沿海地區10kV配網架空線路抗風加固設計改造及應用

張健鑫

（廣東電網有限責任公司江門開平供電局,廣東 開平529300）

就我國沿海地區而言，因其地理環境和氣候的特殊性，對10kV配網架空線路的抗風設計提出了較高的要求。然而，由于各種因素的影響和制約，導致線路本身的抗風能力嚴重不足，從而引起了大量的風災事故，這不但增大了線路的維修成本，而且還嚴重影響了正常供電，大大降低了供電可靠性。為此，必須對10kV配網架空線路進行抗風加固設計改造。

1 10kV配網架空線路風災事故的原因分析

通過對相關資料進行分析后發現，在我國沿海地區，臺風是導致10kV配網架空線路損毀的主要原因之一，具體表現在桿塔傾斜倒塌、斷桿斷線等幾個方面。導致上述事故的原因如下：

1.1 引起桿塔傾斜倒塌的原因

（1）線路設計風速過低。這是導致沿海地區沿海地區10kV配網架空線路傾斜倒塌的主要原因之一。由于我國大部分沿海地區的10kV架空線路建設的年代比較久遠，加之受當時技術條件的限制和規范標準的制約，使得10kV架空線路在選定氣象條件時線路設計的最大風速全都是按照地面15m高處15a一遇10min平均風速而定的，這就造成了線路設計的最大風速普遍偏低。

（2）抗傾覆強度不足。相關調查結果顯示，在沿海地區的10kV配網事故中，桿塔倒塌的數量明顯高于斷桿數量，并且絕大多數桿塔倒塌均為斜向傾倒，導致這一問題的根本原因在于桿塔的基礎不良。如有些桿塔的建造位置位于軟弱土層或是流沙地帶之上，加之施工建設過程中的埋設深度不足，從而導致了基礎抗傾覆能力較差，由此一來極易造成倒桿的情況發生。此外，當臺風來臨時，還會伴隨著暴雨、海潮、洪水等災害，這些都會對桿塔的基礎造成一定程度的影響。

（3）耐張段設計過長、防風拉線設置的過少。架空線路的耐張段過長極易引起串倒的情況，由此會使事故范圍及嚴重程度進一步擴大。同時，由于受施工條件的限制，造成防風拉線設置的過少，致使線路本身過于單薄，這也很容易發生串倒情況。

1.2 導致斷桿斷線的原因

（1）桿塔的使用年限過長。由于沿海地區部分10kV架空線路建設的年代較久，在多年的運行過程中，很多桿塔都出現了超期服役的現象，加之海洋氣候的影響，使得桿塔自身的強度大幅度降低，一旦遭遇大風天氣，極易出現斷桿的情況。

（2）單個檔距設計過長，以前就線路設計檔距平均在100m左右，有些大跨越的地方檔距都在130m左右，而且沒有防震錘，在臺風期間導線的舞動幅度大、頻率高，很容易發生斷桿、短線的情況。

（3）在臺風天氣中，有些樹木的枝干會折斷，其若是壓在線路上，則會造成斷線，嚴重時甚至會將桿塔壓斷。綜上，為了確保10kV配網架空線路的安全、穩定運行，必須采取合理、可行的措施對其進行抗風加固設計改造，下面本文就此展開詳細論述。

2 10kV配網架空線路抗風加固設計改造及應用

應當根據精益化的管理思路，并以微地形和微氣候作為立足點，對沿海地區依據容易受到臺風影響區域的10kV架空線路進行全面校核，在此基礎上對線路的抗風能力進行差異化評估，同時遵循輕重緩急的原則，制定合理、可行的中長期線路整改計劃，并落實實施，爭取將所有的10kV配網架空線路的設計風速均達到35m/s。在對沿海地區現有的10kV配網架空線路進行抗風加固改造時，應當以耐張段作為單位，并對風速未達到35m/s的進行改造處理，使其設計風速達到或超過35m/s。同時，還應對建造年代比較久遠、運行時間較長、無法確定桿塔強度等級的線路進行綜合加固。

