架空送電線路設(shè)計方面的問題分析

劉金釗

摘 ?要：隨著人們經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，各種智能化電力設(shè)備逐漸被開發(fā)，人們對于電的需求也越來越大，給輸電線路帶來了更大的挑戰(zhàn)。架空送電線路具有施工簡單、低成本、高安全性的突出優(yōu)點(diǎn)，如今在我國很多城市被廣泛應(yīng)用。架空線路的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致很多架空線路在施工時是互相交叉的，給國家電網(wǎng)帶來了嚴(yán)重威脅。鑒于此，該文闡述了架空送電線路科學(xué)合理設(shè)計的必要性，分析了架空送電線路設(shè)計方面的問題。

關(guān)鍵詞：架空 ?送電線路 ?設(shè)計

中圖分類號：TM726.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）06（a）-0037-02

居民用電的不斷增加，要求電網(wǎng)在設(shè)計時必須更加科學(xué)合理。城鄉(xiāng)一體化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，規(guī)劃的區(qū)域逐漸擴(kuò)大，但是受到土地的限制，使架空送電線的設(shè)計空間逐漸變小，給路徑選擇上帶來了一定的難度，也加大了施工的難度。除此之外，根據(jù)近幾年架空送電線的施工情況來看，架空送電線的施工受很多方面因素的制約。怎樣才能在時間緊、影響因素多、施工環(huán)境復(fù)雜的情況下順利完成施工，是工作的重點(diǎn)。

1 ?架空送電線設(shè)計的重要意義

隨著我國農(nóng)村城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，原有的送電線因為占地面積過大，給路面交通帶來了諸多不便，而且已經(jīng)無法滿足農(nóng)村未來的發(fā)展需求，因此設(shè)計一個能夠有效保證電網(wǎng)安全輸電，同時又節(jié)約占地空間的架空送電線顯得非常重要。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，房子會越來越高，大型貨車的高度也會有所增加，而且用電設(shè)備所需要的電量也會增多，面對這些問題，以往的普通送電線不能解決，必須在保證居民正常用電的情況下，對送電線路做有目的的調(diào)整[1]。例如：湖北省枝江市化肥廠附近經(jīng)常會有超過10m高的加氫反應(yīng)器路過，但很多路段的輸電線高度都無法滿足，對于凈高10m的大型設(shè)備，輸電線的高度要至少達(dá)到12m才能使其安全通過，因此，枝江市對輸電線路做了及時的大規(guī)模調(diào)整。

2 ?架空送電線路概述

所謂架空送電線路是通過發(fā)電廠向用電居民及單位輸送電力的線路，對整個電路系統(tǒng)及用電用戶來說，都是非常重要的。其設(shè)計包含路徑的選擇、桿塔的選擇、導(dǎo)線的防振等，這些設(shè)計是為了起到穩(wěn)定塔桿、保證送電線安全的作用。架空送電線在設(shè)計過程中必須要根據(jù)實(shí)際情況，科學(xué)合理地進(jìn)行設(shè)計，保證送電線的安全穩(wěn)定，避免發(fā)生事故。

3 ?架空送電線路的設(shè)計內(nèi)容

3.1 路徑的合理選擇

要在輸電線路的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間設(shè)計出一條既能符合國家要求，又可以保證線路安全、合理的施工方案。選擇科學(xué)、合理的路徑對于保證輸送質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。選線時要注意桿位的經(jīng)濟(jì)成本和關(guān)鍵塔位建造的合理性[2]。可以與交通運(yùn)輸、施工環(huán)境、地形環(huán)境、線路等進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的比較，具體如下。

（1）盡量選擇路線短、特殊地區(qū)少、地質(zhì)和周圍環(huán)境比較好的方案。

（2）最好繞開樹林、公園、果園等樹木密集的地方。

（3）盡量不在地形復(fù)雜的環(huán)境和土壤條件不理想的地區(qū)進(jìn)行挖空量或排水量比較大的施工，要保證桿塔的穩(wěn)定性不受地質(zhì)環(huán)境的影響。

路徑的選擇上盡量降低轉(zhuǎn)角的數(shù)量，盡可能進(jìn)行直線建設(shè)，這樣可以降低輸電線的長度。與此同時，對于架空路線會經(jīng)過的其他送電線的次數(shù)也要嚴(yán)格控制，盡量避免兩條線路的交叉，可以適當(dāng)增加高度確保兩條線路都能正常工作，增加高度不僅會導(dǎo)致施工費(fèi)用的增加，同時也要調(diào)整架空送電線的設(shè)計方案，如此勢必會增加工程的造價，還有可能會延長施工的工期。在跨越江河、山川的特殊地區(qū)，必須要充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，科學(xué)合理地設(shè)計架空送電線，對于不方便架空送電線的地區(qū)，要盡可能避開，特別是交通比較困難的地區(qū)[3]。除此之外，還必須考慮到架空送電線如果設(shè)計的過低，會給人們的生活和周圍環(huán)境帶來些許不便，因此要遠(yuǎn)離樹木和住宅區(qū)，最大限度地減少賠償。

