城市密集型110kV架空輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)

余文永

云南恒安電力工程有限公司，云南昆明 650011

1 路徑與桿型

路徑與桿型的選擇對(duì)于城市密集型110kV架空輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)非常重要。城市的空間十分有限，走廊一般不采取單獨(dú)回路，而雙回路以及多回路在線(xiàn)路中心兩側(cè)需要同樣的半走廊距離。所以，需要沿河渠、道路、綠化帶、綠地一側(cè)的半走廊選擇架空線(xiàn)路，這樣的空間架線(xiàn)，使得城市空間得到充分的利用，和城市規(guī)劃部門(mén)協(xié)調(diào)，既節(jié)約了城市的土地，又美化了城市。

采用單側(cè)三相垂直排列的桿型，只是架設(shè)單回線(xiàn)路，與復(fù)雜的電纜線(xiàn)路對(duì)比，節(jié)約了資金，經(jīng)濟(jì)效益凸顯。而對(duì)于比較狹窄的路徑走廊，可以使用鋼管桿，在技術(shù)上滿(mǎn)足輸電線(xiàn)路的設(shè)計(jì)要求，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，在電網(wǎng)建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。鋼管桿還具有安裝快捷，外形美觀(guān)、節(jié)約了占地的面積等優(yōu)點(diǎn)，尤其符合現(xiàn)代城市環(huán)境對(duì)架空線(xiàn)路的高要求嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)，克服了城市走廊寬度小，地勢(shì)相對(duì)平坦，線(xiàn)路施工不方便的諸多不利因素，帶來(lái)城市架線(xiàn)的便利。

2 防雷接地

任何電網(wǎng)的設(shè)計(jì)都必須是以安全經(jīng)濟(jì)為前提的，城市工業(yè)的大力推進(jìn)，城市環(huán)境污染愈加嚴(yán)重，1998年我國(guó)北方發(fā)生電網(wǎng)雷擊事故，造成大面積的電網(wǎng)癱瘓，電力供應(yīng)中斷，所以電網(wǎng)建設(shè)對(duì)防雷有了新的要求。新的防雷設(shè)備——復(fù)合絕緣子研制，比以前的玻璃絕緣子、瓷絕緣子效果顯著，在運(yùn)行中積累了許多經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)它具有良好的防污性能，適應(yīng)惡劣的自然條件。它還有免于維護(hù)的特點(diǎn)，延長(zhǎng)線(xiàn)路的定期清掃時(shí)間，使得維護(hù)費(fèi)用減少，降低了用電客戶(hù)的停電損失，提高供電可靠性，同時(shí)也節(jié)約了大量的維護(hù)檢修工作，提高了工作效率，所以在城市電網(wǎng)的110kV架空輸電線(xiàn)中得到廣泛應(yīng)用。

城市架空110kV線(xiàn)路不僅有走廊對(duì)它的空中限制，向下的地面的基礎(chǔ)和接地也受到制約。在不斷加強(qiáng)的城市基礎(chǔ)建設(shè)中，煤氣、建筑用地、自來(lái)水管、污水排放管、通訊以及光纜等地下管道，常和桿塔的接地發(fā)生沖突，水平射線(xiàn)無(wú)法延伸，而垂直接地極也很難符合接地電阻的要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)需要采用把垂直接地極埋，與淺埋環(huán)相結(jié)合的接地裝置。具體如下操作：在所選取的基坑的四角各打一垂直接地極，把垂直接地極和接地圓鋼沿基坑周邊相連接，深埋環(huán)就這樣構(gòu)成；再將四個(gè)深埋環(huán)引向淺層，淺埋環(huán)環(huán)繞整個(gè)基礎(chǔ)連接深埋環(huán)。這樣淺埋環(huán)和深埋環(huán)相互結(jié)合，達(dá)到符合接地的絕緣，取得良好的桿塔絕緣效果。

3 走廊寬度

塔頭風(fēng)偏、尺寸、安全距離構(gòu)成了線(xiàn)路的走廊寬度。控制塔頭尺寸和風(fēng)偏是減少線(xiàn)路走廊寬度關(guān)鍵，采用固定跳線(xiàn)的耐張塔以及固定掛點(diǎn)的直線(xiàn)桿塔，來(lái)降低限制導(dǎo)線(xiàn)風(fēng)偏塔頭尺寸，也是控制走廊寬度的非常有效措施。按《電業(yè)規(guī)程》，塔頭尺寸必須符合以下三點(diǎn)：

