輸電線路改造過程中存在的問題分析

陳騰飛 郭振華 周亞 王廣躍 魯曉威

（國網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司 安徽滁州 239000）

輸電線路改造過程中存在的問題分析

陳騰飛 郭振華 周亞 王廣躍 魯曉威

（國網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司 安徽滁州 239000）

線路改造工程具有工期緊，受停電時間、供電可靠性限制的特點，并且受到外部自然因素的情況較多，并且各個輸電線路工程實際情況不盡相同，筆者結(jié)合自身的實際工作情況，對輸電線路改造工程的發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的問題進行了簡單論述，提出了輸電線路改造工程的優(yōu)化設(shè)計方法，希望可以對我國的電力工程健康快速發(fā)展起到一定的推動作用。

輸電線路；改造；問題分析；優(yōu)化設(shè)計

引言

隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷加快，目前城鎮(zhèn)中還有較多的高壓輸電線路需要改造，并且輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負著輸送電能的主要任務(wù)，目前城市建設(shè)的規(guī)模和城市建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，就造成城市中已經(jīng)運行的輸電線路需要傳送更多的電能，所以對輸電線路進行改造就顯得尤為重要了。

1 輸電線路改造發(fā)展現(xiàn)狀

輸電線路是聯(lián)系發(fā)電廠、變電站與用電設(shè)備之間的橋梁，同時它具有輸送電能的任務(wù)，在電能的發(fā)、輸、變、配、用全過程的五大環(huán)節(jié)中具有重要作用，是電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，由于輸電線路設(shè)備大部分分布在田野或者丘陵之中，長期露置在大自然的環(huán)境中運行，不僅要經(jīng)受嚴寒酷暑，還要飽經(jīng)風(fēng)雨雷電，遭受各種自然條件的破壞，而且隨著時間的推移，輸電線路的運行環(huán)境和運行條件都可能發(fā)生各種各樣的變化，所以必須對不符合要求的輸電線路進行及時改造，只有這樣才能保障輸電線路安全、高效的運行。針對高壓架空輸電線路而言，高壓架空線路需要設(shè)置在一定的高度才行，線路以下的部分以及兩側(cè)的面積稱為線路走廊，在走廊內(nèi)不能種植高大的植物，也不能建造高大建筑，并且隨著我國城市化的不斷發(fā)展，需要越來越多的電能來滿足要求，在線路建設(shè)過程中線路走廊的占地費用較多，大約占據(jù)了總投資的20%，所以我國電網(wǎng)建設(shè)要花費很大一部分資金在輸電線路走廊上面，目前一般采用同塔并架多回路輸電技術(shù)，這種技術(shù)通過在同一線路走廊架設(shè)多回線路，這樣不僅減少了線路走廊用地，還大大提高了輸送容量。

2 輸電線路改造在城市發(fā)展中面臨的問題

在新建鐵路和公路附近，采用的輸電方式為架空跨越的方式，這樣不僅可以節(jié)約資金，還能確保輸電線路與新建鐵路、公路之間的距離，但是在特殊情況下，架空線路跨越成本較高或者根本無法跨越時，就應(yīng)該改為電纜線路，因此要根據(jù)具體情況進行具體分析，例如當(dāng)輸電線路的電壓等級不高時，一般指35kV以下線路，應(yīng)當(dāng)首先考慮將架空線路改為電纜下鉆的方式，這樣不僅美化了新建鐵路或公路的景觀，同時也為高電壓等級的線路留出更多的跨越空間。隨著我國工業(yè)化水平逐漸提高，城市規(guī)模不斷擴大，用電量需求日趨增多，輸電線路需要不斷改造以適應(yīng)社會發(fā)展的需求，針對城市電網(wǎng)改造，不能脫離城市建設(shè)的總布局，要積極采用新設(shè)備、新技術(shù)、新材料和新工藝，提高輸電線路的供電能力，保障輸電線路能夠適應(yīng)各種自然環(huán)境，提高供電的可靠性和安全性，因此在供電線路改造過程中應(yīng)該重點解決以下幾個問題：

2.1 解決交跨問題

隨著我國城鎮(zhèn)化水平的加快，城中村現(xiàn)象日趨明顯，由于眾多原因?qū)е略絹碓蕉嗟?10kV線路的導(dǎo)線對房屋的距離不能滿足電力規(guī)程的要求，導(dǎo)致各種事故的發(fā)生，例如：線路突然跳閘造成人員傷亡或者導(dǎo)線對地放電等等，有一些地區(qū)線路設(shè)計的導(dǎo)線距離（110kV：6.5m），交跨距離嚴重不足，直接導(dǎo)致線路安全運行性能降低，某一城市僅2015年一年的時間由于交跨問題引起的線路跳閘現(xiàn)象就高達9次，為了解決這一嚴重問題，輸電線路運行管理部門曾組織專家對事故現(xiàn)場進行調(diào)查，最終得出了兩種解決辦法：①將居民集中拆遷，這種辦法執(zhí)行起來手續(xù)困難，根本行不通；②建立新的輸電線路替換原有的線路進行供電，這種辦法也會面臨許多的問題，由此可見，只有解決交跨問題，才能有效降低輸電線路的跳閘率。