3.2 桿塔型號選擇

送電線路在設(shè)計時必須要考察周圍的施工地形、選線情況，再根據(jù)檔距的大小來選擇適合的桿塔，最好可以選擇成本低、符合要求的桿塔。如果桿塔的轉(zhuǎn)角比較大，要盡最大可能降低高度，減少基礎(chǔ)施工量。在規(guī)劃區(qū)內(nèi)的桿塔，例如，在道路綠化帶周圍設(shè)置的桿塔，最好可以使用同塔多回的鋼管桿，盡量減少占地面積，使城市布局可以更美觀。但是比較大的轉(zhuǎn)角塔桿如果使用鋼管桿，因為承受壓力的方式不同以及結(jié)構(gòu)上的因素很容易導(dǎo)致桿頂?shù)膿隙茸冃危屹M(fèi)用相對來說也比較高。所以，對于轉(zhuǎn)角大的地段最好可以使用角鋼塔，鋼管桿可以被用于直線塔，科學(xué)合理的選擇可以在符合生態(tài)環(huán)境需要的同時，又能夠降低成本的投入。在實(shí)際施工過程中，合理的桿塔型號，對于減少基礎(chǔ)施工量，提高施工速度，保證工程的順利施工非常重要。

3.3 排桿的定位

排桿的定位在架空送電線的整個設(shè)計中占有非常重要的比重，桿塔的選擇是否科學(xué)合理，能夠直接影響到輸送線路的施工進(jìn)程、經(jīng)濟(jì)投資供電安全及運(yùn)行維護(hù)等[4]。所以，深入研究怎樣選用合適的桿塔和對排桿進(jìn)行正確的定位，在送電線的設(shè)計中十分重要。

桿塔定位標(biāo)準(zhǔn)：（1）桿塔定位要避開水田、果園等，盡量不占用耕地。（2）不要在陡峭的坡地上定位，降低土石方量。（3）盡量避開池塘、水庫、洼地等特殊地區(qū)。（4）如果桿塔有拉線，必須要充分考慮拉線處的施工條件。（5）要選擇地址條件良好的地方施工，保證施工條件和緊線條件。

科學(xué)合理的塔位有利于基礎(chǔ)型式的施工，合適的檔距可以明顯降低基礎(chǔ)作用力，減少建造成本。檔距的配置方法有：（1）可以充分利用塔桿的強(qiáng)度，嚴(yán)格掌控桿塔的使用條件。（2）每2個檔距之間的距離要掌握好，不要過于懸殊，以免致使不平衡力因為距離過大而增加。（3）對于不同的桿塔類型相鄰時，施工時要注意檔距的大小，必須充分考慮到檔中導(dǎo)線的接近情況，如果換位桿塔之間因為導(dǎo)線交叉，必須要縮小檔距。（4）防止出現(xiàn)孤立檔，尤其是小檔距的孤立檔。

3.4 桿塔的基礎(chǔ)設(shè)計

桿塔的基礎(chǔ)部分是整個送電線系統(tǒng)中非常重要的組成結(jié)構(gòu)，既能夠承載來自下方的壓力，又能承載上方的拔力，與此同時，還擁有出色的水平力，因此，設(shè)計時要全面衡量，絕不能忽視[5]。桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計必須要保證桿塔的安全、可靠，在此基礎(chǔ)上，盡可能降低施工成本、減少對環(huán)境的破壞、降低施工難度。

（1）軸心直柱基礎(chǔ)。

此部分的中心位于塔腳的垂直線上。按照抵抗上拔承載方式的不同，軸心直柱基礎(chǔ)可以分為直柱式臺階基礎(chǔ)和板式直柱基礎(chǔ)，其中直柱式臺階基礎(chǔ)又稱為剛性基礎(chǔ)，板式直柱基礎(chǔ)又稱為柔性基礎(chǔ)。剛性基礎(chǔ)是依靠自重平衡基礎(chǔ)上拔的力量，而柔性基礎(chǔ)不單單只依靠自重，還依靠基礎(chǔ)底板上面部分，回填土重量平衡基礎(chǔ)上拔力，以上兩種基礎(chǔ)的共同點(diǎn)是，都可以在山區(qū)或者施工條件比較好的、較為平坦的路段進(jìn)行施工。突出優(yōu)點(diǎn)是施工過程非常簡單，鐵塔很容易調(diào)整位置。缺點(diǎn)是基礎(chǔ)尺寸相對較大，基底部必須保證平整，挖方量比較多，剛性基礎(chǔ)在施工時需要使用非常多的混凝土，柔性基礎(chǔ)施工時可以使用稍微少一些混凝土，但是底板配筋需要使用的鋼筋非常多，如此很不利于環(huán)保，同時成本比較高。

