柳鵬

【摘要】本文針對(duì)配網(wǎng)架空線路及桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，結(jié)合理論實(shí)踐，先分析了浙江溫嶺配網(wǎng)架空線路現(xiàn)存的問(wèn)題，然后分別探究了配網(wǎng)架空線路和桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。探究結(jié)果表明，配網(wǎng)架空線路結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜，設(shè)計(jì)內(nèi)容眾多，任何一個(gè)環(huán)節(jié)控制不當(dāng)，都會(huì)影響后期施工和使用的安全性，在具體設(shè)計(jì)中需要結(jié)合目前存在的問(wèn)題，開(kāi)展有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，以提升設(shè)計(jì)效果，保證配網(wǎng)架空線路運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)架空線路;桿塔基礎(chǔ);短路;線路導(dǎo)線

【引言】在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，用電量與日俱增，對(duì)配網(wǎng)架空線路運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性、安全性提出了更高的要求。配網(wǎng)架空線路是電力系統(tǒng)主要組成部分，一旦發(fā)生問(wèn)題，會(huì)引起大范圍停電，影響用電質(zhì)量。桿塔基礎(chǔ)是配網(wǎng)架空線路設(shè)計(jì)的重中之重，其設(shè)計(jì)效果，對(duì)配網(wǎng)架空線路造成的影響比較大，基于此，開(kāi)展配網(wǎng)架空線路及桿塔設(shè)計(jì)探究就顯得尤為必要。

1. 目前配網(wǎng)架空線路中存在的問(wèn)題

1.1短路故障頻繁發(fā)生

一些配網(wǎng)架空線路設(shè)計(jì)人員專(zhuān)業(yè)水平有限，無(wú)法按照要求設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的配網(wǎng)架空線路設(shè)計(jì)方案，無(wú)法為后期施工提供必要的參考和指導(dǎo)，導(dǎo)致線路安裝錯(cuò)誤。再加上配網(wǎng)架空線路比較復(fù)雜，在設(shè)計(jì)中經(jīng)常發(fā)生結(jié)構(gòu)混淆問(wèn)題，難以保證設(shè)計(jì)方案的完善性，埋下了嚴(yán)重的安全隱患。配網(wǎng)架空線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且受到外界環(huán)境的影響比較大，在設(shè)計(jì)中，任何一個(gè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)，都會(huì)引發(fā)短路故障，不但會(huì)影響用電質(zhì)量，而且容易發(fā)生火災(zāi)、爆炸等安全事故。

1.2桿塔設(shè)計(jì)不合理

當(dāng)配網(wǎng)架空線路的位置、功率確定好之后，桿塔的結(jié)構(gòu)、形式也就基本確定，在設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合配網(wǎng)架空線路的特性，制定設(shè)計(jì)方案，并按照專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證桿塔的最低限度能夠承受10級(jí)臺(tái)風(fēng)破壞，以保證配網(wǎng)架空線路運(yùn)行安全性^【1】。但就目前設(shè)計(jì)現(xiàn)狀來(lái)看，一些單位為壓縮成本，盡快開(kāi)工，沒(méi)有進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，只是參照類(lèi)似的工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，致使桿塔抗風(fēng)能力不足、埋設(shè)深度不夠、緊固性不達(dá)標(biāo)。當(dāng)風(fēng)力較大時(shí)，經(jīng)常發(fā)生桿塔倒塌問(wèn)題，致使供電中斷，安全事故頻發(fā)。

1.3避雷設(shè)計(jì)不到位

雷擊對(duì)配網(wǎng)架空線路造成的影響非常大，配網(wǎng)架空線路多位于空曠的野外，或者高山峻嶺中，如果避雷設(shè)計(jì)不到位，在雷雨天遭受雷擊之后，會(huì)對(duì)配網(wǎng)架空線路造成嚴(yán)重破壞，也是引發(fā)配網(wǎng)架空線路發(fā)生供電故障的主要原因之一。配網(wǎng)架空線路所選的導(dǎo)線具有非常好的導(dǎo)電性，遭受雷擊的概率也就大大增加。因此，在具體設(shè)計(jì)中，需要采取有針對(duì)性的防雷措施和結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒗纂娏骷皶r(shí)導(dǎo)入地下，降低對(duì)配網(wǎng)架空線路自身總成的影響。

1. 配網(wǎng)架空線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1科學(xué)合理的選擇線路導(dǎo)線

