油田架空线路设计

油田架空线路设计（通用9篇）

油田架空线路设计 篇1

摘要：电力网络的建设前提是先进行线路的设计, 线路设计的好坏它关系着线路的投资运行费用与运行的可靠性;线路的路径选择在线路设计中起着举足轻重的地位。本文通过对送电线路的路径选择的技术分析, 归类总结技术要求与规范, 为其路径选择提高工作效率。

关键词：架空线路,送电线路,路径

架空线路的路径选择是一项综合性和实践性很强的工作。下文主要从线路路径的选择应结合各种因素、多种情况考虑论述。

1 选线步骤

选线的目的是在线路起讫点间选出一个技术上、经济上较合理的线路路径。分为室内图上选线和现场选线两步进行。

1.1 室内图上选线

该阶段主要任务是做好先期准备工作, 包括取得各种所需资料并在地形图上设计线路方案。过去一般需要现场测得地形图, 如今各测绘单位就有各种比例的航测图。图上选线在五万分之一或十万分之一的地形图上进行。必要时也可选用比例尺比五万分之一更大的地形图。地形图最好要较新版本的, 比例要切合实际, 观看此比例的图纸既可把握全局又可兼顾局部。

先在图上标出线路起讫点、必经点。然后根据收集到的资料 (有关城乡规划、工矿发展现划、水利设施规划、军事设施、线路和重要管道等) , 避开一些设施和影响范围, 同时考虑地形和交通条件等因素, 按照线路路径最短的原则, 绘出几个方案, 经过比较, 保留两至三个较好的方案。

1.2 现场选线

现场选线是把室内选定的路径在现场落实、移到现场, 为定线、定位工作确定线路的最终走向, 设立必要的线路走向的临时目标 (转角桩、为线路前后通视用的方向桩等) , 定出线路中心线的走向。在现场选线过程中, 还应顾及到塔位特别是一些特殊塔位 (如转角、跨越点、大跨越等) 是否能够成立。对于超高压送电线路, 还应考虑沿线每6~8km有一设置牵引机或张力机的场地及设备运达场地的条件。

现场选线的工具早期多为经纬仪及全站仪。现GPS测量 (即全球卫星定位系统) 也较为普遍, 采用卫星定位测量既快捷、精准度又较高, 且可大量减少在选线过程中的林木砍伐量, 将环境影响降到最小。结合上文中提到的线路路径在Google地球中查出的经纬度坐标, 可在现场较为快速准确地将路径选定。若要将其绘于地形图上, 只需将经纬度坐标换算为地形图对应坐标系数据即可。

2 路径选择的原则

选择线路路径时应遵守我国有关法律和法令。线路路径的选择应结合交通条件及地质地形情况考虑。沿线交通便利, 便于施工、运行, 但不要因此使线路长度增加较多。若条件允许, 最好将路径选在交通相对便利的地方, 现在的施工及运输一般都由较大型的机械来承担, 若交通不便, 势必影响施工进度。在可能的情况下, 应使路径长度最短、转角少、角度小、特殊路越少、水文地质条件好、投资少、省材料、施工方便、运行方便、安全可靠。

地质方面一般应观察记录沿线地质地貌现象, 对土、石、水等做必要的物理与化学分析, 如土壤种类、湿度、水质对混凝土的侵蚀程度等。除按上述常规经验选择外, 还应特别注意避开采空区, 以免地面塌陷而危及线路安全。如一些采掘业发展史较长的省份, 采空区相当多, 再加上部分小矿私挖滥采, 造成了许多地区地面塌陷而危及建构筑物的安全。

3 选线的技术要求

3.1 一般要求

(1) 线路与建筑物平行交叉, 线路与特殊管道交叉或接近, 线路与各种工程设施交叉相接近时, 应符合相关规程规定的要求。

(2) 线路应避开沼泽地、水草地、易积水及盐碱地。线路通过黄土地区时, 应尽量避开冲沟、陷穴及受地表水作用后产生强烈湿陷性地带。

(3) 线路应尽量避开地震烈度为六度以上的地区, 并应避开构造断裂带或采用直交、斜交方式通过断裂带。

(4) 线路应避开污染地区, 或在污染源的上风向通过。

3.2 对选择转角点的要求

线路转角点宜选在平地, 或山麓缓坡上。转角点应选在地势较低, 不能利用直线杆塔 (因上拔和间隙不足等) 或原拟用耐张杆塔的处所, 即转角点选择应尽量和耐张段长度结合在一起考虑。转角点应有较好的施工紧线场地并便于施工机械到达。转角点应考虑前后两杆塔位置的合理性, 避免造成相邻两档档距过大、过小使杆塔塔位不合理或使用高杆塔。

3.3 对选择跨河点的要求

(1) 应尽量选在河道狭窄、河床平直、河岸稳定、不受洪水淹没的地段。对于跨越塔位应注意地层稳定、河岸无严重冲刷现象。塔位土质均匀无软弱地层存在 (淤泥、湖沼泥滩、易产生液化的饱和砂土等) , 避开地下水位较深地段。

(2) 不宜在码头、泊船的地方跨越河流。避免在支流入口处、河道弯曲处跨越河流。避免在旧河道、排洪道处跨越。

(3) 必须利用江心岛、河漫滩及河床架设杆塔时, 应进行详细的工程地质勘探、水文调查和断面测量。

3.4 对选择山区路径的要求

(1) 尽可能避开陡坡、悬崖、滑坡、崩塌、不稳定岩堆、泥石流、卡斯特溶洞等不良地质地段。

(2) 线路和山脊交叉时, 应从山鞍经过。线路沿山麓经过时, 注意山洪排水沟位置, 尽量一档路过。线路不宜沿山坡走向, 以免增加杆高或杆位。

(3) 应避免沿山区干河沟架线。必要时, 杆位应设在最高洪水位以上不受冲刷的地方。

(4) 特别注意交通问题、施工和运行维护条件。

3.5 矿区选线的要求

线路进入矿区时应尽量避开矿区, 或少压矿带。当线路必须在矿区 (如煤田) 上架设时, 应考虑在煤田境界线或断线上架设, 以便共用安全煤柱。当无境界线或断层线可利用时, 应尽量垂直煤田走向架设, 缩短通过煤田线段的长度。

在矿区煤田范围内架设的送电线路时, 尽量使两回线路分开架设或保持一定距离, 避免同时遭受塌陷的影响。

3.6 线路经过多气象区选线的要求

由于大部分输电线路位于山地, 地形复杂、植被繁茂。云南又属高海拔地区, 所以一条线路途经多气象区的情况时有发生, 为使线路节省投资且安全可靠, 在路径选择时应尽量避免反复穿越恶劣气象条件区域。若条件允许, 应尽量选择气象条件较好区域的等高线沿地势走线, 确需穿越恶劣气象条件区域的, 在满足规程规定的同时应尽量缩短穿越长度。

同时, 对于线路途经河谷、湖泊、沼泽、山谷受风面等微气象区域时也应尽量避开。

3.7 严重覆冰地区选线的要求

(1) 要调查清楚已有线路、植物等的覆冰情况 (冰厚、突变范围) 、季节风向、覆冰类型、雪崩地带。避免在覆冰严重地段通过。

(2) 避免靠近湖泊且在结冰季节的下风向侧经过, 以免出现严重结冰现象。

(3) 避免出现大档距, 避免线路在山峰附近迎风面侧通过。

(4) 注意交通运输情况, 尽量创造维护抢修的便利条件。

4 结语

架空送电线路路径的选择是一个复杂而多变的过程, 不可一概而论。一条线路很难通过一次勘测就可以完全通过, 往往要经过反复修改线路走向。选择路径过程除文中提到的这些情况外, 还有很多不可预见因素。但不论过程如何, 路径选择的最终结果都是为了将路径合理化、经济化、安全化。以上是本人在线路设计中总结的一些经验, 希望能够得到大家的批评指导, 以求改正和完善。

参考文献

[1]荆林国, 张韶晶.输电线路设计应注意的问题[J].农村电气化, 2006, (11) .