2.2 解決因道路改擴建導(dǎo)致的道路中央孤立的桿塔問題

隨著我國的發(fā)展，城市道路變得越來越寬，這些道路既有新建的也有擴建的，但是由于種種原因會導(dǎo)致部分110kV輸電環(huán)網(wǎng)線路桿塔被孤立于道路中央，這些被孤立的桿塔因為沒有辦法進行移位改造，所以只能采取一些應(yīng)急措施對其進行保護，某市在2014～2015年期間，就發(fā)生了7次撞擊防護裝置的現(xiàn)象，這嚴重影響了輸電線路的安全穩(wěn)定運行，因此解決這種問題已經(jīng)刻不容緩。

3 輸電線路改造工程的優(yōu)化設(shè)計

3.1 交叉跨越線路的改造

根據(jù)現(xiàn)場的勘察結(jié)果，一般將所有的混凝土電桿更換成鐵塔或者鋼管桿，但是在一些區(qū)域大型機械根本無法進入，施工難度極大，整體投資較多，所以針對這些地區(qū)更換桿塔工作根本無法完成，為了解決這種問題，最終決定在原有的輸電線路混凝土電桿桿頂加裝鐵帽，這樣不僅可以減少線路跳閘現(xiàn)象，也解決了線路對地的安全距離問題，既解決了投資，又能夠保障輸電線路安全平穩(wěn)運行。在設(shè)計制作加高鐵帽時，應(yīng)該根據(jù)線路桿型和所處的具體位置進行多次實量，最終做到使用原桿的橫擔(dān)和拉桿，以盡量減少費用和工作量，加裝鐵帽施工圖如圖1所示，鐵帽加裝后的效果圖如圖2所示。通過加裝鐵帽的方法，提高了導(dǎo)線對地距離，導(dǎo)線在原來的基礎(chǔ)上提升了3m，達到了《電力建設(shè)安全工作規(guī)程》的要求，下面列舉兩種鐵帽制作方式，如圖3～4所示。

圖1 加裝鐵帽施工圖

圖2 鐵帽加裝后的效果圖

圖3 鐵帽制作方式

圖4 鐵帽制作方式

采用加高鐵帽的施工方案與其它方案進行對比，采用加裝鐵帽的方案總費用一般為7900元/基，采用在原桿位基礎(chǔ)上更換加高桿塔方案所需費用為24萬多元/基，因此得出每基可以節(jié)省資金23萬元左右，并且在加裝鐵帽后至今還沒有出現(xiàn)線路跳閘事故，并且鐵帽在加裝過程中導(dǎo)線不必落地，原橫擔(dān)和拉桿可以直接提升使用，加裝的鐵帽還可以梯次性升高，這樣就可以解決多層、多回的線路復(fù)雜交跨難題。這項技術(shù)既可以節(jié)省費用，又不受施工環(huán)境的限制，安裝簡便，可以在解決輸電線路交跨施工狹窄桿段上大力推廣應(yīng)用。

3.2 孤立桿塔的改造

若將道路中央的鋼管拆除，不僅投資太大，而且停電時間較長，若不采取任何措施，就會給人們的安全出行帶來嚴重的問題，導(dǎo)致人們的生命財產(chǎn)安全受到嚴重的威脅，所以提出了一種利用原線路鋼管桿進行整體移位的思想，在輸電線路中，通過桿塔支撐懸掛導(dǎo)線，然而當(dāng)氣象條件發(fā)生變化時，導(dǎo)線的應(yīng)力和弧垂也隨之發(fā)生變化，具體計算公式如（1）和（2）所示。在式（1）中：σm表示導(dǎo)線應(yīng)力；tm表示溫度；g表示比載，E表示導(dǎo)線彈性模量；在式（2）中：fm表示檔距中央導(dǎo)線弧垂；g表示比載；l表示導(dǎo)線檔距；σ表示導(dǎo)線水平應(yīng)力，具體計算結(jié)果見表1所示。

表1 LGJ-240/30鋼芯鋁絞線應(yīng)力弧垂計算成果表

上面是經(jīng)過計算后的LGJ-240/30導(dǎo)線力學(xué)特性，為確定桿塔強度提供數(shù)據(jù)。通過結(jié)合地區(qū)具體情況，根據(jù)線路綜合條件，對LGJ-240/30導(dǎo)線進行計算、分析得出的鋼管桿移位后導(dǎo)線的比載，以及在相同條件下的應(yīng)力和弧垂，通過分析得出在整體移位后，導(dǎo)線對地面的距離能夠滿足《電力建設(shè)安全工作規(guī)程》的要求，針對輸電線路桿塔孤立于道路中央的現(xiàn)象，通過導(dǎo)線的力學(xué)計算，確定了將雙回路鋼管桿進行整體移位這一改造方法，為解決今后類似的現(xiàn)象提供了幫助。

4 結(jié)論

輸電線路改造工程設(shè)計時，應(yīng)該以城市建設(shè)和城市用電負荷為基礎(chǔ)，根據(jù)原線路的自身特點和輸電線路改造的要求，綜合考慮線路的路徑和施工方法，設(shè)計較多的方案，然后通過對比，選擇出最優(yōu)的設(shè)計方案，使用新材料、新技術(shù)，使新舊輸電線路良好銜接，高效運行。

[1]李順利.架空輸電線路運行維護中存在的問題及對策[J].中國電力教育，2010（A01）：312～313.

[2]薛濤濤.35kV輸電線路桿塔接地存在的問題及改造措施的探討[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊，2013（33）：307～308.

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1004-7344（2016）10-0084-02

2016-3-20