工程實例教學應用
--優化輸電線路停電遷改中的臨時過渡的方案

甘肅鋼鐵職業技術學院 白振榮

美國經濟學家西奧多·舒爾茨指出，人力資本是社會進步的決定性原因，它包括人的知識和人的技能，它的形成是投資的結果。人有各種特質，有人擅長學習研究、有人擅長動手創造、有人能吃苦、有人能討巧、有人喜靜、有人好動，教育就是要把人的潛質挖掘出來，進行合理的訓練，把個體優點充分發揮。

如今的教育形式偏重于學習研究型，但部分孩子好動，不愛學習、喜歡做活動。這樣的情況下就出現了學生在學習方面的差別，學習好的就是好學生，學習不好的就是差學生，好學生上了大學、差學生被學校不認可，被家長不認可，對不愛學習的學生社會給予了一定歧視，這些孩子自卑、逆反，教育沒有從根本上解決這個問題，而是把這些學生送進了職業院校，這樣就造成了職業院校現有的特點。進了職業院校的學生不愛學習理論課，但實訓課卻進行的不錯。不愛學習的孩子在做東西、干活的過程中找到了他們的快樂。實訓課的教學內容廣泛，實踐性強、教學內容多樣，同時在實訓教學中實施素質教育，尤其是對培養學生的創新意識和分析處理能力，具有其他課程無法相比的優勢。

經濟的迅猛發展，社會急需大批具有一定技術和良好職業素質的技術人才。在過去的人才培養當中，主要偏重于大學對研究型人才的培養，技術型人才的培養力度不夠。隨著《教育部關于進一步深化中等職業教育教學改革的若干意見》的出臺，職業教育得到了快速發展。2019年6月教育部《關于職業院校專業人才培養方案制訂與實施工作的指導意見》中明確培養目標：規范課程設置，課程設置分為公共基礎課程和專業（技能）課程兩類，合理安排學時，加強實踐性教學，實踐性教學學時原則上占總學時數50%以上。隨著國家政策支持力度加大及各行各業對職業院校畢業學生的認可，職業院校發展的契機到來。要想把握住這個時機，需要對現有職業院校存在的問題進行改革，才能更好地為社會輸送合格的各類人才。

首先高職教育教學方法的轉型成為大勢所趨。研究性教學實踐越來越普及，如案例分析教學、工程實例教學、項目教學等與實際應用緊密聯系的教學方法等的出現，教學效果得到很大提高。案例分析、項目和工程實例都具有明確的實際應用背景，在職業教育教學中得到重視。從社會角度看，高校實施實踐教學管理對社會的進步和發展也有著一定的影響。

在實踐教學過程中，由于每個學校的設備狀況和學生情況不一樣，有可能會存在不同的問題。比如實訓設備不足、實訓設備過時等情況，使實訓教學落后于現實需要，甚至于實訓的項目己脫離社會需要等問題。針對這些問題我們采取了一定的措施，如學校可跟工廠或公司進行合作，一方面解決了工廠或公司人手短缺的問題，也解決了學校的設備問題和學生的實際鍛煉問題。將學生有目的有計劃地安排到合作企業當中實習，解決部分專業實訓難的問題。

另一方面，實訓教學還可把教學放到企業工程實例中，學校用企業的工程實例對學生進行生動的理論聯系實際的教學。本文結合研究性教學實踐、探究式學習，在實踐活動中逐步發現認知和理解事物的內在本質。以“輸電線路停電遷改中臨時過渡措施的重要性”作為工程實例教學中的應用進行了展示說明。在實例教學中一步步分析如何把學到的知識運用到實際工作中去。輸電線路經常要進行檢修維護、以確保人民的正常生活秩序，電力及電氣相關知識如何運用到實際工作中，我們做如下案例教學。

一個項目做之前首先要考慮安全因素。2021年6月國務院《全民科學素質行動規劃綱要（2021-2035年）》中提出，實施職業技能提升行動。在職前教育和職業培訓中進一步突出科學素質、安全生產等相關內容，構建職業教育、就業培訓、技能提升相統一的產業工人終身技能形成體系。

為保證人身安全和施工順利進行，遷改線路施工中，充分考慮停電時間、停電方式、施工材料、施工可行性等要素，編制切實可行、內容具體的實施方案，優化臨時過渡方案，并計列相關的措施費用，確保人身安全和施工順利進行。具體用下面施工實例分析優化過渡措施的重要性。