[2]张俊生.架空输电线路设计小议[J].科技情报开发与经济, 2006, (11) .

[3]黄焰林.输电线路设计与维护[J].科技创业月刊, 2005, (10) .

架空输电线路设计的优化 篇2

关键词：架空输电线路；设计；优化；安全监测

中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）21-0122-02

1 输电线路线径的优化设计

在架空输电线路的工程建设中，线路路径选择是重要环节之一，它与整个电网的安全、可靠和稳定有着直接的联系。对于地形复杂的地区来说，线路两端的变电站廊道会变得十分紧张，另外选择的路径要尽量避开厂矿企业、规划区以及地质较差的地带。因此，在路径选择上要充分运用与公路、铁路以及电力线等的交叉跨越点；尽量减小线路路径，选择交通运输条件好，便于施工运行的路径；制定好线路路径后要上报给有关部门审核；施工过程中要注意测量的准确，与实际的地理情况相结合，减少曲折路径。设计人员应该对地形图进行认真仔细的分析，切实保证方案的可行。

2 输电线路的优化设计

当下，智能电网的概念逐渐普及，它集先进的网络技术、传感技术以及计算机技术于一身，实现了电网运行的安全、可靠、高效、高质量、经济等。智能电网的主要优点在于：具有较强的自愈能力，运行经济、高可靠性等。进行输电线路的智能化设计是建设智能电网的重要环节。在实施远距离大容量输电过程中，需要不断增强输电线路防范故障以及抵御灾害的能力；为此，建设相应的线路防灾保障信息共享技术平台十分必要，该技术平台能够监测到具有较大破坏力的自然灾害信息并进行相应的分析和预报，提高输电线路的综合防灾能力。经过电力工作人员多年的不懈努力，当下已经发明出一种新型的高级输电线路安全运行监测系统。在该系统中，集成有全天候监测传输导线、绝缘子以及覆冰情况的相关机制；通过远程视频监测装置还能够实现远程控制。先进的传感器被应用于该系统中，如：红外、光纤、电流以及湿度等传感器，大大提高了线路监测水平。

2.1 输电线路的运行安全监测

近年来，随着大型电力设备厂商对新型传感器的研究和开发，各类先进的传感器被应用于架空输电线路上。将传感探头设置于输电线路的探测热点上，获得相应的监测信号。在在线监测中，传感器的特性是非常重要的，它实现了对输电线路状态以及实时环境的全方位监测。进行在线监测的重要设备是：红外传感器，它实现了对导线温度的监测；电流互感器，实现对电流的监测；对环境变化实施监测的传感器；对绝缘子污闪进行检测的传感器；对覆冰拉力进行监测的传感器等等。当下，我国的架空输电线路中，普遍采用的是钢芯铝绞线以及钢芯合金绞线，在考虑输电线路的安全上，重点考察的是在发热作用下，导线机械强度和导线连接处所受到的影响。按照相关规定，导线允许的温度限额为70℃，在不改变当前输电线路结构和保证电网安全的基础上，尽量提高输电线路的输电能力。

2.2 绝缘子的污闪监测

在架空输电导线上，绝缘子是非常重要的设备，它保证了导线与横担和杆塔之间的可靠绝缘。在实际使用中，绝缘子需要承受来自导线垂直方向的荷重以及水平方向的拉力，受风吹日晒以及雨淋冰雪的作用，绝缘子的特性也会受到相应的影响。因此，保证绝缘子有良好的电气性能和较强的机械强度是非常重要的。绝缘子的污闪现象会造成大面积的停电，降低电网的可靠性。当下，在绝缘子污闪事故的预防中，较为先进的方法是绝缘子污秽程度在线检测；这种方法通过检测绝缘子污秽的相关信息，对发生污闪事故的概率进行预测评估，及时预防污闪事故的发生。在该系统中，检测出绝缘子的污秽程度是一大重点。在国际上，常用的方法是最大泄漏电流法。通过测量泄漏电流，可以综合反映出电压、气候以及绝缘子污秽等因素，对绝缘子出现污闪现象进行准确的评估，实现自动检测和报警功能。在这种方法中，泄漏电流的测量十分方便，因此，在在线监测中使用十分适宜。即：通过在绝缘子上安装相应的电流传感器，对泄漏电流实施实时的监测。

2.3 输电线路覆冰的监测

我国幅员辽阔，输电线路所处的地理位置复杂多变，覆冰现象也较为严重。导线覆冰后会导致舞动振幅的增大，造成相间闪络、跳闸停电以及导线折断等事故。对输电线路的覆冰情况有充分的了解，及时控制不良状况有利于阻止导线受到进一步的破坏。对此，国内外学者也进行了深入研究，建立了相应的观冰站、气象站等，对现场进行观察和对数据进行收集，各相关技术也有了较大的进步。其中，输电线路覆冰的在线监测是较为先进的方法之一。相应的系统能够对导线现场覆冰的相关信息进行及时、准确的记录，为防冰改造提供信息参考。图像法、称重法以及弧垂法是较为常用的检测手段。其中，图像法是在输电线路的塔杆上安装相应的摄像图，对实时图片进行采集，从而计算出导线的覆冰面积和厚度。这种方法操作起来较为简单，并且具有直观的特点。存在的不足是：摄像图只能监测距离较近的导线覆冰情况，所采集的信息也是极为有限的；在积雪较多的天气环境下，摄像图有可能被冰雪覆盖住而无法起到监测作用。称重法的原理是在输电线路上安装相应的拉力传感器，对一个垂直档距中的导线重量进行测量，将测量的结果减去导线的净重，得到的就是覆冰的质量，通过相应公式换算得到覆冰厚度。称重法具有直接、简单、可靠的特点，是当下使用较为广泛的一种在线监测手段。最后，弧垂法是通过采集的诸如导线倾角、弧垂等信息，与线路参数和状态方程等相结合，共同推导出导线的覆冰重量和厚度，这种方法计算得到的结果是档内平均值，在反映覆冰具体分布情况中效果较差，另外，在不均匀覆冰情况下，这种方法存在较大的误差。

3 远程无线通信方式

在架空输电线路运行过程中，所采用的传感器能够获取相应的监测信号，这些信号通过无线通信网络实现远程传输，被输送至监控中心；另外，监测系统也实现了远程设备的无人化巡视。这样，电力公司能够完全控制电力专网，对输电线路的运行状况进行随时掌握。当下使用较多的远程无线通信方式是分组无线业务方式，它与因特网相连，共同构成了中心计算机到多个用户点的组网方式。GPRS技术也被运用其中，它能够实现对资源的高效利用，具有较快的传输速度、网络覆盖面积广等优点，在输电线路的故障定位监测中较为实用。

4 结语

架空输电线路在电力系统中担负着输送和分配电能的重要工作，保证输电线路的安全可靠具有重要意义。本文通过对线路优化设计的探讨，对先进技术的使用，旨在进一步提高架空输电线路的运行水平。

参考文献

[1] 吴勇.关于输电线路设计方案的探讨[J].大科技：科技天地，2011，（15）：15-17.

[2] 刘扬.浅析架空输电线路设计[J].中国电力教育，2009，（3）：12-14.

