面向電網工程的架空輸電線路施工技術研究

劉濤

摘要：為改變傳統架空輸電線路對搭設環境要求較高、工期較長等問題，對面向電網工程的架空輸電線路施工技術展開研究。首先使用無人機放置導引線，然后進行桿塔雷電防護，以避免因雷擊而導致的線路跳閘，同時設置接地電阻進行安全防護。最后進行絕緣索橋的布置與拆除，以保證索橋下端與電線之間的安全間距。實例分析結果表明：采用面向電網工程的架空輸電線路施工技術后，各個測點的導線拉力均低于施工最大允許拉力，證明該技術方法滿足工程需求的精度，具有較高的可行性。

關鍵詞：施工技術；輸電線路；電網工程；電力

0? ?引言

為了更好地滿足中國現代經濟社會的發展需要，面對電網工程中10kV輸電線路架空規劃與設計，已成為當前電力系統工作中的一個重要課題?？茖W規范的設計是保證線路安全運行的關鍵，同時也是降低線路損失率、延長線路壽命的關鍵，需要進一步研究10kV配電線路的規劃與設計，并確定其設計要點，以使其設計更加嚴謹和規范化。

丁萍剛[1]等人建立了線路建設約束條件下的數學模型，并利用 MMC復合電容電壓脈動調控方法，實現了對線路負荷的穩定調控?？紤]到電力系統中的混雜拓撲，采用多因子反饋調整方式，實現對電力系統中負電平輸出線的穩定調控。基于模塊化切換的交流-直流混聯高壓電網負荷平衡控制算法，使用優先級的分步算法來平衡輸變電器分步運行過程中各模塊間的電容電壓，從而實現混聯高壓電網架空輸電線路施工工藝的優化。

在架空10kV輸電線路施工過程中，傳統的施工方式通常是通過展放細牽引繩拖動電纜，即將在地面上建筑施工者放一次牽引鋼絲繩受力，然后再將牽引繩的另一頭與待放電地線連接，并逐步展放[2-3]。該技術的應用已比較成熟，但卻存在施工時間長、效率低、安全風險大等不足。

為解決上述方法存在的問題，本文提出使用無人機放置導引線技術。該技術能夠有效提升施工效率，具有較低的安全風險和較高的經濟效率[4-5]。

1? ?電網工程架空輸電線路施工流程

1.1? ?使用無人機放導引線

首先根據該電網工程項目的具體情況，選擇符合項目的技術特征和施工需要的無人機，進行導引線的展開和釋放。

根據實地考察，在4#～5#線耐拉段的兩端選擇相對開闊且視線良好的平地進行布線。經過評估，5#塔位置較高，視野開闊，適合進行無人機起降操作。在該位置下方安裝了一根導引繩[6]，具體的導引線展放流程如圖1所示。該工程中使用的導引線具體參數規格如表1所示。

之后無人機駕駛員站在4#塔的下方，控制無人機將第1導引線，通過鐵塔對應相序橫擔下方的定滑車?；嚤仨毦咝阅芰己茫一喰柁D動靈活。隨后，駕駛員操作無人機沿著路線飛向5#塔，在抵達5#鐵塔后，通過對講機向鐵塔上的工作人員進行確認，并將無人機下方的第一個導引線的繩端取下，將其引到地面。然后與4#鐵塔的工作人員取得聯系，由人工拉動第二個導引線。逐根拉出導引線直至到達目的地，即完成牽引導引線的展放工作。

導引線的線長計算公式如下：

式中：β表示線檔懸掛點連接線傾斜角/°，l代表檔內線長，?代表檔內弧垂，L表示檔距。

在展放導引線作業中，受到放線盤釋放牽引繩的影響，設備的飛行速度應該控制在4～6m/s的范圍內。在550m的襠距時，可在10min內完成飛行作業，全部的導引線的展開和收放要控制在10min以內。

1.2? ?桿塔雷電防護

考慮到輸電線路桿塔接地電阻小，可能導致雷電潮流波在桿塔頂部產生完全反射，為此在雷擊間隔距離的中部，雷電流量概率曲線內的雷電流量應減半。雷電還會產生感應雷電壓，可能導致線路跳閘，并有可能引發直接的雷電沖擊，因此需要對輸電線路桿塔進行雷電防護。

感應雷中的過電壓是指線路附近的地面上大量電流通過線路時產生的過電壓，該過電壓的計算公式如下：

公式中：I表示雷電流幅值，單位為kA；Ui表示最大值感應過電壓，單位為kV；S代表雷擊點距線路距離，單位為m；hαv表示導線平均高度，單位為m。

桿塔的抗雷擊能力，與桿塔的高度和電壓有很大的關系，隨著高壓輸電線的高度和電壓的提升，高壓輸電線的架空地線屏蔽功能也隨之降低。在實際應用中，可以通過選擇適當的地線保護角度、控制塔高、減小接地電阻、加絕緣子串、增加雷電過電壓間隙等方法，來提高線路的雷電防護等級。

