黃少豐

【摘 要】當下，我國的電網(wǎng)建設速度不斷加快，超高壓和特高壓輸電工程相繼投入運行。高壓架空送電線路的設計是電網(wǎng)建設的重要內(nèi)容，它直接關系著電網(wǎng)的穩(wěn)定。合理設計架空送電線路有著重要的現(xiàn)實意義，本文針對高壓架空送電線路的設計展開論述，分別從：路徑選擇、桿塔選型、排桿定位以及桿塔基礎設計等方面進行了研究。

【關鍵詞】架空送電 線路設計 路徑選擇 桿塔選型 桿塔定位 基礎選型

【中圖分類號】TM726 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0020-01

0 引言

當下，我國的用電量增加迅速，國家大力投資電網(wǎng)建設，高壓架空線路朝著數(shù)量多、復雜化程度高的方向發(fā)展。這就導致了各線路之間的交叉現(xiàn)象，對供電的可靠性帶來了影響。因此，要對高壓架空送電線路進行深入研究，尤其要在路徑的選擇上加大研究力度，要深入到架線的現(xiàn)場，針對民事工作難以處理，資金短缺等問題給出具體對策，更重要的是要合理設計線路走向。

1 架空送電線路的路徑選擇

就高壓架空送電線路的路徑選擇來說具有很強的實踐性。貫穿整個選擇過程的指導思想是：在線路的起點和終點之間選擇一條既經(jīng)濟又安全的合理路徑，同時滿足可行性要求。主要分為室內(nèi)的圖上選擇和現(xiàn)場的選線兩大部分。對于前者而言，主要完成的是前期的準備工作，整理好選線過程中需要的資料，并借助衛(wèi)星圖片，在地形圖上設計出路徑選擇的初步方案，根據(jù)得到的工程資料，避開不適宜地區(qū)走線，綜合考慮交通氣候因素。對于后者而言，核心工作是將設計出的方案落實到現(xiàn)場實踐中，定出線路的大致走向。在實際現(xiàn)場，還應該考慮到特殊塔位的設立是否可行。在早期，人們廣泛采用的現(xiàn)場選線工具是經(jīng)緯儀和全站儀，當下，GPS被普遍采用，它具有更快捷，準確度更高的特點，同時也能避免大量的林木砍伐，降低了選線給環(huán)境帶來的不利影響。

高壓架空送電線路的路徑選擇和技術要求需要遵循一定的原則。在遵守我國相關法律法規(guī)的前提下，還應該綜合考慮交通條件和地理情況。選擇的路徑應該具有便于施工和運行維護的交通便捷條件。盡可能的使得路徑長度最短，轉角的個數(shù)和特殊跨越段越少越好。在地質方面，應該選擇水文地質條件好的路徑，盡量避開開采空區(qū)，防止地面坍塌給電力線路帶來安全事故。當線路需要經(jīng)過河流流域時，應該盡量選擇河床平直和穩(wěn)定的地段，這樣才不會經(jīng)常受到洪水襲擊，跨越塔應該位于底層穩(wěn)定的地方。在山區(qū)路徑選擇上，要避開陡坡、懸崖以及易出現(xiàn)泥石流的地段，當出現(xiàn)線路與山脊交叉現(xiàn)象時，應該使線路從山脊的山鞍通過[1]。另外，尤其值得注意的地方是覆冰地區(qū)的選線，在選線之前，要對已經(jīng)存在的線路覆冰情況和類型進行調查，掌握覆冰嚴重和經(jīng)常雪崩地區(qū)，盡量讓線路避開這些地區(qū)。為了防止線路上結冰，應該盡量讓線路遠離湖泊。

2 架空送電線路的桿塔選型

桿塔有多種型式，它們在造價、占地以及施工運輸?shù)确矫娑加泻艽髤^(qū)別。在整個電力線路的施工工程費用中，桿塔工程約占據(jù)了1/3，可見，桿塔的合理設計是非常重要的。在南網(wǎng)的標準化塔型設計還未全面應用的情況下，比較成熟的桿塔設計為通用塔型設計。在設計初期，通常會根據(jù)線路的工程地形和檔距大小設計出幾種桿塔，設計原則是保證工程的經(jīng)濟性和合理性[2]。另外，也應該對桿塔的使用負載條件進行充分利用，減少特殊桿塔的使用，如果桿塔的轉角較大，應該盡量降低此桿塔的高度。如果設計的桿塔位于規(guī)劃區(qū)內(nèi)，比如：將桿塔設計于道路的綠化帶，應該選擇使用同塔 多回的鋼管桿，有效節(jié)省了桿塔的占地面積，同時也有利于城市的景觀美化，但是，如果桿塔的轉角較大，則應該采用鋼桿，這是因為轉角大的桿塔很容易造成桿頂?shù)膿隙茸冃巍．斢錾细邏鹤呃泉M窄的情況時，緊湊型桿塔是較為合適的塔桿型式。

3 架空送電線路排桿定位的設計

就架空送電線路排桿定位的原則來說，盡量不在陡坡處設立桿塔，以減少土石方的數(shù)量。盡量避免將桿塔設立在洼地、水庫、斷層等地質條件不好的地方。在進行檔距配置時，要充分利用桿塔強度，同時，應該對桿塔使用的條件給以嚴格的限制，兩個相鄰的檔距在大小上應該適配，不應該有過大的差別，以防產(chǎn)生縱向上的不平衡力。如果不同的導線相鄰時，在設計檔距大小時，應該結合檔中導線的實際情況，靈活調節(jié)檔距。最后，在確定塔桿的位置后和塔型后，應該全面檢查線路的設計條件，對設計是否有違背設計規(guī)范、規(guī)定的地方進行驗證，檢查的主要項目包括：對桿塔的使用條件進行檢查，對導線的運行條件進行檢查，對使用的絕緣子串的強度和耐張力進行檢查等[3]。