架空绝缘线路的设计与施工 篇3

1 绝缘导线应用区域

(1) 适用于多树木地方。裸导线架设在树木较多的地段, 往往与绿化和林业生产发生矛盾。采用绝缘导线可减少树木的砍伐 (架设初期及运行维护阶段) , 既保护了生态环境, 又可减少线路接地故障。

(2) 适用于交叉跨越距离不足或安全距离不够的区域。在解决交叉跨越距离不足, 与建筑物水平、垂直安全距离不足, 以及防风筝缠绕等方面, 采用绝缘导线, 与传统裸导线相比有着无法比拟的优势。

(3) 适用于盐雾等污染较重的地区。盐雾等污染物对裸导线腐蚀相当严重, 使裸导线抗拉强度大大降低, 特别是遇到刮风下雨等恶劣天气, 容易引发导线断裂, 造成线路接地短路事故。采用绝缘导线, 能较好地防盐雾及其他污染物腐蚀。因为有了绝缘层保护, 可减少盐雾等对导线的腐蚀, 保持导线的机械强度, 延缓线路的老化, 延长线路的使用寿命。

(4) 适用于老城区、镇区的电网改造。绝缘导线与建筑物的最小垂直距离为1 m, 水平距离为0.75 m。因此, 可将10 kV绝缘导线作为低压干线, 直接接入负荷中心, 缩短低压电网供电半径。而且, 绝缘导线线路电抗仅为普通裸导线线路电抗的1/3, 有利于提高电能质量, 减少电能的损耗。因此, 使用绝缘导线是城区、镇区电网改造一种较好的配电方式。

2 架空绝缘线路设计注意事项

(1) 绝缘导线的选型。常用的10 kV绝缘导线在架空敷设时比同规格裸导线载流量要小。因为绝缘导线加上绝缘层以后, 导线的散热较差, 其载流能力差不多比裸导线低一个规格。因此, 在设计选型时, 绝缘导线应比裸导线提高一个规格。同时, 耐张线夹直接夹在导线绝缘子上, 为防止导线拉力过大, 使绝缘层产生裂纹或褪皮, 一般绝缘导线的最大使用应力均取用41 N/mm2。

(2) 导线排列及档距。架空线路绝缘导线的排列与裸导线基本相同, 可分为三角、垂直、水平以及多回路同杆架设。绝缘导线的档距是有限制的, 根据架空配电线路设计技术规程规定, 架空绝缘线路的档距最大不应超过50 m, 耐张段的长度不应大于1 km。

(3) 绝缘导线的相间距离。由于绝缘导线具有良好的绝缘性能, 因此相间距离比裸导线线路要小, 但垂直、三角排列的相间距离不应小于300 mm;水平排列的相间距离不应小于400 mm。同杆架设的两回线路垂直距离及水平距离不应小于500 mm。跨接搭头、引下线与邻相的过引线及低压线路的净空距离, 以及架空绝缘导线与电杆拉线或构架的净空距离不应小于200mm。

(4) 防雷害设计。架空绝缘导线遭受雷害事故明显比架空裸导线多, 雷害损害情况比较严重。绝缘导线雷害事故比较严重的主要原因有二。一是绝缘导线结构所致。绝缘导线采用半导体材料和交联聚乙烯作为绝缘层, 其中使用的半导体材料具有单向导电性能, 在雷云对地放电的大气过电压中, 很容易在绝缘导线的导体中产生感应过电压, 且很难沿绝缘导线表皮释放。二是绝缘导线遭受雷击后的电磁机理特殊。架空裸导线遭受雷击时, 在工频续流的电磁力作用下, 电弧会沿着导线 (导体) 滑移, 电弧滑动中释放能量, 且在工频续流烧断导线或损坏绝缘子之前, 断路器动作跳闸切断电弧;而架空绝缘导线的绝缘层阻碍电弧在其表面滑移, 电荷集中在击穿点放电, 在断路器动作之前烧断导线, 所以绝缘导线的雷击断线故障率明显高于裸导线。

为防止架空绝缘导线的雷害事故, 采取线路过电压保护措施, 如安装避雷器 (在架空绝缘线路经过的多雷地段、重点杆塔上, 加装金属氧化物避雷器能有效防止雷害事故) 、采用保护间隙、适当提高绝缘子的绝缘水平和加强杆塔接地降低杆塔接地电阻阻值等, 都能有效地减少雷害事故。也可参照电力电缆线路的运行要求, 在雷雨季节对绝缘导线线路停用重合闸装置, 以避免绝缘导线断线引发的人身伤害事故。

3 架空绝缘线路施工注意事顶

(1) 绝缘导线施工架设。绝缘导线施放前应进行检查, 表面不得有气泡、鼓肚、砂眼、露芯、绝缘断裂及绝缘霉变等现象。绝缘导线的架设施工与架空裸导线不同, 架设绝缘导线宜在干燥天气下进行, 气温应符合绝缘导线制造厂的规定。施工过程中不允许对绝缘层有损伤, 也不允许有硬弯。若有硬弯, 必须剪断重接, 芯线采用圆形压接管, 外层绝缘恢复宜采用热收缩管。因此, 在施工中应特别注意对绝缘层的保护, 尽量避免导线绝缘层和地面、杆塔及附件间的接触和摩擦。在放、紧线过程中, 应将绝缘导线放在塑料滑轮或套有橡胶护套的铝滑轮内;滑轮直径不应小于绝缘导线外径的12倍, 槽深不小于绝缘导线外径的1.25倍, 槽底部半径不小于绝缘导线外径的75%, 轮槽倾角为15°。另外, 由于绝缘导线的同心度差, 在紧线施工中会发生断线, 这点在施工中应引起充分重视。

(2) 普通金具与绝缘导线的配合。绝缘导线有专用的线路金具配件, 可使线路全线绝缘。但从线路造价考虑, 也可使用普通的配件, 以降低线路造价。由于绝缘导线多了一层绝缘层, 线径比裸导线大, 当采用普通金具时, 导线固定金具和连接金具要放大型号。耐张线夹应有塑料绝缘垫衬并和导线的保护层一起夹紧, 防止绝缘导线褪皮, 影响其机械性能和绝缘性能。

(3) 绝缘导线的连接。绝缘导线的连接不允许缠绕, 绝缘导线尽可能不要在档距内连接, 可在耐张杆跨接时连接。如果确实需在档距内作承力连接, 必须采用压接的方法, 而且在一个档距内, 每根导线不能超过一个承力接头。接头距导线的固定点不应小于500 mm。不同金属、不同规格、不同绞向的绝缘导线严禁在同一档距内作承力连接。绝缘导线的连接点应使用绝缘罩或用耐气候型的自粘绝缘胶带至少缠绕5层作绝缘补强, 并进行密封和屏蔽处理, 以防进水。

(4) 绝缘导线的弧垂。绝缘导线架设后考虑到塑性伸长率对弧垂的影响, 应采用减少弧垂法补偿。弧垂减少的百分数为:铝或铝合金芯绝缘导线20%, 铜芯绝缘导线7%～8%。紧线时, 绝缘导线不宜过牵引。线紧好后, 同档内各相导线的弧垂应力求一致, 相差不应大于50 mm。同一档距内, 同层的导线截面积不同时, 导线弧垂应按最小截面积导线的弧垂确定。

(5) 绝缘导线的固定。绝缘导线与绝缘子的固定采用直径不小于2.5 mm的单股塑料铜线作绝缘扎线。针式或棒式绝缘子的绑扎, 直线杆采用顶槽绑扎法, 转角杆采用侧槽绑扎法, 绑扎在线路外角侧槽上。绝缘导线与绝缘子接触部分应用耐气候型的自粘绝缘胶带缠绕至少5层作绝缘补强。使用悬式金具时, 线夹应有塑料绝缘垫衬层并保证和导线的绝缘层一起夹紧, 防止损伤绝缘导线, 而影响其机械性能和绝缘性能。

(6) 绝缘导线跨接线及引下线的搭接。绝缘导线的跨接线及引下线的连接与裸导线连接有所不同, 因为绝缘导线需要专用的剥线钳, 才能将绝缘层剥开, 恢复绝缘的工艺比较复杂, 要求也比较严格。跨接线连接可采用并沟线夹或接续管进行连接。过引线、T接引下线连接采用绝缘穿刺线夹或并沟线夹连接, 也可选用钳压管进行钳压。采用并沟线夹连接时, 接口处应使用绝缘罩, 并作防水密封和屏蔽处理。选用钳压管进行钳压时, 应用耐气候型自粘绝缘胶带缠绕进行包扎后采用热收缩管恢复外层绝缘, 并作防水密封和屏蔽处理。绝缘导线允许弯曲半径大于20倍的绝缘导线外径, 在施工中也应满足规程的要求。