1 工程相關情況

1.1 工程概況

將已投運某110kVⅠ、Ⅱ回線路π入新建變電站。如圖1，新建雙回架空線路長度24.5km，其中π接一側架空線路長12.2km，π接另一側架空線路長12.3km。線路位于平丘地段，途經海拔高度為1780m～1810m。導線采用2×JL/G1A-240/30鋼芯鋁絞線，地線2根均采用24芯OPGW光纜。這里有一個知識點，海拔高度與電氣絕緣的關系：由于高海拔地區空氣較之低海拔地區的氣壓小，同等電壓下空氣容易產生電離現象，所以需提高絕緣等級和增加高壓電器的間隙。

圖1 原π接方案

1.2 如何選擇導線

1.2.1 發現問題

如何選擇導線截面是電力設計的一個重要方面。輸電線路導線截面一般按經濟電流密度來選擇，并根據電暈、機械強度以及事故情況下的發熱條件等進行校驗。現場工程師評審過程中發現，導線選擇僅考慮電能損耗的降低，未結合本工程實際情況對導線的電氣性能、機械性能、經濟性能比選，所選取的導線綜合性能并非最優。

1.2.2 解決問題的方案

高壓輸電時通常用裸線。因為當電壓達到10kV時30m厚的橡膠絕緣皮已失去作用、被高電壓擊穿。鋁的密度小，相等體機情況下鋁的質量比鐵、銅小，導電性比鐵好。而電流在傳輸具有一種“趨膚效應”，就時沿著導線表面流動。用鐵芯的原因是鋁的強度不好，質軟較容易斷。用鐵芯既能增加導線的強度，又不影響導電性。所以高壓輸電線路用鋼芯鋁絞線。

依據《110kV～750kV架空輸定電線路設計規范（GB50545-2010）5.0.1：“輸電線路的導線截面，宜根據系統需要按照經濟電流密度選擇，也可根據系統輸送容量，并應結合不同導線的材料結構進行電氣和機械特性等比選，通過年費用最小法進行綜合技術經濟比較后確定。”原初步設計方案所選取的導線，僅從電能損耗方面進行了簡單計算，推薦采用2×JL/G1A-240/30 鋼芯鋁絞線。

鋼芯鋁絞線的優勢在哪里？其具有結構簡單、假設與維護方便、線路造價低、傳輸容量大、又利于跨越江河和山谷等特殊地理條件的敷設、具有良好的導電性能和足夠的機械強度、抗拉強度大、塔桿距離可放大等特點。

1.2.3 預防措施

導線選擇不能單一考慮電能損耗的降低，應結合本工程實際情況對導線的電氣性能、機械性能、經濟性能比選。根據系統輸送容量要求，初步確定輸電線路導線截面后，應對不同類型的導線進行電氣和機械性能等比選，其中電氣特性包括電磁環境（電場強度、磁場強度、無線電干擾和可聽噪聲）、載流量、電能損耗等；機械性能包括弧垂特性、懸點應力、覆冰過載能力、防振特性和塑性伸長等。今后的設計工作中，應根據相關規定保證導地線選型合理、經濟，有效避免導地線選型不當情況的發生。這里面涉及到電場強度的計算、磁場強度的計算、載流量的計算、電能損耗的計算等等理論知識點，需要對學生進行理論知識的進一步講解，這樣使理論知識能夠講的更明晰。

2 施工過渡方案

2.1 原設計施工過渡方案

在原110kVⅠ、Ⅱ線13#～14#檔內線下新立2基雙回路終端塔，待該Ⅰ、Ⅱ線同時停電后，打開原有線路，π入新建變電站。

問題描述：原110kVⅠ、Ⅱ線位某變電站僅有的雙回電源線路，原設計方案在π接點設計了兩基雙回路終端塔打開線路，該方案需雙回線路同時停電，才能進行π接線路施工；依據性文件要求：按照《國家電網公司輸變電工程初步設計內容深度規定》（DL/T5451-2012）中5.1.2.3.2條f款說明π接、改接、T接等線路工程的改造、拆除、過渡方案及注意事項的要求進行設計，改造、π接、倒間隔等需要停電的工程應充分考慮方案的可行性，必要時增加臨時過渡方案；隱患及后果：由于原方案不具備可行性，需增加過渡方案滿足輪停要求，造成工期延長、投資增加。