4 架空送電線路桿塔的基礎選型

在架空送電線路設計中，桿塔基礎是重要的構件，它直接關系到架空送電線路的整體穩(wěn)定，對線路的安全運行起著重要作用。在工程造價和施工工期上也占有很大的比重，因此，要重點對待。在實際情況中，電力線路沿途的地址情況各異，進行基礎選型時會面臨錯綜復雜的外在環(huán)境，需要對不同情況進行分別考慮。應遵守的基本原則有：基礎形式的選擇應該與實際的地形和水文情況以及施工條件相配合，在規(guī)程和規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)盡量降低工程造價。鐵塔的基礎結構設計需要滿足的功能是：可以承受各種工況下的負荷，工作性能良好，具有一定的耐久性能，出現(xiàn)異常的突發(fā)事件時能夠保持整體的穩(wěn)定。基礎設計首先應滿足構造要求，保證地基的穩(wěn)定性和結構的強度，同時合理考慮施工設備的進、退場和地質特點，選用最經(jīng)濟合適的基礎形式，一般選用混凝土量指標最低的基礎形式，且混凝土強度等級不宜太高，現(xiàn)場大體積混凝土才易施工。

下面對幾種常用的基礎型式進行分析：1）軸心直柱式剛性基礎。這種基礎的中心位于塔腳的垂直線上。在35-220kV的線路中使用較為廣泛，主要的優(yōu)點是便于施工，進行基礎預偏調整的時候也十分靈活，可以容易的進行鐵塔的調整就位。主要不足在于基礎的尺寸較大，需要對基礎進行平整處理，因此造成較大的挖方量，對環(huán)境帶來了一定的不利影響，具有較高的造價。2）斜插現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎。這一基礎的主柱雙面是傾斜的，其坡度和塔身的坡度保持一致，有利于主材的水平力傳遞到基礎底部，有效減少了基礎主柱水平力，改善了主柱和底板的受力情況。主柱的水平力減少了，大大改善了側向的傾覆穩(wěn)定性，同時，也減少了主柱的截面積。主要不足在于一旦轉角超過30度，將會造成較大的預偏值，對這一預偏值的計算很難做到準確。另外，在底腳螺栓與塔腳處需要火曲，很難保證加工質量。目前，這種基礎型式在220kV等級的線路中應用較多。3）掏挖擴底基礎。這種基礎能充分發(fā)揮原狀土的承載性能，節(jié)省混凝土和鋼材用量，有利于降低工程造價，同時由于開挖面積小也有利于水土保持，對于沿途地質條件較好路段，受力較小的直線塔有條件時應優(yōu)先考慮掏挖擴底基礎型式。4）挖孔樁基礎。這種基礎型式在地形較陡，用長短腿結合一般加高基礎都滿足不了地形高差變化的的塔位山地上非常適用，全部采用人工挖掘，僅僅需要進行護壁的建筑，不需要模板，也不需要進行土方的回填。其優(yōu)點是從基礎中心到保護邊坡的距離很短，開挖的土石方量很少，占地少，有利于環(huán)境保護等。不足在于一旦碰上風化巖石，將很難建筑基坑。這一基礎型式在山區(qū)高壓線路中應用較多。5）鉆孔灌注樁基礎。這種基礎是用專門的機具鉆（沖）成較深的孔，以水頭壓力或水頭壓力和泥漿護壁，放入鋼筋骨架和水下澆注混凝土的樁基。鉆孔灌注樁基礎國內(nèi)有一套設計理論，也有成熟的施工、運行經(jīng)驗，該基礎型式安全可靠、可承受很大的荷載，根據(jù)上部荷載的大小及地質情況可靈活選用多種樁基布置型式，特別適合于無法使用天然基礎的軟土層分布厚的大轉角或荷載很大的直線塔位。該基礎型式最大的缺點是工程造價高，特別是按電力定額計算出的造價比普通基礎大得多，而且施工難度相對較大；由于需使用專門機具，對桿塔位置的場地要求也較高。為節(jié)約工程投資，降低工程造價，應根據(jù)實際地質情況及荷載要求，盡量減少鉆孔灌注樁基礎的使用。

5 結語

作為一個復雜而多變的過程，高壓架空送電線路的設計不能一概而論。通常情況下，需要經(jīng)過反復的線路修改和優(yōu)化才能達到理想的效果。對于線路設計來說，要尊重實際，以實際情況為基礎，綜合考慮各種因素的影響，不能照本宣科的一味生搬硬套。本文從路徑選擇、桿塔的選型、排桿定位以及桿塔基礎設計等方面對設計的具體內(nèi)容進行了闡述，以期能夠加快工程的建設進度并實現(xiàn)線路設計的科學合理和經(jīng)濟適用。

參考文獻

[1]荊林國，張韶晶.輸電線路設計應注意的問題[J].農(nóng)村電氣化，2006，（11）.

[2]張俊生.架空輸電線路設計小議[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2006，（11）.

[3] 彭向陽，周華敏，鄭曉光，等.架空送電線路特殊增容運行研究[J].中國電力，2010.