(7) 测试绝缘导线的绝缘电阻。架空绝缘导线施放后, 用1 000 V兆欧表摇测1 min后的稳定绝缘电阻, 其值应不低于0.5 MΩ。

油田架空线路设计 篇4

关键词：220kV输电线路；架空线路；线路设计

电力线路，主要分为输电线路和配电线路。输电线路一般电压等级较高，磁场强度大，击穿空气（电弧）距离长。35kV以及110kV、220kV、330kV（少数地区）、660kV（少数地区）、DC/AC500kV、DC800kV以及新建的上海100kV都是属于输电线路。它是由电厂发出的电经过升压站升压之后，输送到各个变电站，再将各个变电站统一串并联起来就形成了一個输电线路网，连接这个"网"上各个节点之间的“线”就是输电线路。在我国的输电线路中，220kV输电线路是最重要的高压输电线路，在整个电网的运行中有极为重要的作用。本文对220kV输电线路的设计要点进行说明，以提高输电线路运行的可靠性。

一、杆塔设计

在220kV输电线路的设计中，杆塔是重要基础，其主要作用是支撑220kV输电线路的导线以及地线，而且还要确保220kV输电线路符合绝缘性和电磁场限制条件的要求。220kV输电线路的杆塔不透光种类的杆塔的各个方面的差异较大，但是在220kV输电线路的施工中，杆塔却占了很大的比例，所以应该加强对杆塔的设计。由于输电线路施工现场的地质条件以及气候等各有不同，所以在设计时首先应该考虑杆塔的造价。在没有特别规定使用新型杆塔的情况下，一般在设计时使用较为成熟的杆塔。如果在某一地区需要使用新型的杆塔，在使用之前，一定要坐高试验工作，在确保杆塔的质量合格之后，方可将其投入使用。

二、导线设计

在整个220kV输电线路中，导线起着至关重要的作用，其功能关键，有输送电能、传导电流的作用。一般情况下，导线是架设在杆塔上的，裸露架设，所以在户外暴露的情况下，导线容易受到各种天气情况以及自身重量的影响，基于这一点，在进行导线的选择时，应该对倒显得一些特点进行重点考虑，如导线的电气性能以及机械强度。并且要根据导线架设地区的周围的各种环境，进行导线的选择。从我国导线的使用情况来看，使用最为广泛的就是钢芯铝绞线导线，该种导线的外部是有铝线绞制而成，导线内部是钢线，这种导线的优势明显，其机械强度良好，而且能满足大电流的传输。在220kV输电线路的输电过程中，输电电压等级较高、电能输送量较大，为了对抗电晕和高频通讯的影响，220kV输电线路一般是需要使用两根或者两根以上的导线。算导线允许载流量时，导线的允许温度：钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线一般采用+70℃，必要时可采用+80℃大跨越可采用+90℃；钢芯铝包钢绞线（包括铝包钢绞）可采用+80℃（大跨越可采用+100℃），或经试验决定；镀锌钢绞线可采用+125℃。环境气温宜采用最热月平均最高温度；风速采用0.5m/s（大跨越采用0.6m/s）；太阳辐射功率密度采用0.1W/cm2。此外，在220kV输电线路导线的表面，不能出现任何夹杂物以及腐蚀斑点，只有确保了导线表面的圆整以及光滑，并且绞合均匀紧密，才能满足220kV输电线路的使用需求。

三、路径设计

在进行220kV输电线路的路径设计时，需要考虑的方面较多，如可行性、技术性、经济性以及保证整个线路的安全稳定运行，由此可见，220kV输电线路路径的设计对与整个线路设计的重要影响，所以路径设计工作也是220kV输电线路涉及的关键。在220kV输电线路路径设计工作中，主要包括图上选线以及现场选线。对于现场选线工作，一定要做好实地考察，应该选择交通便利的地方，这样能方便输电线路的现场施工，而且在继续拧路径设计时，一定要注意避开良田、森林、果园等，避免对以上地方的占用。在进行图上选线工作时，应该对施工现场的各项资料进行收集，主要有水文资料、交通资料、地质资料、气象资料、通信资料等，在输电线路图上标出线路的起终点、重点、以及必经点，在结合以上因素的前提下，坚持路径最短的原则，这样才能选择出最好的输电线路路径方案。

四、防雷设计

对220kV输电线路进行防雷设计的主要目的是为了保证整个线路的安全稳定可靠地运行，基于此，应该重视220kV输电线路的防雷设计，针对不同的线路结构，设计不同的防雷结构。输电线路防雷功能的实现，主要是对线路安装不同的防雷设备，这样才能确保输电线路的安全性。根据220kV输电线路的结构特点，在继续拧防雷设计时，首先应该进行接地保护，这也是最为常见的防雷设计方式之一，通过将输电线路接地将施加在220kV输电线路的强电流、强电压导入地下；此外，还应该配合相关的防雷设备进行保护，在220kV输电线路上加用哪个避雷器、计算机等设备的管理，采用综合性的保护措施，对线路的运行状态进行全面检测，一旦发现问题应该及时处理；最后，还应该做好220kV输电线路的屏蔽保护工作，屏蔽的主要对象就是输电线的干扰信息，将屏蔽电缆与电源线相结合，这样才能确保220kV输电线路的安全稳定可靠的运行。

五、注意事项

在进行220kV输电线路设计时，首先应该注意线路走廊的宽度设计，所以在进行规划设计时，应该选择猫头塔或者干字塔的方式，对输电线路进行单回路设计，这样能有效地使220kV输电线路走廊的占地面积以及宽度减小。其次应该注意控制电磁辐射对于线路的影响，所以应该加强220kV输电线路的电压和电流的控制，尤其是对杆塔和电气绝缘设备之间的配合，一定应该严格控制。而且还要对地面与杆塔之间的距离进行设置，避免安全事故的发生。除此之外，在倡导可持续发展的今日，还应该加强环境影响评价，输电线路可能会对周围的地质、水文等造成影响，所以应该重视对这些环境方面的内容进行评价，如防洪影响评价、文物保护评价以及地震安全性评价等。在实际的施工过程中，应该避开陡坡、滑坡、塌方等地段，并对线路采取一定的保护措施，这样才能确保220kV输电线路施工顺利进行和完成。

结束语

总而言之，我国的经济以及社会在近些年来得到了巨大的进步和发展，社会各行各业在这样的大背景下呈现出出欣欣向荣的发展态势，所以人们对于用电的需求日益增大，基于此，我国加大了对220kV输电线路的建设，以确保人们的生活以及生产的用电需求得到满足。作为我国电力系统的重要组成部分，220kV输电线路作用重要，所以应该加强对其的设计，但是在设计的具体过程中，应该从多个方面考虑，正确在最后选出最好的设计方案。本文结合实际，对220kV输电线路的设计要点从几个不同的方面进行了阐述，希望可以为同行业的相关工作人员提供参考和帮助，使我国220kV输电线路的建设工作越做越好，更好的为人们服务。

参考文献：

[1]陈峰.110～220kV输电线路设计要点分析[J].企业技术开发，2011（5）.

[2]洪沿明.探讨220kV输电线路设计要点[J].企业技术开发，2013（Z1）.

[3]刘鹏飞.110～220 kV输电线路设计要点分析[J].技术与市场，2012（5）.

[4]沈强.谈城市密集型110kV架空输电线路设计[J].科技与企业，2013（1）.