2.2 解決方案及預防措施

解決方案：在原線路13#、14#西側約15m處各新立單回路終端塔1基作為臨時過渡塔。臨時過渡塔組塔完畢后，將原110kVⅡ線停電，分別將原13#、14#以T接方式引至新立單回路終端塔，架線接通后拆除原線110kV路Ⅱ線13#～14#段導線，并在其開斷側分別打臨時拉線；增加π接停電過渡方案，實現輪停（圖2）；將改造后的110kVⅡ線路通電、原110kVⅠ線停電，拆除原110kVⅠ線13#～14#段導線，并在其開斷側分別打臨時拉線。在原有110kVⅠ、Ⅱ線13#～14#檔內線下新立2基雙回路終端塔，先架設A、D線，保證正常供電后將110kVⅡ線停電，架設B、C線，并拆除臨時單回路終端塔。

圖2 增加π接停電過渡方案

預防措施：在工程項目設計中應該充分考慮停電時間、停電方式、施工可行性等要素，編制切實可行、內容具體的設計方案，必要時增加臨時過渡方案，并計列相關的措施費用，同時征求運行、調度、施工單位意見。

3 項目總結

一是按專業進行細化，做到問題指向清晰，原因分析透徹，解決方案正確；二是按問題類型劃分，做到全面、科學地劃分設計常見病類別，覆蓋所有常見病類型，同時各類別間界面清晰，無交叉重疊；三是按工程實施階段分為初設及施工圖，做到契合設計流程、把握設計質量，有效指導不同階段的施工工作。經過比較，優化方案明顯具有經濟技術優勢，最終推薦優化方案。

通過此項案例教學，讓學生明白如何正確地把理論知識運用到實際工作中去。在實列的講解過程中穿插許多理論知識，這樣既解決了理論課的枯燥性，又讓學生充分認識到理論知識的必要性。項目施工組織措施和技術措施在課程安排中都可給學生做一定的介紹，讓學生拓寬知識面。在這個具體的實際工作中，還會牽涉出一些線路的保護和重合閘，都可為學生具體講解。整個項目方案設計到論證的嚴謹性，到設備選型、最后到方案制定實施，為學生展示了一個理論到實踐的體驗。

對比國外職業教育，德國“雙元制”職業教育以“職業能力培養為本位；加拿大“以能力為基礎的教育”簡稱CBE實踐教學模式，以勝任崗位要求為基礎的教育體系；澳大利亞的“培訓包”教育模式，以培養學生實際能力為基礎建立起來，教學特色是“能力中心的課程開發型”，教學計劃大都直接按職業崗位能力的要求來制定。他們都有一些共同點：國家、政府支持，企業參與，學校把實踐教學放到重要位置。我國高校為了幫助學生改善就業情況，也在不斷地組織創新的實踐活動，學生在實踐中培養創新能力，在實踐中明白責任擔當。

在高職教學體系的計劃中，雖然實踐教學的課時是在增加，理論教學的課時在減少，但這種減少是建立在理論和實踐并用，在實踐教學過程中強調理論，強調理論的真實性。隨著企業發展、技術進步，學校設備更新淘汰速度也在變快，這勢必會帶來許多困難，許多理論課開了、實踐課無法跟上，無法達到相輔相承的效果，造成企業和學校之間嚴重脫節。實踐性教材更新周期長，新技術、新工藝、新知識、新案例不能及時反應到教材中來。只有讓具備豐富經驗的雙師型教師把他們的實踐經驗滲透到理論知識中，讓學生能夠親臨實踐的環境，在實踐中深化升華理論知識，在運用中找到規律，在摸索中尋找技巧，切實達到實踐教學中教與學的一體化，對公司崗位化有深入的理解。

實踐教學的創新與發展已經讓很多院校在思索新的辦學模式，例如公司化、企業化、前校后廠等新的思路不斷出現，這些思考并不是沒有道理的。我們要抓住優勢，把職業教育做出特色，做出更好的成績，回報社會。怎樣培養出高、精、專素質的人才，能適應用人單位的需求、能適應區域的發展，將成為高職院校發展的思考，教學體系的建立、教學實踐的開展，把實踐教學搞好、搞活，讓學生學到真正的東西、學到能使用的東西，這無疑對高職教育提出了更高的要求。