（2）機(jī)械鉆孔樁基礎(chǔ)。

適用于基礎(chǔ)荷載比較大，同時機(jī)械又比較容易到達(dá)的平坦路面。在設(shè)計時，針對位于不同地質(zhì)條件的桿塔，可以選擇使用鉆孔灌注樁或者沖孔灌注樁。在相對來說比較軟的土層通常使用鉆孔樁基礎(chǔ)，沖孔樁基礎(chǔ)大多數(shù)用于風(fēng)化巖石基礎(chǔ)。機(jī)械鉆孔樁基礎(chǔ)能夠隨著不同基礎(chǔ)作用力的大小和地基的實(shí)際情況，調(diào)整直徑和深埋程度。其缺點(diǎn)是造價比較高，同時鉆孔時會產(chǎn)生非常大的機(jī)械噪音。基礎(chǔ)成孔時，因為有泥漿排放，如果無法對泥漿進(jìn)行及時有效的處理，那么對周圍的環(huán)境會造成一定程度的破壞。在樁長比較長，而且土層下砂層比較厚的情況下，樁身很容易發(fā)生夾層或斷樁，如果出現(xiàn)任何質(zhì)量問題，想要修復(fù)非常難，維修費(fèi)用非常高。

（3）挖樁孔基礎(chǔ)。

挖樁孔基礎(chǔ)的施工過程全部需要人工完成，不需要動用大型機(jī)械設(shè)備，主要適用于地質(zhì)條件比較好且機(jī)械不方便施工的特殊山地。突出優(yōu)點(diǎn)在于從基礎(chǔ)中心到保護(hù)邊坡的距離比較小，主柱可以比基面高，需要挖掘的土石方量比較少;能夠隨著基礎(chǔ)作用力的大小和地基的實(shí)際情況，科學(xué)合理地設(shè)計樁徑、深埋。此基礎(chǔ)可以最大限度地發(fā)揮原狀土的承載能力，而且占地面積比較小，能夠很好地起到保護(hù)環(huán)境的作用。缺點(diǎn)在于如果施工地質(zhì)有風(fēng)化巖石或者水，則很難形成基坑，施工時，因為相關(guān)管理人員監(jiān)督不及時、操作人員缺乏責(zé)任感，容易導(dǎo)致施工人員不按照規(guī)范操作進(jìn)行防護(hù)措施的設(shè)置等工作，很有可能造成安全事故的發(fā)生。

4 ?結(jié)語

總而言之，架空送電線在設(shè)計階段，必須考慮到路徑的合理選擇、桿塔型式的選擇和排桿的科學(xué)定位等，這些因素對送電線有很大的影響，設(shè)計的合理性關(guān)乎整個工程的質(zhì)量。架空送電線的設(shè)計需要根據(jù)實(shí)際施工情況有針對性地制定，生搬硬套不能夠很好地保障施工質(zhì)量和電網(wǎng)的未來發(fā)展需要。因此，必須充分結(jié)合實(shí)際情況，針對不同情況采取不同的施工方案，提高施工技術(shù)，增強(qiáng)施工人員的責(zé)任與安全意識，才能促進(jìn)電網(wǎng)線路的未來發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫誼媊，董小順，袁鐵江，等.新疆極端環(huán)境下架空輸電線路時變停運(yùn)模型分析[J].電網(wǎng)與清潔能源，2017， 33（10）：29-36.

[2] 李顯鑫，程述一，侯中偉，等.輸變電工程初步設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定第6部分：220kV架空輸電線路部分解讀[J].智能電網(wǎng)，2017，5（5）：502-506.

[3] 王吉岱，張良，王森，等.架空輸電線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計[J].機(jī)床與液壓，2018，46（3）：54-57.

[4] 杜志強(qiáng)，徐玉華，陳泓，等.架空輸電線路微地形區(qū)風(fēng)害故障分析及防治方法研究[J].電工電氣，2017（12）：42-45.

[5] 侯中偉，程述一，李顯鑫，等.輸變電工程初步設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定第7部分：330～1100kV交直流架空輸電線路部分解讀[J].智能電網(wǎng)，2017，5（4）：413-416.