作者简介：

架空索道线路支架设计与分析 篇5

在架空索道工程中, 线路支架是其重要的组成部分, 直接关系着索道运输的安全保障, 因此线路支架的设计计算十分重要。某客运架空索道全程共16个支架, 其中14号支架间距172 m, 结构高度达29 m, 托压轮数为 ( + 12 / + 12) , 承受的轮压及索水平力最大, 高度最高, 为保证其安全性, 本文采用ANSYS软件对其进行了静、动力分析。

2 有限元模型的建立

线路支架主要由塔身、横担、起重架通过螺栓联接或焊接组成, 是线路托 ( 压) 索轮组及承载牵引索的安装载体。其中塔身根据高度及受力情况可采用单管塔及格构式塔架, 本工程支架高度11 m以下采用单管塔, 以上采用四边斜线形钢管塔架, 底部与混凝土基础通过预埋螺栓刚接。本文对14号29 m高支架进行分析计算, 该支架底部宽度取为整个塔架高度的1 /6, 即四边形边长为4. 8 m, 按9 /100的斜率上升至▽24. 5 m标高处变为直线形, 斜段塔身共设6层横向腹杆, 其中设3道横隔。支架柱采用圆钢管, 下段截面为ф500×14, 中段为ф450×12, 上段为ф350×12, 每层横向腹杆采用圆钢管300×6, 横隔梁采用角钢, 横担采用焊接方钢管350×600×12×12, 结构平面图及立面图如图1所示。支架塔柱间拼接、塔柱与横向腹杆连接以及塔柱与横担的连接均采用法兰螺栓连接, 建立有限元模型时, 假设这些连接均为刚性连接, 不考虑连接螺栓接触面的相对变形, 因此, 塔柱及横向腹杆采用Pipe16管单元, 横担采用Beam188梁单元, 横隔梁采用Link8杆单元模拟。顶部起重架、托压索轮组、电缆及索系的质量简化为质量点, 施加在顶层节点上, 质量点采用Mass21单元模拟。ANSYS有限元模型如图2所示。结构的杆件均采用Q235-B钢, 弹性模量E = 2. 06×1011Pa, 泊松比μ = 0. 3, 密度ρ = 7 850 kg / m3。

3 动力特性分析

结构动力特性是结构固有的, 与外界干扰无关, 风荷载和地震力的量值决定于结构的动力特性, 因此首先要对支架整体结构进行模态分析, 求出其自振频率和振型。本文采用子空间迭代法进行模态分析, 考虑前10阶振型的影响, 扩展模态取10阶, 表1列出了支架的前3阶频率, 相应的前3阶振型如图3所示。

4 荷载

线路支架的受力比较复杂, 索道正常运行分为重上空下、重下空上、重上重下、空上空下以及空绳五种状态, 分别计算出各种状态下的支架最大受力值 ( 工艺专业提供) , 作为活荷载施加到模型上。此外还应考虑结构自重、风荷载及地震作用。结构自重由程序自动计算, 本工程所处地区抗震设防烈度为6度, 可不考虑地震作用的影响。风荷载包括支架塔身及两侧跨间客车和钢丝绳所受的风载。

支架的受力情况见图1。

4. 1 风荷载计算

支架系高耸结构, 风荷载对其影响往往起控制作用, 因此风荷载的计算十分重要。根据规范[2], 作用于结构表面单位面积上的风荷载标准值按公式ωk= βzμsμzω0计算。基本风压ω0按索道运行时为0. 25 k N/m2, 索道停运时为0. 80 k N/m2取值[1], 地面粗糙度类别为B类, 根据各层标高查表得高度系数μz。根据支架几何尺寸和构件型号求得各层挡风面积和挡风系数, 查表求得支架塔身体型系数μs, 计算四边形支架风荷载体型系数时, 应按90°和45°两种风向计算。其他客车及钢绳体型系数按规范[1]取值。

根据前面动力特性分析求得塔架的基本自振周期T1= 0. 67 s >0. 25 s, 应该考虑由脉动风引起的风振影响, 风振系数βz= 1 +ξε1ε2, 由ω0T21= 0. 36, 查表得脉动增大系数ξ = 2. 2, 支架总高度H = 29 m, 风压脉动和风压高度变化的影响系数ε1= 0. 594, 振型和结构外形的影响系数ε2可以根据规范[2]求得。在设计时按层分段计算支架的风荷载, 然后按照集中力折算到模型中各层的节点上。两侧跨间客车以及钢丝绳所受的风载按集中力作用在支架顶点上。

4. 2 荷载组合

支架的结构重要性系数取为1. 1, 荷载组合系数按规范[2]选取, 索道运行时考虑了五种工况组合如下: S1= 1. 2×恒 + 1. 4×活; S2= 1. 2×恒 + 1. 4×活 + 0. 6×1. 4×横风向; S3= 1. 2×恒 +0. 7×1. 4×活 + 1. 4×横风向; S4= 1. 2×恒 + 1. 4×活 + 0. 6×1. 4×纵风向; S5= 1. 2×恒 + 0. 7×1. 4×活 + 1. 4×纵风向。索道停运时考虑两种工况组合如下: S6= 1. 2×恒 + 1. 4×90°横风向; S7=1. 2×恒 + 1. 4×45°风向。

4. 3 计算结果

经计算, 索道运行时, 各种荷载作用下支架结构顶部横向最大侧移为27 mm, 与支架总高度比为1 /1 074, 小于1 /1 000的规范[1]限值, 纵向最大侧移为61 mm, 与支架总高度比为1 /475, 基本满足规范[1]1 /500的限值; 索道停运时, 支架的横向最大侧移为91 mm, 位移比1 /319 < 1 /200, 满足结构刚度要求。支架柱最大应力比为0. 56, 其他杆件应力均控制在容许应力范围内, 满足承载力要求。

5 结语

本文利用ANSYS软件建立了架空索道线路支架的三维有限元模型, 并进行了各种荷载作用下的结构计算分析, 承载力及刚度均满足规范的要求, 验证了结构的安全性, 其设计方法和结果可为类似索道工程设计提供一定的参考。

参考文献

[1]GB 50127—2007, 架空索道工程技术规范[S].

[2]GB 50135—2006, 高耸结构设计规范[S].

[3]GB 50017—2003, 钢结构设计规范[S].

35kV架空线路勘察和设计 篇6

电力系统中非常重要的组成部分就是输电线路, 具有电能的输送和分配的功能, 使各等级变电站之间能够有效的连接起来发挥更大的作用。我国农网覆盖区域大, 尤其是中部偏远农村、山区或半山区, 地广稀, 负荷小而分散。部分地区因农网资金匮乏, 35k V电源布点不足, 10k V线路供电半径超长或存在迂回供电现象, 线路损耗大, 因此, 35k V线路的勘测和设计对变电站的选址建设尤其重要。

1 35k V架空线路的勘测

输电线路施工的勘测工作是整个工程的第一道工序, 保证线路合理设计、安全可靠、运行方便是工程施工的前提和勘测工作的重点, 这是相关部门对勘测工作质量认定合格的基本要求, 是严格控制施工质量的基本前提。输电线路的勘测对于专业的测绘人员来说是简单的工作, 但是很多细节不注意可能出现问题。随着35k V电力线路的不断发展, 其应用比较广泛, 因此, 电力线路工程设计是一项技术性、政策性很强的工作, 它对线路的技术经济指标、施工和运行以及维护等起着决定性作用。

2 35k V架空线路设计的初步工作

依据设计规范、该段线路所处的具体地理状况和负荷未来发展的总体趋势, 明确线路的设计总体要求。通过输电线路负荷的最大负荷曲线绘制出持续负荷曲线、历史负荷统计及变电容量。由计算出的输电导线的截面积, 完成输电导线的型号选择, 并对所选取的导线型号进行发热条件和机械强度检验。进一步对避雷线、杆塔和绝缘子等方面对整个输电进行设计和选取, 从而确定整条输电线路的基本设计工作思路。35k V及以上电压等级架空输电线路初步设计, 一般应该按以下步骤进行。

