闡述架空輸電線路設計要點

【摘要】近年來，隨著國家電網建設的不斷快速發展，線路不斷增多，走廊越來越緊張，特別是由于規劃部門對土地審批越來越嚴格，線路通道在很多地區已經成為影響電網建設的主要因素，因此有必要對提高線路走廊的輸電能力進行探析。介紹同塔多回架空輸電線路的設計特點及應用特點。采用同塔多回架空設計方式的輸電線路，設計一套多回同塔架空設計的桿塔系列是非常有必要的，這具有很好的發展前景和經濟效益。

【關鍵詞】同塔多回路;輸電線路;設計

隨著城市經濟的加速發展，電力高壓線路走廊越來越有限和珍貴，可供輸電線路走廊的用地目趨緊張，因很多農村地區轉變成了商業區和工業區，有些城市空閔地段也建成了住宅區，這樣就導致了架空輸電線路走廊的資源很大程度上減少了。為了使電網企業的建設速度跟得上城市發展的腳步，我們必須采取必要措旖，如盡量提高輸電線路單位走廊的輸電容量

及土地使用率，設計建設一套同塔多回架設的桿塔系列等。設計同塔多回路是提高單位線路走廊的輸送能力的一種十分有效的手段。在線路通道緊張時，不同電壓等級或者不同送電方向局部必須采用同一通道，這種情況下就要利用同塔多回路來輸電。在目前現代化建設中，高壓輸電線路的建設和地方土地使用規劃的矛盾已經非常突出，特別是在人口稠密的城區范

圍和經濟發達地區，線路走廊常常制約著電網的建設和規劃。深入研究如何提高單位線路走廊的輸電能力，既可以節約社會資源，又能充分使用線路走廊通道，還可以減少對輸電線路走廊的投資。

1.同塔多回輸電線路的發展現狀和發展趨勢

目前，在國外同塔多回線路的應用已經十分普遍，像日本或者歐洲部分發達國家，對同塔多回線路的利用已經比較成熟。這些地區的土地資源非常稀缺，所以它們對線路走廊的投資占工程總投資的比例很大，同塔多回線路的應用已經十分普及。在國內隨著我國城市化進程的速度加快，輸電線路跨越民房、占用土地等情況與居民工作生活、城市規劃建設之間矛盾也逐漸顯露。20世紀八十年代， 華東地區的南楊和石黃等500kV輸電線路工程，以及20世紀九十年代廣東沙增等500kV輸電線路工程就采用了同塔雙回線路的設計方案。近年來，500KV同塔雙回輸電已在廣東、東北、四川、華東電網中采用，國內已建成500KV/220KV同塔四回輸電線路，而500KV同塔四回輸電線路也在籌劃中。

2.同塔多回輸電設計

2.1 氣象條件

現行規程對設計氣象條件根據線路級別取不同的重現期來確定，一般規定1l0kV-330kV輸電線路應取30年一遇，750kV、500kV輸電線路應取50年一遇。對于多回路線路，首先必須按回路中最高電壓等級來確定重現期.其次還必須根據多回線路在系統中的地位來確定是否適當提高取值，如其在系統中的重要性已經達到或超過上一電壓等級水平，則應該提高氣象條件取值標準。在不同地區還應該根據實際情況靈活掌握，例如某省一些地區常年觀測最大風速在20m/s以下，而對220kV線路規程規定最小設計風速為25m/s，此時就無必要再提高220kV多回路的設計標準[1]。

2.2 導地線和金具安全系數

導地線安全系數不僅影響線體的運行安全。而且關系到耐張桿塔的荷載大小。對于同塔多回線路。由于荷載巨大，所以導地線的安全系數選取應更為合理，做到既能滿足線路的安全運行，又能有效控制工程投資。在最大風速≤30m/S、覆冰厚度C=5ram的工況下，常規導線常由平均運行應力控制。對LGJ-400/35而言，其大風或覆冰安全系數分別達2.95和2.89l，而現階段常用的JL/LBlA一95/55鋁包鋼芯鋁絞線地線分別達3.72和3.60，已大干規程規定2.5的要求。因此，在這種情況下對同塔多回線路無需再提高導地線設計安全系數。

2.3 對地距離

輸電線路導線對地距離設計分為線路途經非居民區和居民區2種情況。單、雙回220kV輸電線路導線對地距離的確定，主要從絕緣方面考慮;500kV輸電線路的導線對地距離，除了要考慮對地絕緣水平外，還要考慮線路下靜電場強對人的影響。國內500kV線路途經非居民區時，線下場強一般控制在10kV/m內，所以多回路線路途經非居民區的導線對地距離仍按此標準來校核。

現行規程沒有明確500kV多回路線路途經居民區時的導線對地距離，僅提供了500kV單回路線路途經居民區對地14m的要求，而且國內500kV同塔雙回線路途經居民區也是按對地距離14m高度設計的，運行表明是安全的。因此我們按照500kV單、雙回路的場強值來確定500kV多回路途經居民區時的導線對地距離。