2.1 縮短耐張段的長度

由于10kV配網架空線路中，應當分別針對不同的線路來縮短耐張段的長度，具體措施如下：

（1）單回路。對于耐張段超過500m的線路，可以通過增設耐張桿塔來縮短耐張段的長度，使各個耐張段長度全都控制在500m以內；可在線路當中增設直線耐張桿塔，增設的桿塔的強度等級應當不低于F級，并加裝四向拉線進行加固，若是現場施工條件不允許打拉線，則可選用高強度的電桿或是鋼管桿。需要注意的是，選用長度為12m的高強度電桿時，根部開裂彎矩應當不低于150kN·m，長度為15m的高強度電桿不應低于160kN·m，同時還要配置相應的基礎。如果選用鋼管桿，應當確保水平荷載標準值不小于30%。

（2）雙回路。對于耐張段長度超過400m的線路，可以通過增設桿塔來縮短耐張段的長度，從而使各個耐張段的長度均控制在400m以內；增設直線耐張桿塔時，應當盡可能選用高強度混凝土桿或鋼管桿。需要特別注意的是，選用長度為12m的高強度電桿時，根部開裂彎矩應當不低于200kN·m，長度為15m的高強度電桿不應低于260kN·m，同時還要配置相應的基礎。如果選用鋼管桿，應當確保水平荷載標準值不小于40%。

（3）多回路。可按照線路的實際回路數、導線型號、檔距等參數及設計風速要求，對桿塔和基礎受力情況進行計算，以此為依據確定加固措施。

2.2 縮短直線大檔距的長度

（1）單回路。在裸導線與絕緣導線的直線檔距分別大于90m和80m的前提下，若檔距兩側電桿的強度符合要求、埋設深度不足時，應當對電桿進行加固處理，若是強度不符合要求，則應當在檔距中間位置處增設桿塔。如果施工條件受限無法增設桿塔，則可在檔距兩端的電桿上加裝防風拉線，若不具備拉線條件，則必須對原有的電桿進行更換。

（2）雙回路。在裸導線與絕緣導線的直線檔距分別大于80m和70m的前提下，若檔距兩側的電桿強度符合要求、埋深不足時，應當對電桿基礎進行加固處理，如果強度不符合要求，在應當在檔距中間位置處增設電桿。

2.3 直線桿加固措施

應當在增設桿塔縮短耐張段長度和檔距長度的同時，對耐張段內其它的直線桿進行加固處理，具體可采取如下措施：防風拉線、基礎加固、更換電桿。

（1）單回路。當單回路耐張段內的連續直線桿≥5根時，應當在耐張段的中間位置處增設一根加強型直線桿，并對其它直線桿進行校核，看其強度、埋設深度是否與相關規定要求相符，如果不符，則應針對具體情況采取相應的措施進行處理，如：加裝防風拉線。

（2）雙回路。當原有線路中的電桿強度等級小于M級，或絕緣導線小于N級時，應當在耐張段內每隔一根直線桿裝設一組防風拉線；對其它未進行加固的直線電桿，則應當對埋設深度進行檢查，若是不符合要求，則應對其基礎進行加固處理。

2.4 基礎加固措施

安裝防風拉線的電桿其最小埋設深度應當符合表1的要求。

表1 加裝防風拉線電桿的最小埋設深度

當達不到表1中的要求時，應對電桿基礎進行加固處理。具體處理時，可按照電桿的位置，遵循因地制宜的原則，選擇最為合適的基礎加固方式：1水泥沙包護坡；2漿砌塊石護坡；3混凝土樁加強基礎；4采用套筒混凝土基礎；5漿砌塊石加強型基礎。

3 結 論

總而言之，我國沿海地區特殊的地理環境和氣候條件，對10kV配網架空線路的安全、穩定運行帶來了一定影響，尤其是對線路的抗風能力提出了較高的要求。為此，應當采取合理、可行的技術措施，對現有的線路進行加固改造，借此來不斷提高線路的抗風能力，這不但能夠降低維修成本，而且還能確保線路安全運行。

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