2.1 收资

收资是任何设计项目的首要工作, 收资是否完整、齐备、准确, 将直接影响到是否能够保质保量的完成设计任务, 一个完备的收资将可以确保设计中不出纰漏, 准确地实现甲方的要求和真实目的, 同时减少设计过程以及施工过程中的设计修改和变更。输电线路的收资内容: (1) 设计依据:对于一个新工程, 首先必须有设计依据。设计依据主要包括:设计委托书 (或合同) 、上级管理部门对工程的批复 (可研批复、初设批复) 。同时还要明确将要进行设计项目的主要要求, 如工程名称、线路名称、电压等级、线路长度、线路起点、线路终点、设计内容、线路架设要求 (架空、电缆、跨越、普通架线等) 、有关技术要求 (导线截面、绝缘要求、防雷要求等) 、可能涵盖的协作专业等。 (2) 内业收资:内业收资, 是指在明确设计依据后, 在设计院内部收集项目的有关资料, 如地形图、系统接线图、变电站接线图、变电站总平面图 (进出线图) 、相应设备平面布置图等。另外在设计依据中没有明确的设计信息, 此时都应进行确定。 (3) 外业收资:外业收资, 是指在到项目所在地进行现场踏勘, 收集现场资料。在去现场前应尽可能的带齐所收集到的内业收资 (应打印成图) , 带好笔记本, 收集的现场资料包括:变电站进出线位置、开关的位置、已有相关线路 (或进出线) 的相序, 线路沿途要跨越折二级以上国道、省道、区域交通、铁路、通航河道, 以及需要交叉跨越的电力线路 (10k V及以上等级) 、油气管线、供热管线, 还有大面积的水域 (含湖泊、宽度大于50m的非通航河道、养鱼池等) 、居民区和线路折转点地势。 (4) 勘测、勘察资料:在收集到以上资料后, 设计人员必须向有关部门提供《勘测、勘察委托单》, 测量的准确程度将直接关系到设计产品的质量, 所以设计人员必须认真对待各种资料单, 对于需要强调的内容, 必须在委托中特别提出标明, 勘测、勘察工作是我们设计收资的延续, 是更专业的收资。

2.2 初步设计

初步设计主要明确设计方案, 为业主审查及施工图设计做准备。初步设计要明确如下内容: (1) 根据业主要求, 选定线路路径方案, 并取得相关管理部门 (规划、国土、林业等) 对路径方案的认可批复, 路径方案一般要通过经济技术分析比较, 选择最优方案作为设计方案。 (2) 确定导、地线型号, 需要通信时还必须确定通信光缆芯数。根据系统规划, 通过载流量、经济电流密度及机电特性确定导地线线型号。 (3) 气象条件:线路所在地是否为国家典型设计气象区, 特别是山区高海拔线路气象条件, 必须认真调查。路径选择时尽量避开风口、中重冰区、微气象条件地区、雾冻区。 (4) 绝缘配合:调查工程所在地的污区等级, 确定绝缘子型号。 (5) 相序:相序的正确与否将直接影响到工程项目是否能够顺利投产运行, 也是检验设计的最后和最为关键的一关。 (6) 杆塔:根据导地线型号、气象条件等使用条件选择杆塔, 杆塔优先选择国家电网典型设计, 所有塔型的选择必须经过校核。 (7) 杆塔基础:根据现场地质情况, 确定基础形式。

3 结束语

对35k V输电线路的勘测和施工设计是我国输电线路建设的重要的组成部分, 其技术含量比较高, 而且劳动强度比较大, 工作环境也基本上是在野外, 施工的时间和周期也比较短。在施工的时候, 施工人员应要注意细节问题, 确保安全施工并且要提高施工质量。

参考文献

[1]王志琦.农网35kV线路的雷电危害及防护分析[J].安徽电气工程职业技术学院学报, 2004 (01) .

[2]王文明, 杨文.山区35kV架空输电线路的设计[A].山东省石油学会油田电力、通信及自动化技术研讨会优秀工程技术论文集[C].2009年.

探讨架空输电线路杆塔的结构设计 篇7

关键词：结构设计,输电线路,杆塔,原则

杆塔结构的设计质量与电网线路的可靠性、经济性密切相关, 只有坚持从实际出发, 坚持科学的结构设计原则, 并不断加强技术创新, 才能真正满足现代化电网建设需求。那么作为新时期背景下的架空输电线路杆塔的结构设计人员, 就必须对当前架空输电线路杆塔设计目前面临的主要问题有一个基本的认识, 并采取有效地措施, 以全面提高架空输电线路杆塔工程质量。基于此, 笔者结合自身工作实践, 做出以下几点探究性的分析思考。

1 架空输电线路杆塔设计目前面临的主要问题

1.1 杆塔结构型式的选择

在选择架空输电线路杆塔的结构型式时, 应充分考虑其经济效益。就目前而言, 被世界范围内公认经济效益最明显的, 非拉线塔莫属。不过, 在山区或者城市周边地区, 受运输条件、打拉线施工条件的影响, 拉线塔的施工难度较高, 因此, 建议选用自立式铁塔。对我国而言, 在选择架空输电线路杆塔塔形时, 应以拉线塔为主, 自立式铁塔为辅。拉线塔结构轻便, 且型式也有多种。一是广泛应用于超高压线路中的拉V塔, 二是适宜应用于特高压线路工程的相间无构架的拉线-拉索杆塔, 其优点是能够有效缩小相间距离, 紧凑线路, 缺点是杆塔的占地面积较宽, 在加拿大、美国等国家最先投入使用。三是绝缘支持式杆塔, 其制造难度较高, 成本的投入也较大, 幸亏其通过利用支撑导线替换悬吊导线, 从而使得杆塔高度得到科学的减小, 能够在造价上获得适量的补偿, 这种杆塔目前还处于研制阶段, 应用较少。

而常规自立式铁塔也分两类, 一是单回线路自立式铁塔, 主要有三角形和吊线水平布置两种, 二是双回供架铁塔, 由于它们的机械强度很高, 因此故障发生率很低。

1.2 杆塔强度问题

一般来说, 杆塔强度往往会受到其结构形式、受力形式以及杆塔制造材料等因素的影响。为确保正常、稳定、持续性的供电, 输电线路必须保持长期的安全、稳定运行, 而在运行时, 作为起支持避雷线和导线作用的杆塔, 也要求具备较高的承受荷载能力, 并且能够将其变形控制在允许范围内, 也就是指合格的杆塔, 其刚度和强度都必须满足相关规定要求。与其他构件相比, 环形截面构件在建设输电线路杆塔时更能节约用料, 且在每个方向都具有同等的承载力, 能够保证优良的施工质量。与普通振捣法相比, SEC法所浇筑成功的混凝土强度能有效提高30%。鉴于上述两种因素的影响, 环形截面混凝土构件是目前国内输电线路中应用数量最多的构件, 其也有预应力构件及普通构件之分。在浇注预应力构件前, 注意必须先进行钢筋的张拉处理, 等混凝土完全凝固再把张力撤出, 而混凝土在此时为阻止钢筋的回缩, 比如会受一个预应压力, 这个预应力在构件受拉或承载过程中, 能在一定程度上抵消受拉或承载时的应力, 保证杆塔不产生裂缝, 延长其使用寿命和稳定性。

2 输电线路杆塔结构研究的主要内容

2.1 杆塔负载研究

研究杆塔负荷的主要方向有杆塔的结构关键性系数、荷载组合原则、设计风速、负载周期、如何计算杆塔的动态和静态的风的荷载。其中, 结构关键性系数的确定必须通过研究其可靠性指标来实现, 而负载周期则根据塔风振系数的研究而获得, 通过深入研究负载周期, 有助于技术人员找到高压导线的最科学的荷载组合。总而言之, 全面研究相关的杆塔负载值的根本目的在于找出其外部荷载的基本变化规律, 提高杆塔结构设计的客观性、可靠性、科学性。

2.2 杆塔结构的基本设计原则及有效方法

经多年实践, 目前最科学、最常用的杆塔结构设计方法是极限状态设计法, 其方法基础以概率理论为主。相关人员在设计杆塔结构时, 必须确保结构完全输电线路的严格电气性能规定, 通过可靠度指标对杆塔构件的真实可靠度进行度量确定。一般来说, 杆塔结构的设计应严格遵守下列三大原则:一是必须坚持保证杆塔的刚度、稳定、强度和投入运行的可靠性、安全性为设计前提的原则。二是结构设计应坚持结构形式简洁、构件布置科学、传力线路清晰、简单、直接、精短的设计原则。三是应坚持合理降低钢材的消耗量, 控制杆塔造价的合理性、经济性的设计原则。