1）導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)間距離d，按下式計(jì)算

d=0.4Lk+U/110+0.65f；

式中：U表示線(xiàn)路電壓，單位kV；

Lk表示懸垂絕緣子串長(zhǎng)度，單位m ；

F表示導(dǎo)線(xiàn)最大弧垂，單位m；

2）帶電業(yè)的桿塔上帶電部分與接地部分的最小間隙

根據(jù)相關(guān)規(guī)定：110kV帶電作業(yè)時(shí)，帶電體與人身的安全距離不得小于1m，而人體活動(dòng)范圍在30cm～50cm之間，所以這種塔頭設(shè)計(jì)符合帶電作業(yè)的要求；同時(shí)又規(guī)定良好天氣下才可以進(jìn)行帶電作業(yè)，如遇雷雨、大風(fēng)、閃電等極端天氣不能進(jìn)行。根據(jù)規(guī)程，那么采用固定掛點(diǎn)的直線(xiàn)桿塔，較少了風(fēng)偏，風(fēng)偏只有導(dǎo)線(xiàn)弧垂風(fēng)偏，走廊寬度B的計(jì)算如下：

B=2{bh+fsin[arctg(g4/g1)]+s}；

式中：bh表示最寬橫擔(dān)的寬度，單位m；

g1表示導(dǎo)線(xiàn)的自重比載，單位N/（m·mm2）；

s表示《規(guī)程》要求的安全距離，單位m；

f表示導(dǎo)線(xiàn)最大風(fēng)時(shí)的弧垂，單位m；

g4表示大風(fēng)時(shí)的水平比載，單位N/（m·mm2）。

3）桿塔構(gòu)件和運(yùn)行電壓和內(nèi)、外過(guò)電壓等級(jí)帶電部分的最小間隙。

4 架空線(xiàn)路的發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)在同塔多回，不同的電壓等級(jí)架空線(xiàn)路設(shè)計(jì)方面取得了大量的進(jìn)步和成功，積累了許多設(shè)計(jì)、運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)。隨著城市的發(fā)展，走廊與架空線(xiàn)路的矛盾也是與日俱增。在城市架空線(xiàn)路設(shè)計(jì)中，要轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)思路，提出新的設(shè)計(jì)理念，必須考慮復(fù)雜多變的現(xiàn)場(chǎng)情況，線(xiàn)路設(shè)計(jì)、規(guī)劃技術(shù)人員要在符合線(xiàn)路可靠和安全性能的前提下，控制好架空線(xiàn)路的活動(dòng)范圍，充分利用走廊寬度，以挖掘城市線(xiàn)路的潛力。

多回路、大截面是發(fā)展的必然趨勢(shì)。我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速增長(zhǎng)，大截面輸電線(xiàn)路的使用，是為了不斷滿(mǎn)足城市電網(wǎng)的用電負(fù)荷快速增長(zhǎng)，以及負(fù)荷密度高這一形勢(shì)。在這樣的供電走廊條件下，線(xiàn)路建設(shè)的成本構(gòu)成也隨即發(fā)生變化，計(jì)算《經(jīng)濟(jì)電流密度表》的條件發(fā)生改變。日常維護(hù)檢修量少、高可靠性的架空線(xiàn)路要求線(xiàn)路具有多回路、大截面的特點(diǎn)，并且復(fù)合絕緣子的優(yōu)越性充分體現(xiàn)，得到電網(wǎng)工作人員的認(rèn)可，已經(jīng)開(kāi)始全面的推廣和使用，在城市電網(wǎng)建設(shè)中取得重要的意義。電網(wǎng)建設(shè)必須著眼于架空線(xiàn)路的長(zhǎng)期使用和經(jīng)濟(jì)效益，架空線(xiàn)路的需要的組件的安全性能需要進(jìn)一步的提高，如桿塔、導(dǎo)線(xiàn)、絕緣子、避雷線(xiàn)等必須通過(guò)正規(guī)的生產(chǎn)電力設(shè)備的器材廠(chǎng)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后才可使用。

5 結(jié)論

在城市110kV架空輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)中，現(xiàn)場(chǎng)踏勘是很有必要的，畢竟設(shè)計(jì)的線(xiàn)路最終還是要投入到電網(wǎng)的運(yùn)行中。設(shè)計(jì)人員需要反復(fù)踏勘，收集整理各種現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，對(duì)比不同的方案，才能做出經(jīng)濟(jì)科學(xué)的設(shè)計(jì)，從而符合輸電的安全運(yùn)行。綜上所述，設(shè)計(jì)人員要在電氣專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際情況，在滿(mǎn)足城市環(huán)境需求上，設(shè)計(jì)必須符合架空線(xiàn)路走廊與城市環(huán)境相互協(xié)調(diào)，線(xiàn)路同時(shí)能抵抗各種復(fù)雜局面，特別是能夠應(yīng)對(duì)不同的天氣變化的影響，為城市的現(xiàn)代化建設(shè)作出一定貢獻(xiàn)。

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