10KV及以下的電力線路設計研究

摘要：隨著國家電力需求的日益增加，電力供應也在不斷增長。而10kV及以下的供配電系統是電力網絡中最重要的組成部分之一，10kV的配電任務也日益繁重。配電設計人員也逐漸對10kV的配電網絡中出現的問題越來越關注。本文就10kV以下的配電線路設計方面著手，通過對其流程和設計中的注意事項做簡要研究，對10kV配電線路設計的重要性、基本步驟以及技術要點進行概述。

關鍵詞：10kV電力線路;設計研究;技術要點

1引言

在電力網絡中，10kV的配電網絡大多用于直接連接配電系統和終端用戶，10kV的配電網絡是電力系統輸送到用戶手中的最后一個環節也是整個系統的核心。但是因為低壓配電網絡的特點例如線路長、覆蓋面廣、設備多等，在遭受周邊環境和地理位置的影響下，低壓配電網絡中會出現線路損壞和其他故障，對人們的生活造成巨大的不便，甚至造成嚴重經濟損失。因此越來越多的學者關注與10kV及以下的低壓配電網絡，從設計階段著手，根絕實際情況合理選用設備、線路走向、結構類型、材料等確保10kV配電線路的安全性和可靠性，對整個系統的安全穩定運行起到積極作用。

2配電網絡設計步驟及要點分析

因10kV低壓配電網絡在運行中會受到外界因素的影響而出現故障。所以在配電網絡的設計階段就應當著重考慮這些因素。通常在設計過程中應當遵循以下原則：

1）在設計開始階段就要明確配電網絡的起點和確定輸送線路的導線截面;

2）在對沿路地形的充分了解下，通過技術人員的現場勘查和計算，確定最終的配電網絡路徑圖;

3）結合沿途的實際情況，根據輸送導線的橫截面、沿路的地質地形等方面確定桿塔的類型;

4）技術人員綜合全部設計，確定施工中所需要的物料、設備清單。并依據此編制出造價預算;

5）利用價值工程原理選擇經濟性、功能性、安全可靠性最優的方案。

2.1配電路徑的選擇

配電路徑指的是在起點與終點之間確定一條經濟合理適用性強的最優路徑，這是配電網絡的第一步也是最重要的一步。在對路徑確定時同時要考慮到技術、經濟上是否合理，是否具有可行性，后續的維護搶修過程是否方便等問題。選擇一條合適的路徑通常需要對沿途進行勘察、技術人員、測量人員、施工人員等都必須要參加。盡量通過合理的選擇來優化路徑、降低成本的同時便于施工且能滿足經濟、安全、可靠、合理、有效的要求。通常在進行路徑選擇的時候適用于以下原則：

1）應選擇少占用耕田、方便施工、維護、搶修的地段。在路徑選擇還必須要遵從線程短，曲折系數小;

2）沿途中要避免不良的地質地形及采石場、油庫、機場等地段;

3）出線段采用十二、十六、二十四線電纜溝，減少重復施工操作;

4）光纜要隨著架空線路走，一般配備標準為1到2公里最佳，太長不便于施工和維修，太短的則接頭較多信號衰減大;

5）路徑上的地形高度差要選擇盡量的小，一般控制到檔距50～60米左右;

6）在有大跨越的路段時，應結合實際地段的情況和技術指標確定方案，并考慮30年的洪水位影響;

7）如果有直角轉角（5°以下）應該設計成直線轉角桿塔。

總的線路設計應該根據設計依據、線路路徑和工程概況來完成。線路的設計要從最基本的原則出發并結合沿途的實際情況，嚴格按照國家標準和法律要求來設計。路徑的方案要從線路長度、交通條件、地勢、水利、人文、氣相等各個方面綜合考慮，通過分析計算比較優劣，確定最優的線路路徑方案。