在研究杆塔结构的设计方法时, 不但要研究杆塔结构的构件承载力计算、力学模型计算、杆端节点机构分析等问题, 而且要对杆塔模型的选择进行深入的研究, 探讨塔头类型、铁塔节间、根开、坡度等的布局及改善提升方法。在现阶段, 杆塔设计通常以理想的铰接式空间桁架为设计基础, 把塔空间视为完整的静态系统, 根据受力的稳定条件和平衡条件展开杆塔内力的分析, 来选择合理的杆塔材料。

3 结语

综上所述, 加强对架空输电线路杆塔的结构设计的探讨和分析具有重要的现实意义。输电线路杆塔是现代电网线路中的不可缺少的重要支点, 因此杆塔结构的设计者, 必须树立科学的设计理念, 不断参考前期的设计案例, 不断总结经验教训, 认真分析杆塔结构的功能作用, 计算杆塔荷载变化的规律, 加入创新技术, 保证杆塔结构设计的可行性、经济性、合理性。

参考文献

[1]张晓迎.架空输电线路杆塔结构设计相关问题分析[J].民营科技, 2010, 05:53.

[2]陈明亮.浅析架空输电线路杆塔结构设计[J].民营科技, 2010, 11:285.

35kv架空线路设计经验浅谈 篇8

1 合理的选择路径

路径选择的目的就是要在线路的起止点间选出一条全面符合国家建设各项方针政策的线路路径。因此线路设计人员在选择路径时, 应遵照各项方针政策, 对运行安全、经济合理、环境保护、施工方便等因素进行全面考虑, 综合比较, 对路径进行全方位的优化, 对一些环境敏感区采用避让措施, 综合考虑线路工程的经济造价、施工条件及日后的运行维护等因素, 选出最佳设计方案。选线工作一般分为两步进行, 初堪选线和终堪选线。

1.1 初堪选线

初堪选线是在地图上选线, 在若干个路径方案中, 经比较后选出比较好的路径方案。这要求设计人员预先了解城市规划、军事设施、工厂、矿山等的发展规划, 地下埋藏资源开采范围, 水利设施规划, 林区及经济作物区, 已有及拟建的电力线、通信线等位置范围。尽可能避开上述影响综合考虑, 拟定几条方案, 再反复比较, 选择较好的方案。

1.2 终堪选线

终堪选线是将初堪选线的设计方案在现场具体落实, 按实际地形情况修正初堪选线的设计方案。设计人员应尽可能选择长度短、特殊跨越少、水文和地质条件较好的路径方案;尽可能避开林区、绿化区、果园、防护林带、公园、风景区等, 当必须穿越时, 应尽可能选取最窄处通过, 以减少砍伐树林;尽可能少拆迁房屋及其他建筑物, 应尽量少占农田;尽可能避开地形、地质复杂和基础施工挖土方量大以及杆塔稳定受威胁的不良地形、地质地段。要利用原状土的力学性能, 提高基础抗拔能力, 减少土石方开挖量。

2 基础形式的选择

一般来讲杆塔基础主要有电杆基础和铁塔基础两种, 钢筋混凝土电杆直接将电杆腿埋入地下, 依靠基础保证电杆不下沉、不倾覆;铁塔则借助于混凝土基础及地脚螺栓来固定, 保证铁塔不上拔、不下沉。另外, 近些年钢管杆在架空线路中得到了广泛的应用, 其基础一般有打桩和钢筋混凝土基础两种。按承载力的特性杆塔基础可大致分为“大开挖”基础类、掏挖扩底基础类、爆扩桩基础类、岩石锚桩基础类、钻孔灌注桩基础类、倾覆基础类。35kv架空线路杆塔主要是“大开挖”基础类、掏挖扩底基础类、倾覆基础类。基础型式应根据杆塔型式、沿线地形、工程地质、水文以及施工、运输等条件进行综合考虑确定。

2.1 电杆基础

电杆基础组成部件有底盘、卡盘和拉线盘, 使用底盘、卡盘会增大杆塔基坑的开挖量, 在保证线路安全的条件下可考虑不采用底盘、卡盘。设计人员应兼顾杆位的经济合理性和杆位设立的可能性, 经过测量比较, 能采用直线杆的就不要用耐张杆, 能不打拉线的地方就不要打拉线, 在符合设计规范和杆塔使用条件的情况下, 尽可能放大档距。转角杆需要使用多根拉线, 占地面积大, 尤其在农田, 不仅占用大面积耕地, 还不便于农民耕种。所以不建议采用, 可以用铁塔或者钢管杆代替。

2.2 铁塔基础

铁塔基础占地面积较大, 一般采用“大开挖”基础类、掏挖扩底基础类基础型式。其中“大开挖”基础需要预先挖好基坑, 占地面积大, 破坏了原有的植被, 在雨水的冲刷下, 水土容易流失。在山坡地段, 往往需要降基面, 所以铁塔位置尽可能设置在平地或缓坡上, 并应考虑足够的施工场地和便于施工机械的到达。如果塔位必须在斜坡上, 可采用高低腿塔和不同高度的主柱加高基础。这样不仅减少了基面土石方的开挖量, 同时也保持了塔基的稳定。掏挖扩底基础是在天然土中直接挖成所需要的基坑, 将钢筋骨架和混凝土直接浇注于基坑内而成的基础, 弃土弃渣少, 推荐尽量采用原状土基础。

2.3 钢管杆基础

钢管杆基础占地少, 不必打拉线, 随着城市化的进程, 更体现其基础小的优越性, 得到大家的好评。不过其造价高, 设计人员应兼顾其经济合理性, 合理的使用钢管杆。

总之, 杆塔基础必须保证杆塔在各种受力情况下不倾覆、不下沉和不上拔, 使线路安全可靠、耐久地运行。设计跨江河或位于洪泛区的基础必须进行水文地质调查, 考虑河床冲刷作用, 一般宜将基础设计在常年洪水淹没区以外。在山坡上的杆塔, 应考虑边坡稳定或山洪冲刷的可能, 并采取防护措施。

3 防雷保护

35kv线路防雷保护最有效的方法是架设避雷线。根据设计规范35kv线路只在变电所进出线段, 架设1~2公里避雷线。一般水泥双杆为双根避雷线, 铁塔为单根避雷线, 防雷保护角一般采用20°~30°, 山区单地线杆塔防雷保护角可采用25°。避雷线的应力和弧垂与导线的应力和弧垂相配合, 即在雷电过电压气象条件下 (气温+15°, 无风) , 应保证档距中央导线与地线间的距离须满足条件为

式中S-档距中央导线与地线间的距离;L-档距。

以防止避雷线受直击雷时发生闪烙, 造成事故。带架空地线的杆塔, 避雷线要可靠接地。地线之间的水平距离是指双地线系统两地线挂点之间的水平距离, 其不应超过导线与地线垂直距离的5倍, 即

式中:hdb-地线与导线间的垂直投影距离。

4 减少线路走廊宽度、提高杆塔高度

35kv架空线路的路径选择越来越困难。因此, 架空线路在系统及规划要求容许的情况下, 尽量采用同塔双回或多回路设计。穿越走廊时最好选用垂直排列或上字形的杆型, 在交叉跨越时最好选用水平排列的杆型。在低电压和高电压同杆架设时, 低电压应架设在下方, 以减少走廊宽度。

35kv架空线路在跨越树木时, 一般都采用砍伐的方式, 将线路走廊范围内的树木连根去除, 严重破坏了森林植被。建议架空线路跨越树木采取高跨方案, 根据各种树木最高自然生长高度, 确定跨越树林的杆塔呼称高。

设计规范规定35kv架空线路导线与树木之间的垂直距离为4米, 与公园、绿化区或防护林带的树木之间的最小距离为3.5米, 与果树、经济作物城市绿化灌木及街道行道树之间最小垂直距离为3米, 在最大风偏情况下与树木之间的最小净空距离为3.5米。根据下式, 可求出杆塔的呼高H。

式中:λ-悬垂绝缘子串长度;fmax-导线最大弧垂;hx-导线到地面及被跨越物的安全距离;Δh-施工裕度。

5 结束语

35kv架空线路设计过程中, 应结合实际条件, 分析线路设计影响因素, 因地制宜, 优化方案, 既保证安全, 又节约资金。本文只是作者的一点经验, 希望它在35kv架空线路设计过程中, 能为各位同行起到一定的作用。

参考文献

[1]陈祥和, 刘在国, 肖琦.输电杆塔及基础设计[M].北京:中国电力出版社, 2008.[1]陈祥和, 刘在国, 肖琦.输电杆塔及基础设计[M].北京:中国电力出版社, 2008.

