2 引入新型防雷裝置

2.2.1 半導(dǎo)體消雷器

半導(dǎo)體消雷設(shè)備，能夠有效確定雷擊位置、合理預(yù)防雷擊危害、適當(dāng)阻止雷擊問題，達(dá)到防雷效果。在雷電環(huán)境中，上行雷電不小于100A 時，會形成雷電流。如果上行雷電動勢處于1000～1500kV，阻止上行雷所需的等值電阻約為1.5萬Ω，使用35Ω 半導(dǎo)體進(jìn)行先導(dǎo)控制時，電流參數(shù)達(dá)到3A 即可。此種半導(dǎo)體消雷設(shè)備，能夠有效處理上行雷電流，使其減少至幾十安培，由此達(dá)到限制“上行雷”的目標(biāo)。

2.2.2 雷電放散裝置

雷電放散裝置，其設(shè)備組成有鋼絲、接地設(shè)施、放散電極等，使用中有兩種防雷形式。第一，用于高層建筑項目之上，采取線狀設(shè)計。第二，用于安裝區(qū)域不利于防雷的建筑項目，采取點狀設(shè)計方法。

此種雷電放散設(shè)施的安裝極為便利，僅需在塔頂四周進(jìn)行固定，無須進(jìn)行過多的安裝處理。參照塔頂寬度，合理選擇放散數(shù)量。雷電放散設(shè)施的設(shè)計方法見表1。

表1 雷電放散設(shè)施的設(shè)計方法

此防雷裝置的性能較為平穩(wěn)，并成功運(yùn)用。此防雷裝置安裝后，能夠有效控制雷電跳閘次數(shù)。

2.2.3 雷擊定位監(jiān)測

雷擊定點監(jiān)測平臺，能夠準(zhǔn)確、高效地給出防雷方案，針對新建架空線路而言，可用于重點防雷區(qū)域、桿塔，及時給出準(zhǔn)確可行的防雷對策。雷擊監(jiān)測時，依據(jù)電磁場具體情況，監(jiān)測定位平臺，含有雷電探測、數(shù)據(jù)管理等程序。國內(nèi)擁有多種類型的雷電監(jiān)測設(shè)施，比如“多普勒”“高頻雷電探測設(shè)備”等。此類雷電監(jiān)測設(shè)備，能夠從雷擊時間、雷電發(fā)生方位、雷擊密度等方面，有效收集各類雷電參數(shù)。近年內(nèi)，國內(nèi)AI、數(shù)據(jù)通信等各類新型科技的持續(xù)升級、優(yōu)化，相應(yīng)豐富了定位監(jiān)測平臺的功能[3]。

2.2.4 導(dǎo)電水泥防雷

在挖槽內(nèi)添加適量的導(dǎo)電水泥，放入接地裝置，以此防止接地設(shè)備出現(xiàn)腐蝕問題，兼具降阻、防竊等功能。某單位在進(jìn)行35kV 架空線路施工時，使用了導(dǎo)電水泥進(jìn)行防雷設(shè)計，防雷測試效果見表2。

表2 導(dǎo)電水泥的防雷效果

結(jié)合某架空項目的監(jiān)測結(jié)果，認(rèn)為導(dǎo)電水泥的防雷性能較好，可用于架空線路防雷方案工作中。

2.3 桿塔設(shè)計優(yōu)化分析

某單位進(jìn)行架空輸電線路規(guī)劃時，選定了“自立式”桿塔設(shè)計方法，對其設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化[4]。

第一，塔形設(shè)計。此桿塔作為“臨時使用”的設(shè)計任務(wù)，其設(shè)計要求見表3。

表3 設(shè)計條件

導(dǎo)線排列的設(shè)計方法：依照各類掛線形式，使用耐張串橫向、豎向兩種排列方式，聯(lián)合懸垂串豎直排列法。依照臨時塔的布線方法，綜合確定塔頭布設(shè)形式。

第二，優(yōu)化塔頭設(shè)計。某單位采取模塊式組裝形式，施工臨時桿塔。此桿塔表現(xiàn)出適用性廣、便于安裝、拆卸靈活等特點。采取模塊施工形式，便于加工與拼裝。在改變坡角位置之上的塔身體，共有4段，均進(jìn)行標(biāo)塊生產(chǎn)。