配網(wǎng)架空線路比較長(zhǎng)，電能損耗比較嚴(yán)重，電能損耗量和導(dǎo)線電阻息息相關(guān)，按照配網(wǎng)架空線路電壓的要求，合理選擇導(dǎo)線材質(zhì)和截面積，可大幅度降低電能損耗^【2】。配網(wǎng)架空線路通常和用電用戶相連，要想在不改變負(fù)荷輸送的條件下，降低電能損耗，在設(shè)計(jì)中要適當(dāng)增大導(dǎo)線截面積，降低導(dǎo)線電阻。比如：每度電的價(jià)格是a元，相鄰兩截面點(diǎn)電線每米的差價(jià)為b元，當(dāng)導(dǎo)線截面積增大之后，線損電費(fèi)可減少M(fèi)元，線路投資成本增加N元，M和N的計(jì)算公式如下：

這兩個(gè)公式中，Wx表示配網(wǎng)架空線路中有功功率損耗的下降值，L表示導(dǎo)線的長(zhǎng)度，如果能夠保證M=N，在增加的投資量和節(jié)約電費(fèi)的費(fèi)用相同，導(dǎo)線截面積增大之后，可節(jié)約的電能量如表1所示：

通常情況下，配網(wǎng)架空線路選用導(dǎo)線，其使用壽命為10年，如果在設(shè)計(jì)中適當(dāng)增加導(dǎo)線的截面積，有助于降低線路損耗，而且還能獲得客觀經(jīng)濟(jì)效益。

2.2導(dǎo)線排列連接和檔距設(shè)計(jì)

為便于后期線路架設(shè)，在設(shè)計(jì)時(shí)要盡量將導(dǎo)線設(shè)計(jì)成三角形或者水平排列形式。而導(dǎo)線檔距則要結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件合理設(shè)計(jì)，配網(wǎng)架空線路中有一些城鎮(zhèn)架設(shè)線路，擋距要控制在40～50m之間，如果穿越鄉(xiāng)村地區(qū)，則檔距可適當(dāng)提升，但也要控制在60～100m之間。配網(wǎng)架空線路導(dǎo)線的排列情況需要結(jié)合檔距合理設(shè)計(jì)，當(dāng)檔距離小于或者等于40m時(shí)，導(dǎo)線排列時(shí)最小間距為0.6m，此后，檔距每增加10m，導(dǎo)線的最小間距增加0.5m^【3】。在進(jìn)行導(dǎo)線連接設(shè)計(jì)中，必須保證導(dǎo)線的連接和檔距有一定的距離。如果配網(wǎng)架空線路導(dǎo)線搭設(shè)在相同的橫擔(dān)之上，則要保證每個(gè)搭在橫擔(dān)上的導(dǎo)線截面距離都在三級(jí)以上。

2.3電桿選擇設(shè)計(jì)

在配網(wǎng)架空線路設(shè)計(jì)中，電桿設(shè)計(jì)是重中之重，其設(shè)計(jì)效果對(duì)配網(wǎng)架空線路的總體運(yùn)行效果有較大影響。因此，需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，選擇合理的電桿。比如：對(duì) 10kV配網(wǎng)架空線路而言，可選擇制質(zhì)地比較堅(jiān)硬混凝土電桿。400 標(biāo)高電桿的最小保護(hù)距離1cm圓形截面混凝土電桿，300 標(biāo)號(hào)電桿是以1.5cm為最小保護(hù)距離的矩形截面預(yù)應(yīng)力混凝土電桿。在電桿設(shè)計(jì)中，除標(biāo)號(hào)選擇之外，還要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況和周?chē)h(huán)境，進(jìn)行埋設(shè)深度和安全系數(shù)設(shè)計(jì)，以保證電桿的穩(wěn)定性。

2.4防雷設(shè)計(jì)