[2]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京:中国电力出版社, 2002.[2]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京:中国电力出版社, 2002.

架空送电线路设计评审关键点浅析 篇9

关键词：送电线路,评审,关键因素

0前言

在评审过程中, 面对设计院提出的设计方案, 专家如何发现工程存在的问题、优化设计方案是评审工作中的重点和难点。本文就线路设计过程中关键因素进行分析, 以达到投资经济, 技术合理, 施工高效的目标。

1 评审关键点

线路工程投资取决于线路规模、线路路径方案, 铁塔规划选型、铁塔设计和基础设计等方面, 下面针对这几方面在评审中遇到的问题进行分析。

1.1 线路规模

(1) 设计单位不了解地区远期规划, 且未与建设单位有效沟通, 仅凭简单的判断进行设计, 造成规模偏差, 诸如:在某110k V T接线路工程中, 线路出线较困难, 路径较难取得, 需要为远期预留通道, 但是铁塔塔型设计却未能为远期考虑T接可能性, 造成工程规模的不确定。

(2) 线路工程应结合有些线路工程需要与其他工程配合投产时, 建设单位要求设计单位提出可以适应所有情况的设计方案, 方案导致了线路规模的大大增加, 诸如:在某220k V线路改造工程中, 由于设计单位的设计方案工程规模不合理, 经评审专家的建议, 通过增加线路两侧间隔的改造, 调整接线方案, 优化线路路径, 减少双回共塔线路长约11公里。

1.2 路径方案

(1) 选择避开敏感地段, 诸如居民区、自然保护区、采石场等, 以免后期出现颠覆性方案, 为投资带来不确定因素。

(2) 从曲折系数上分析, 应减少转角起角次数, 有些设计单位由于前期工作不到位, 没有很好的针对工程进行现场勘测, 在选择路径上没有考虑到居民区, 结果为了绕开该区域, 起了太多不必要的转角。

1.3 铁塔规划选型

(1) 应结合工程实际规划出适宜的塔型, 对于需要建设钢管杆的工程应提供建设的依据, 诸如:在佛山某110k V线路工程中, 设计单位并没有对比钢管杆与角钢塔线路走廊宽度的差别, 选择钢管杆不仅从造价上有所提高, 而且从运输手段上也有较高要求, 通过评审优化, 其实针对走廊问题, 修改为角钢塔, 不仅减少了塔基数, 而且降低了对交通运输上的要求。

(2) 多采用直线小转角代替角度较小的转角塔, 这样不仅能降低耗材, 也能对应减小基础工程量。

(3) 塔型规划上, 应充分考虑到工程实际情况, 因地制宜, 塔型的配合及转角度数的设置。对于不同地区的工程, 直线塔应考虑山区的特点合理设置档距。

1.4 铁塔设计

(1) 应满足结构合理, 布局合适, 传力直接等要求。

(2) 应比较不同布置设计方案的优劣。诸如:同塔四回线路, 可以采用伞形排列或者蝶形排列, 不同排列方式各有优点, 应结合实际情况进行分析比较。

(3) 在满足设计规范后, 不应过度的提高安全系数, 诸如:在设计钢管杆的过程中, 常常发现设计单位, 在满足规范挠度要求的情况下, 仍然加大钢管杆的杆径来较小挠度, 究其原因在于对安装造成的误差吃不准, 为钢管杆运行验收顺利而增加的安全系数, 其实这可以通过铁塔、基础的预偏处理得到解决。

1.5 基础设计

基础投资在整个线路本体投资中占有很大的比例。基础设计、选型对工程造价影响颇大, 设计人员水平的高低对基础投资起着至关重要的影响。

通常在工程设计过程中有以下几个制约因素:

(1) 在可行性研究阶段和初步设计阶段, 为了节省成本, 设计单位往往未对全线的地质情况进行全面的勘查, 而仅仅靠地形图中的地形比例划分来作为基础的设计依据, 对于以丘陵山地比例居多的工程, 这个影响可能不大, 但是对于沿海或以水田、鱼塘比例居多的工程, 由于前期对地质把握不够, 会出现基础工程量偏大, 亦有沿海淤泥层深厚而估计不足, 造成后期设计造价偏差巨大。

(2) 选型不合理:一些设计院由于缺乏现场施工经验, 仅从设计便利角度出发, 在山地设计采用大板基础, 在存在地下水地段采用挖孔桩基础, 过度采用灌注桩基础, 这都是设计深度不足的体现。

(3) 设计不合理:由于对投资把控能力不足, 将安全系数取得过高, 比如地质参数严重偏离实际情况, 通过加大桩径、埋深提高混凝土工程量等等。

(4) 现场情况了解不足:在某些工程中, 由于路径需要跨越大片鱼塘, 这时采用灌注桩基础, 需要考虑到实际施工难度, 因为灌注桩的施工机械和混凝土运输需要搭建临时道路, 有些设计单位并没有考虑到此种因素, 或者有的设计单位这部分费用巨大, 严重影响了工程投资, 这时就需要设计单位在本工程一个较为深入的地质分析, 是否可以将基础型式修改较为容易施工的大板基础。或者可以通过划分区域的方法来达到后期建设目的。

2 结论

通过分析以上几个关键因素, 设计单位可以从以下几个方面进行改进:

(1) 充分与业主方沟通, 了解诉求, 做好方案比较。

(2) 做好前期工作准备, 做好资料收集。

(3) 统一技术标准, 引导电网设计向智能、高效、可靠、绿色方向转变:

(1) 采用新材料、新工艺、新施工方法节能损耗。

(2) 利用高强度材料替换低等级材料, 以降低塔重。

(3) 利用新工艺解决铁塔构造问题。

(4) 利用新施工工艺减少减少时间、降低施工过程中铁塔的受力情况。

(4) 从投资角度出发, 综合征地、基础工程量等, 从宏观的角度去规划铁塔。铁塔设计不能只关注铁塔本身的重量, 应该从工程实际出发, 综合征地、走廊及基础出发, 方案的整体上的优化。

(5) 基础选型设计改善方面:

(2) 设计单位提前介入, 对现场施工情况、地质情况有一个较为深入的了解。

(3) 因地制宜, 大力提倡原状土基础、减少对植被的破坏、减少水土流失。

(4) 严格遵守法则法规, 准确真实的填写参数确保计算的真确性。

(5) 在铁塔设计阶段, 对基础设计进行比选, 以达到铁塔和基础工程的综合优化。

参考文献

[1]王璋奇.输电线路杆塔设计中的几个问题[J].电力建设, 2002 (1) .

[2]傅春蘅.高压输电线路铁塔结构设计几点分析[J].电力建设, 2003 (1) .

[3]GB 50545-2010 110kV~750kV架空输电线路设计规范[S].中国计划出版社, 2010.

[4]DL/T 5154-2012架空输电线路杆塔结构设计技术规定[S].中国计划出版社, 2012.