2.4 防雷設置

例如年雷電日按80天計，35kV線路全線在變電站出、入線段架設1.5km～2kin的地線。全線每基桿均接地，架地線段的桿按地電阻應滿足表1要求。

表1 有地線稈塔在雷季干燥時的工頻接地電阻值

土壤電阻率（Ω.m） 100及以下 100以上至500 500以上至1000 1000以上至2000 2000以上

工頻接地電阻（Ω） " "l0 " " L5 20 " " 25 " 30

為防止雷擊檔距中央導線，檔距中央導線與地線的距離應滿足下式要求：S≥0.0l2 L+l（m）。式中，S一導線和地線在檔距中央的距離（m）;L一檔距（m）;電桿上避雷線對邊導線的保護角應小于25。接地裝置一般采用放射形。在居民區及水田，為減少跨步電壓，接地裝置采用閉環形。水平接地體材料采用Φ8圓鋼，按地引下線用熱鍍鋅Φ12圓鋼，按地體埋深：耕地埋深0.8m，非耕地埋深0.6m。如果土壤電阻率很高，按地電阻難降到30Ω，可采用6～8根總長不超過500m的放射形接地體或連續延長接地體，其接地體電阻不受限制。

2.5 鐵塔和基礎

同塔多回路由于鐵塔的外部荷載及塔身風壓與單回線路相比，將成倍增加，鐵塔的自重、基礎作用力均將大幅度增加。為保證可靠性要求，多回路鐵塔和基礎設計可參照大跨越工程系數的做法，對多回路結構設計的安全系數適當加強[3]。對500kV或220kV大截面導線的同塔多回路，為降低材料的體形系數和塔身風壓，可考慮采用鋼管桁架結構，對跨越塔等特殊型式也可采用高強度鋼材。

由于多回路塔的導地線很多，因此設計中可能很多結構材料受安裝工況控制，在設計中如適當限制施工作業工序，采用合理的施工手段，甚至加大施工臨時拉線的平衡張力，則可以有效降低塔重。

3.同塔多回路線路設計的經濟性分析

根據電氣要求，220kV單、雙、四回路需占走廊寬度如表2所示。

表2 單、雙、四回路需占走廊寬度

回路數 三向導線排列型式 需占走廊寬度（m） 說明

4條單回路 水平排列 109 12×4+3×7+20×2

2條雙回路 垂直排列 75 14×2+7+20×2

1條4回路 垂直排列 57 17+20×2

從表1中可以看出，220kV同塔四回線路比四條單回路線路減少走廊寬度52m，比兩條同塔雙回路減少走廊寬度l 8m。采用同塔多回路最經濟之處在于走廊清理費用（包括土地征用、青苗賠償、林木砍伐及房屋拆遷等）的節約。

當路徑狀況和其他設計條件相同時，同塔四回線路和兩個雙回線路的導線耗量相同，金具基本相同，地線節約兩根，但四回路增加了部分跳線用的絕緣子，因此電氣工程量基本相同，主要差異取決于鐵塔和基礎。統計結果表明，在單位長度內一個四回路的鐵塔及基礎的材料耗量小于兩個雙回路之和，且節省兩根地線，因此無論從線路本體還是從線路走廊來評價，220kV同塔四回線路要比兩個雙回線路經濟。綜合占地賠償的因素，同塔四回路線路更能節約土地，減少前期投資。

4.同塔多回輸電線路輸電的推廣

同塔多回輸電與單回輸電相比，它的技術已經日趨成熟，但在輸電線路設計和施工的技術難度比單回輸電要大[3]。目前國內外都已經有很多應用成功的例子，我國的專家和施工人員在設計和建設方面也積累了豐富的經驗，另外新設備和新科研成果的出現也為同塔多回技術的發展和應用創造了有利條件。在推廣同塔多回輸電技術的過程中，我們應該根據具體規劃和實際工程，緊密結合國內外同塔多回輸電技術的實際經驗，詳細制定技術章程。首先對該技術進行經濟分析，在此基礎上結合緊湊型輸電、特高壓輸電、耐熱導線和大截面導線技術的綜合運用，實現提高輸電的社會效益和經濟效益的目標。

5.結語

總之，設計同塔多回路是提高單位線路走廊的輸送能力的一種十分有效的手段。采用同塔多回線路輸電方式是解決輸電走廊緊張、提高輸電容量、節省土地資源、實現電網的建設與地方的發展協調進步的有效手段。采用同塔多回輸電技術具有很大的經濟效益和社會效益，同塔多回輸電線路具有廣闊的應用前景和良好的發展空間。

參考文獻

[1]竇飛，李樹森.500kV同塔四回架空送電線路電場分布的研究[J].江蘇電機工程，2004.

[2]DL/T5092-l999，l10-500kV架空送電線路設計技術規程[S].

[3]馬志堅，傅春蘅.500kY同塔多回輸電線路技術及其推廣應用[J].電力設備，2005.