第三，優(yōu)化塔身設(shè)計。桿塔塔身的角度設(shè)計，在一定程度上決定著整個桿塔的質(zhì)量，對于主材、斜材的參數(shù)，具有一定影響。桿塔下側(cè)根開處，關(guān)聯(lián)著桿塔質(zhì)量、基礎(chǔ)線路成本的重要位置。依照案例項目桿塔情況，桿塔高度除以根開的結(jié)果，分布在4～7。直線桿塔用于單回線路設(shè)計時，其塔身坡度p介于7%～14%。轉(zhuǎn)角塔用于單回線路中，其p值大于9%且不超過16%。如果“塔身根開”參數(shù)增加時，會相應(yīng)減少主材、斜材實際承受的荷載，控制材料規(guī)格。在塔身根開參數(shù)增大后，基礎(chǔ)承受力會變小，相應(yīng)減少基礎(chǔ)設(shè)計的成本。然而，斜材、附加材的立體參數(shù)增加時，會改變材料結(jié)構(gòu)，間接增加塔重。為此，在設(shè)計桿塔方案時，需綜合參考桿塔質(zhì)量、各塔總質(zhì)量、基礎(chǔ)成本等各類條件，對比坡度、根開多組參數(shù)的設(shè)計效果。設(shè)計人員會參照電氣荷載、氣象、桿塔類型等各類因素，合理設(shè)計坡度、根開兩種參數(shù)，盡可能地控制塔重。依照桿塔單基質(zhì)量、基礎(chǔ)施工量、占用空間、植被數(shù)量等情況，盡可能地獲取更多的經(jīng)濟(jì)收益。臨時使用桿塔設(shè)計中，其上段采取“直塔身”的設(shè)計方法。設(shè)計人員會明確塔身中柱的參數(shù)，給出塔頂開口的規(guī)格[5]。比如在鋼管塔設(shè)計時，會依照各類開口參數(shù)，推算出臨時塔的高度、質(zhì)量等參數(shù)，具體見表4。

表4 桿塔頂部開口參數(shù)的優(yōu)化分析

表4中“上拔力”“下壓力”均指桿塔基礎(chǔ)的受力。結(jié)合三組參數(shù)對比，最終擬定塔頂開口規(guī)格為1300mm，此時桿塔質(zhì)量最小，基礎(chǔ)下壓力參數(shù)最小。

第四，優(yōu)化根開設(shè)計。明確頂部開口參數(shù)的基礎(chǔ)上，側(cè)重分析臨時塔的腰、根的設(shè)計方案，嘗試找出更優(yōu)的參數(shù)設(shè)計。設(shè)計分析時，開口規(guī)格為1300mm，根開參數(shù)r有四組，r1=7200mm，r2=7400mm，r3=7600mm，r4=7800mm，坡度p值為p1=0.0868°，p2=0.0912°，p3=0.931°，p4=0.0965°，對應(yīng)的桿塔質(zhì)量m為：m1=18785kg，m2=18756kg，m3=18158kg，m4=18365kg。 經(jīng) 過四組參數(shù)對比發(fā)現(xiàn)：當(dāng)“根開”參數(shù)r為7600mm時，桿塔質(zhì)量最輕為18158kg。

第五，桿塔優(yōu)化設(shè)計效果分析。桿塔方案經(jīng)過改進(jìn)后，整體設(shè)計方案中，有效控制了桿塔質(zhì)量，塔頂開口、根開的參數(shù)選擇較為合理，隔面設(shè)計能夠符合臨時塔的需求。

3 架空線路的施工措施

3.1 施工檢查

架空線路施工期間，需妥善進(jìn)行施工準(zhǔn)備，保證線路工程的各項施工任務(wù)有序進(jìn)行。第一，采購管理。前期準(zhǔn)備工程材料時，需加強(qiáng)采購管理，規(guī)范測定采購材料的性能，保證工程質(zhì)量。第二，工人需仔細(xì)檢查線路上的各類設(shè)施，排查故障問題，保證設(shè)施性能的完好性，確保電力項目有序進(jìn)行。第三，管理者需細(xì)化工程設(shè)計內(nèi)容，設(shè)計明確的工期，督促各項施工任務(wù)有序完成。

3.2 挖坑

挖坑工序在架空線路工程中占據(jù)著較為關(guān)鍵的位置。工人挖坑時，需參照工程要求，規(guī)范各項施工操作，具體包括基坑深度、基坑規(guī)格等。挖坑施工期間，需盡可能地保持工程安全，給予必要的基坑支護(hù)處理[6]。

3.3 組桿

組桿有兩種形式，一是人工操作進(jìn)行組立，二是借助直升機(jī)完成組立操作。兩種組桿形式，人工操作表現(xiàn)出較大的風(fēng)險性，且組立時間較長。直升機(jī)組立時，所需的組立成本較高。在實際施工期間，多使用人工組立的方式。

3.4 線路升空

工人運(yùn)行牽引機(jī)進(jìn)行放線操作，側(cè)重關(guān)注線路松緊程度。如果線路松緊性不強(qiáng)，會增加線路升空的難度，消耗較多的工程資源，形成一定高空作業(yè)風(fēng)險。

4 結(jié)論

在實際進(jìn)行線路設(shè)計施工中，相關(guān)工作人員可適當(dāng)選用新型防雷設(shè)備，關(guān)注桿塔參數(shù)設(shè)計的質(zhì)量，進(jìn)行必要的優(yōu)化分析，力求找出最佳的設(shè)計參數(shù)，提高架空線路設(shè)計的可用性，助力電力建設(shè)任務(wù)高效完工。