對城市緊湊型架空輸電線路設計的探討

鄒毅

【摘 要】隨著人們的生活水平的不斷提高，人們對供電的要求已經不僅僅局限于滿足日常生活需要，開始逐漸向著供電安全和用電安全方面發展。就目前而言，我國輸電線路依舊以架空輸電線路為主，因此不斷提高城市架空輸電線路的設計水平，提高其輸電穩定性，是不斷提高人們用電安全的重要手段之一。本文對城市緊湊型架空輸電線路的設計進行了詳細探討，并簡要介紹了架空輸電線路的概念、優點和缺點。

【關鍵詞】緊湊型；輸電線路；設計

近年來，我國的社會經濟得到了飛速發展，電力事業也得到了迅速發展，但是在供電安全方面我國與發達國家之間依舊存在很大差距，所以人們越來越看重電力系統的安全性和穩定性發展。隨著我國城市化發展的不斷加快，城市地區建筑物密度越來越大，城市架空輸電線路的設計難度也越來越大，如何設計緊湊型架空輸電線路已經成為城市發展的難題之一。

一、架空輸電線路的概念

所謂架空輸電線路就是以絕緣子為固定裝置，將輸電線路固定在地面已經樹立好的桿塔之上的一種輸電方法。架空線路結構簡單，一般有接地裝置、導線、桿塔、絕緣子、架空地線組成，各個部件之間環環相扣，構成了最基本的架空線路。

緊湊型架空電路是在基本架空線路上的一種改進，通過縮短相間距離、優化導線排列、增加相分裂導線等方法來改變輸電線路的幾何結構，以達到減小線路走廊占地面積的目的，不僅可以提高輸電線路的輸電能力，還能在一定程度上減少輸電線路材料的投入，節約成本。

二、架空輸電路的優點和缺點

（一）緊湊型架空輸電路的優點

目前，輸電線路根據結構的不同主要分為架空輸電線路和電纜輸電線路，由于電纜輸電線路成本巨大，維修困難，架空輸電線路就有了許多不可忽視的優點：（1）架空輸電線路成本低；（2）架空輸電線路結構簡單，建設難度較低；（3）架空輸電線路在陸地表面，相對于電纜輸電線路，更加易于檢修和維護。綜合架空輸電線路的種種優點，使其必將得到廣泛使用。對于遠距離的變電站、發電站之間的電力輸送，架空輸電線路依然是不二選擇。

（二）架空輸電線路的缺點

架空輸電線路雖然節約了建設成本，但是其存在的缺點也較為明顯。架空輸電線路直接暴露在半空中，會或多或少的受到寒冷、干燥、暴雨、雷電、霧霾、大風的影響，不斷地腐蝕輸電線路，降低絕緣子的絕緣效果，縮短電線的使用壽命，其中雷電對架空輸電線路的危害最大，嚴重時可能會直接導致一條輸電線路的癱瘓。

三、緊湊型架空輸電線路的設計研究

（一）緊湊型輸電線路的路徑與桿型設計

在城市建設中，考慮到土地面積的最大化利用，導致可以利用的走廊面積不斷減小。因此，為了充分利用走廊面積，在建設架空輸電線路的時候經常使用雙回路甚至多回路，基本上不使用單回路。對于架空輸電線路建設位置的選擇，多是城市中的道路、綠化帶、河區地帶等地方，這些地方利用相對比較自由，對于建設過程中一些特殊地點，可以采用單側三相垂直排列桿型，雖然增加了一定的投入，但是與電纜輸電線路相比，依舊更加經濟。

我國架空輸電線路設計規范中明確規定：當架空輸電線路的路徑受到限制時，桿塔邊到路基邊的最小距離必須要超過5米。為了實現城市緊湊型架空輸電線路設計，使用鋼管桿是最好的選擇，在實際的架空輸電線路建設中，由于原始道路設計限制，桿塔邊到路基邊的距離經常會小于5米，這時為了保護桿塔，可以在桿塔近路設置一個保護砼墩。

（二）架空輸電線路走廊設計

架空輸電線路的走廊設計主要與風偏、塔頭設計、安全距離有關。在進行輸電線路走廊設計時，把握好風偏和塔頭的控制，就可以很好地控制架空輸電線路的走廊寬度。為了有效地控制導線風偏，首選固定條線的耐張塔和固定掛點的直線桿塔，這兩種塔型都可以很好地控制風偏。對于塔頭尺寸設計要滿足以下幾點：

（1）帶電作業的桿塔，帶電部分要與基地部分保持最小距離；

（2）在桿塔的運行電壓下，桿塔帶電部分要與桿塔構件部分保持最小距離；

（3）導線間隙滿足公式d=0.4LK（絕緣子長度）+U（電壓）/110+0.65f（導線最大弧垂）。

（三）防振錘的選擇

防振錘顧名思義是一種防振裝置，在架空輸電線路發生振動時，防震錘就會利用自身的慣性上下擺動，逐漸消耗掉電線的振動能量，提高架空輸電線路的穩定性。選擇防振錘時，要盡可能選擇與線路振動頻率相近的防振錘，只有這樣才能在不損壞電線的情況下，最大限度的消耗電線產生的振動能量。

（四）防雷設計與接地設計

防雷設計和接地設計都是緊湊型架空輸電線路設計的重點內容。在城市的架空輸電線路設計中，要盡可能的采用雙避雷地線，提高城市緊湊型架空輸電線路的整體安全性，地線設計要盡可能與導線的保護角保持在0度，這樣可以使地線在導線遭受雷擊時起到最好的保護效果。在設計檔距中央導線和地線的間距時，需根據公式S≥0.012L（檔距）+1計算，比如110KV的輸電線路抗雷擊能力不得低于40KA。

城市緊湊型架空輸電線路不僅受到各種自然因素的影響，還會受到諸多人為因素的影響。城市建筑具有密集度大，結構復雜的特點，桿塔接地線路容易與周圍的各種設施發生沖突，不能夠很好的實現垂直接地的相關要求，這時最好的解決方法就是根據實際施工情況，合理的選用深埋垂直接地極、淺埋環、深埋環等方法，以達到實際施工需要。對于檔距較小的輸電線路，可以將接地線組成一個地網，可以很好的提高線路的耦合系數，從而在一定程度上提高輸電線路的穩定性。

（五）其他構件設計

除以上所述，還有其他構件的設計也很重要，比如：導線的設計，導線金屬橫截面必須達到規定要求，太粗會造成資源浪費，太細又會造成過大的電能輸送損耗，因此在進行導線設計時要盡可能選取曲率半徑較大的導線。單根的導線，一旦發生故障直接就會導致整個線路的癱瘓，因此，一般情況下都會選擇分裂導線來提高架空輸電線路的安全性。

四、總結

綜上所述，城市緊湊型架空輸電線路設計是一項復雜而又長久的工作，是我國城市電網發展的重點內容之一，不斷發展緊湊型架空輸電線路，可以很好的保證我國城市的電力供應和穩定發展。

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