1.3? ?設置接地電阻

接地電阻在電力系統中起著關鍵的作用，當系統發生故障時，其通過將電網設備的中性點接地，可以將過電壓引導至地下，降低觸電風險，保護人員的生命安全。同時其能夠實現地網的良好連接，確保在故障發生時電流能夠有效地回流至地下，減少對電網的干擾，維護系統的正常運行。

合理選擇和設置接地電阻是電力系統設計和運行中不可忽視的重要環節。表2為雷雨季節干燥條件下，桿塔的工頻接地電阻的設計規范數值。常規工程經常在塔基周圍布上鋪設鍍鋅鋼板，以使桿塔周邊接地電阻達到規范規定的要求。

1.4? ?絕緣索橋的布置和拆除

1.4.1? ?絕緣索橋的布置

如果電線落在橋面上，需要特別關注地線或導向繩與吊架之間最后一根電線的最小間距。如果該間距發生較大變化，應及時通過承載繩錨定處的手動起重裝置進行調整，以確保索橋下端與電線之間的安全間距。絕緣索橋的布置如圖2所示。

1.4.2? ?絕緣索橋拆除

在橫檔兩端鐵塔導線的輔助裝置安裝完畢后，即可拆卸絕緣索橋。拆卸的次序應為：先拆承力鋼索，然后拆循環鋼索，最后拆除索橋的支撐和臨時鋼索。

松開與地面錨桿之間的承力索端后，在繩索的末端，有一條迪尼瑪繩，可以使用旋轉連接器將繩索拉緊。在A號塔架上拉起承力索的A頭，并使其在半空中慢慢越過被吊掛的物體，直到承力索的B頭達到A號塔架上。將迪尼瑪繩與承力索連接處松開，將其放回原處。經過反復的牽引后，直至卸下承力索，將主導繩反轉，然后進行人工拉回。

之后檢查工地衛生狀況，確保沒有殘留物，并及時清除。錨桿拆除后，應對所有的坑洞進行回填，并將其還原成原狀?，F場殘留的塑膠袋、鐵絲等必須清除并進行回收。

2? ?實例應用狀況

2.1? ?工程概況

本次工程是針對一條新建的10kV架空輸電線路進行施工。該線路采用2根LGJ-470/43號電纜、LBGJ-150-30交流電接線和35根OPGW電纜。線路總長度為1.2km，經過廣深港高速鐵路和A1至A4線。跨接襠A3至A4的跨度為235m。

最近的塔架為A2塔架，距離為57.3m，交叉跨接角為60°。鐵塔的高度為32m，鐵軌頂部的高度為11.8m，寬度為14.5m，接觸線高度為8.5m。工程設計要求在線路架設完成后，導線與軌道之間的垂直高度為17.1m（在考慮65℃溫度時計算）。本次工程相關的施工規模數據如表3所示。

2.2? ?施工效果分析

基于以上工程概況，使用本文設計的面向電網工程的架空輸電線路施工技術進行施工。由于對變電站的門框進行改裝，導致進線檔的位置和高度發生了變化，因此需要重新進行掛線。工程導線施工示意圖如圖3所示。

為進一步獲取工程數據，證明本文方法的有效性，使用檢測儀進行檢測，其測試結果如表4所示。

由表4施工結果可以看出，使用面向電網工程的架空輸電線路施工技術施工后各個測點的導線拉力均低于施工最大允許拉力，證明該技術方法滿足工程需求精度，符合電網工程的施工需求，有一定的參考價值。

3? ?結束語

在10kV輸電線路的施工建設規劃中，其電網工程施工的設計方案是一個非常關鍵的問題，其設計方案直接關系到電網的供電質量與安全。所以，在進行具體的規劃設計時，必須與建筑工程的基礎條件相結合，進行科學規范的設計。

10kV配電網絡輸電線路的設計是一項相當復雜的工作，在具體的設計工作中，相關的設計人員要不斷地加強自己的學習，提高自己的設計水平和綜合素質，讓自己的設計更適合于現實的需求，從而推動電網技術的的進步與完善。

參考文獻

[1] 丁萍剛，楊洲，王祎.高壓交直流混聯電網架空輸電線路施工技術研究[J].電氣自動化，2021，43（1）：59-62.

[2] 陳華新，姚望，景俊偉等.基于改進YOLOv5的礦區輸電線路鳥群檢測算法[J].能源與環保，2023，45（8）：200-206.

[3] 張云閣，周英博，李呂滿等.淺談全過程機械化施工在輸電線路工程中的應用[J].低碳世界，2023，13（8）：73-75.

[4] 楊德浩，張娟，張燕等.輸電線路分布式故障精確定位裝置的設計[J].電子技術，2023，52（7）：270-271.

[5] 楊劍飛，姜志鵬，舒勝文等.輸電線路桿塔分形外延接地網接地特性及影響因素研究[J].智慧電力，2023，51（7）：1-8+38.

[6] 孫安黎，向春，喻建波.基于三維設計主成分分析的電網工程算量信息權重提取方法[J].計算機應用與軟件，2023，40（8）：104-109.