2.2配電網絡線路型式

通常10kV的配電網絡選擇的電纜型式有架空、電纜、架空電纜混合的。電纜的鋪設方式應根據設計方案、施工條件、工程預算投資等因素來去確定。通常采用以下的鋪設方式：

1）在市區路段、公共建筑之間、公園等地段通常采用直接鋪設的方法。當條件不允許時，應考慮到電纜受損情況以便施加保護設施。同時在鋪設路徑上應該設立電纜標志牌。

2）溝槽敷設適用于不能直埋且無機動車負載的通道，如果有機動車等載重較大的地段或是電纜數目較多的地段應當選用排管鋪設。

3）變電站出站線路和主干街道等電纜較多的地段或是多種電壓等級電纜線路的地段應當選用隧道鋪設，且在道路建設中一并考慮。

4）電纜線路跨越河流時應該選用橋梁結構，若在水下鋪設時需要進行特殊設計。

10kV的桿塔形式一般有4種：直線桿塔、耐張桿塔、轉角桿塔以及終端桿塔直線桿。其中直線桿塔是受力最輕也是結構最簡單的。正常情況下只承受電纜的重力、在水平方向上不受力。線路通過桿塔時用絕緣卡子在垂直方向上支撐即可。耐張桿塔的作用顧名思義是承受線路的水平張力，確保線路在直線段路上有一定的弧度下垂，由于線路質量大水平拉力大，所以每隔一段距離必須設置耐張桿塔，桿塔還需要在兩個方面想用懸垂絕緣子拉進到橫擔上，絕緣子之間必須用跳線將桿塔兩邊的線路相連。在桿塔的選擇時除了適用性以外，還需著重考慮塔形和高度、經濟性、維護搶修方便。除跨越段外，盡量使懸掛點符合高度要求在合理范圍內，保持桿塔定位導線、地線平滑，受力合理均勻。

2.3配電網絡設備選擇

配電網絡中的設備也是不可忽視的一項因素，在線路設計過程中要控制環境的溫度和適度、抗震性能等多個因素。由于通常受地理位置的不同，氣候的不同，在線路中配電設備的外部環境是處于變化過程中，通常溫度參數采用的是月平均值和峰值來計算。同時還要考慮到溫差多設備的影響，必要的時候進行保溫保護、防止因為高溫高濕度或是低溫冷凍對設備造成損壞。設備周圍環境的濕度也應當考慮在內，通常用平均相對濕度作為參考標準。根據地區的不同選擇不同的相對濕度，在應用中也要做好產品防護。

線路設計中風速也是其影響因素之一，通常采用的是當地30年一遇的10分鐘平均最大風速，離地高度10米。如果風速超過35m/s時則需靠考慮降低電器設備的安裝高度，強化固定電器設備等措施。在配置電器設備的絕緣時要符合相關的法律法規和國家標準，所采用的電器承受最高工作電壓不低于該回路的最高允許電壓，電流也不允許超過最大持續工作電流和峰值電流。對于在戶外曝曬下的電器還應考慮日光照射對其的影響。對設備的動穩定型和熱穩定性進行計算時，要按照設計方案進行驗算，同時還應考慮到以后的發展規劃。計算時按照三相短路進行驗算，在驗算導體短路熱效應時可以采用主保護時間和斷路器全分閘時間。利用熔斷器作為互感電路的保護器時可以不用驗算熱穩定性和動穩定性。用高壓限流熔斷器保護時刻選擇性的驗算即可。戶外裸露部分的最高工作溫度一般不大于70℃，在考慮到光照影響下，銅芯鋁線工作溫度不大于80℃。到導體外部有可靠覆蓋層時可以適當提高到85℃。在正常運行狀態下、引線的作用力應下雨電器端子允許的作用力。在戶外配套的設備導體、導管、絕緣子等金屬器具要根據氣象條件進行受力計算。

3結語

由于目前10kV的電力網絡線路應用越來越廣泛，要求越來越高，施工難度也在不斷的增加。因此對于10kV的電力線路網絡要進行科學的、合理的、有效的設計才能滿足目前的需求。這是一項綜合性非常大的工程，在設計中要有各個專業的人員進行配合共同完成多方面因素的考慮，通過方案的對比優化確定最優的設計方案。

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