防雷設(shè)計(jì)也是配網(wǎng)架空線路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，配網(wǎng)架空線路位于野外和地勢(shì)比較高的區(qū)域，在雷雨天極易遭受雷擊，從而發(fā)生短路故障，影響供電質(zhì)量，如果情況嚴(yán)重，甚至?xí)l(fā)生火災(zāi)和爆炸，為當(dāng)?shù)赜脩粼斐刹焕绊?。所以在防雷設(shè)計(jì)中，需要結(jié)合配網(wǎng)架空線路所在區(qū)域的氣候條件，地形地貌，選擇有針對(duì)性的防雷措施^【4】。比如：可選擇防雷能力比較強(qiáng)的絕緣子，提升配網(wǎng)架空線路的防雷能力和耐壓能力，針對(duì)那些容易發(fā)生雷擊的場(chǎng)所，可設(shè)計(jì)一些避雷器，并提升避雷器設(shè)計(jì)密度，保護(hù)配網(wǎng)架空線路免受雷擊侵害。還可以按照具體地形情況來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的防雷路線，降低配網(wǎng)架空線路遭受雷擊的概率。此外，在設(shè)計(jì)還要適當(dāng)降低桿塔接地電阻，減低配網(wǎng)架空線路發(fā)生跳閘的頻次，提升配網(wǎng)架空線路運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1. 配網(wǎng)架空線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

3.1桿塔基礎(chǔ)承受荷載設(shè)計(jì)

地基質(zhì)量對(duì)桿塔的影響比較大，也桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，需要適當(dāng)提升桿塔地基的強(qiáng)度和承載力，以保證桿塔運(yùn)行的安全性。桿塔在運(yùn)行中荷載來(lái)源比較多，包括：風(fēng)力荷載、線路自重、各種設(shè)備的豎向荷載。此外，桿塔和線路在架設(shè)時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)安裝荷載，為滿足承受多項(xiàng)荷載的要求，在桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，需要對(duì)各項(xiàng)荷載進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、分析，得出最后的荷載數(shù)據(jù)，為桿塔承重設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持，保證設(shè)計(jì)效果。

3.2抗風(fēng)加固桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

配網(wǎng)架空線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中還要充分考慮風(fēng)力的影響，需要加強(qiáng)抗風(fēng)加固設(shè)計(jì)，可適當(dāng)加設(shè)防風(fēng)拉線來(lái)提升桿塔基礎(chǔ)的加固效果。對(duì)加裝防風(fēng)拉線的配網(wǎng)架空線路電桿而言，電桿的埋設(shè)深度要符合表2中的規(guī)定，如果現(xiàn)場(chǎng)條件特殊，無(wú)法滿足需要適當(dāng)加固基礎(chǔ)。

防風(fēng)拉線材料最好選擇鍍鋅鋼絞線，且截面積不應(yīng)小于35mm2，拉線和電桿之間的夾角要控制在45°左右。如果收到地形條件的限制，夾角可適當(dāng)減少，但最小不應(yīng)小于30°。

3.3斜坡位置桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

配網(wǎng)架空線路比較長(zhǎng)，難免會(huì)遇到特殊地形，當(dāng)桿塔布置在斜坡上時(shí)，桿塔腿間必然會(huì)存在一定的高度差，此時(shí)需要通過(guò)高低腿進(jìn)行平衡處理，可在任意四個(gè)放心上設(shè)計(jì)高低腿。前塔腿級(jí)差可設(shè)計(jì)為1.5m，最大差值設(shè)計(jì)為9m，地面高差而言可任意設(shè)計(jì)。如果在具體設(shè)計(jì)中，長(zhǎng)短腿無(wú)法有效平衡地面高差，可通過(guò)布設(shè)主柱的方法進(jìn)行彌補(bǔ)，通過(guò)此種設(shè)計(jì)方法，長(zhǎng)短腿差值的最大量也可以適當(dāng)擴(kuò)大。在斜坡上設(shè)計(jì)桿塔基礎(chǔ)時(shí)，需要綜合考慮桿塔在陡峭山頂?shù)奈恢?，盡量減少后期施工工程量^【5】。如果基礎(chǔ)設(shè)計(jì)無(wú)法滿足實(shí)際要求，在一些特殊地段，可采取特殊的設(shè)計(jì)方法，比如：如果主柱無(wú)法升高，可適當(dāng)放大短腿所在的基面，以便更好的適應(yīng)不規(guī)則地形。

【結(jié)束語(yǔ)】

綜上所述，本文結(jié)合理論實(shí)踐，探究了配網(wǎng)架空線路及桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，探究結(jié)果表明，配網(wǎng)架空線路及桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)難度較大，具有很強(qiáng)的技術(shù)性和綜合性，涉及到的因素比較多。在具體設(shè)計(jì)中，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩項(xiàng)l件、氣候條件、地形地貌等，尋找有針對(duì)性的設(shè)計(jì)方法，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，保證設(shè)計(jì)方案具有可行性和科學(xué)性，為后期施工建設(shè)提供參考和指導(dǎo)，促使配網(wǎng)架空線路事業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。

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