10kV架空線路設(shè)計(jì)的基本原則與方法分析

蒲盈曦

摘 要：在物質(zhì)文化不斷豐富的今天，人們隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)條件的改善，在生活的品質(zhì)方面要求更高。電能作為現(xiàn)今最直接的能源，已經(jīng)得到普及，人們的生活生產(chǎn)也離不開對電能的使用。電力的輸送，一般是依靠由各種線路所組成的電網(wǎng)進(jìn)行的，對于電網(wǎng)的建設(shè)在一定程度上影響著供電的品質(zhì)。為了對人們的生活生產(chǎn)用電穩(wěn)定提供保障，供電企業(yè)應(yīng)在電力輸送網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)上進(jìn)行研究。本文主要是對輸電網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的10kV架空線路進(jìn)行研究，敘述其設(shè)計(jì)的基本原則，分析設(shè)計(jì)的方法。

關(guān)鍵詞：輸電網(wǎng)絡(luò)；10kV架空線路；設(shè)計(jì)原則；方法分析

中圖分類號：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

電能由發(fā)電廠機(jī)組產(chǎn)生之后通過變電站進(jìn)行升壓，通過電網(wǎng)傳輸，再經(jīng)過變電站降壓，一般途徑是：10kV-220kV-110kV-35kV-10kV，這個(gè)過程是經(jīng)過不同等級的變電站，10kV和6kV 是變電站到配電室的電壓，經(jīng)配電變壓，以380V和220V的電壓傳輸入用戶。在整個(gè)輸電網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，10kV階段的輸電線路是直接連接發(fā)電廠和用戶的輸電線路，所以此階段架空線路的建設(shè)對于電力供應(yīng)的影響最為直接。

1 110kV架空線路設(shè)計(jì)考慮因素

10kV架空線路較其它類型的輸電線路，在設(shè)計(jì)上需要考慮的要素存在一定的差異，主要是因?yàn)?0kV架空線路是直接為居民提供電力的基礎(chǔ)輸電線路。所以，在進(jìn)行線路的設(shè)計(jì)時(shí)，對于地形、污染、以及周圍環(huán)境的影響等要素要進(jìn)行綜合考慮。

1.1 地形影響。在進(jìn)行10kV輸電線路的設(shè)計(jì)時(shí)，對于建設(shè)當(dāng)?shù)氐匦蔚目紤]應(yīng)當(dāng)?shù)玫街匾暎煌牡匦?，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)采取不同的設(shè)計(jì)方案。首先，在設(shè)計(jì)之初，要對建設(shè)當(dāng)?shù)氐牡匦斡幸粋€(gè)總體的認(rèn)識(shí)，不同的地形要按照里程進(jìn)行分段分區(qū)，計(jì)算其占總里程的百分比。通常，我們把輸電線路全程當(dāng)中的地形分為平地、丘陵、山地這三種，我們將地面較為平整且有一定面積、干燥的稱為平地；在陸地上有一定規(guī)模，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)地勢起伏較為平緩的地形叫做丘陵；而水平距離在250m以內(nèi)且高度在50m～150m起伏的地形我們稱之為一般的山地。除此之外，還有沼澤地、沙漠、高山等較為特殊的其它地形。在不同的地形當(dāng)中，地質(zhì)狀況都存在著較大的差異，而輸電線路建設(shè)過程當(dāng)中，需要將電桿、電塔等豎立在土地上，只有完全了解了當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)才能夠保證線路施工質(zhì)量。

1.2 環(huán)境污染。輸電線路長期暴露在空氣當(dāng)中，所以周圍環(huán)境對輸電線路的使用壽命具有一定的影響。部分污染嚴(yán)重的地區(qū)，雨水當(dāng)中含大量的酸或堿，線路當(dāng)中的金屬物質(zhì)長期浸泡在酸堿環(huán)境當(dāng)中會(huì)導(dǎo)致在金屬物質(zhì)的腐蝕，嚴(yán)重影響了電路設(shè)施的使用壽命。所以，在進(jìn)行線路的設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到環(huán)境的污染對輸電線路設(shè)施的損害。

1.3 氣候影響。像沿海等容易出現(xiàn)颶風(fēng)、海嘯的地區(qū)，一般的線路設(shè)計(jì)方案建設(shè)而成的輸電線路是不能承受這些災(zāi)害的。所以，在進(jìn)行線路設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮到氣候環(huán)境的影響，災(zāi)害地區(qū)的線路設(shè)計(jì)要采取特殊的方案。

1.4 其它因素。10kV架空線路的設(shè)計(jì)不僅要考慮以上的因素，對于其它因素也不能忽視。比如：在對線路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對于周圍正在建設(shè)或者建設(shè)完成的建筑物、構(gòu)筑物不能造成較大的影響；當(dāng)?shù)厥欠裼心軌驅(qū)€路產(chǎn)生破壞的動(dòng)物、植物；區(qū)域內(nèi)是否有較大的磁場等。

2 設(shè)計(jì)原則

就10kV架空線路而言，它具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠在大多數(shù)地區(qū)使用，而且施工難度較低。完成的10kV架空線路能夠承擔(dān)較大的負(fù)荷，一旦線路當(dāng)中發(fā)生故障，排查工作進(jìn)行的難度較低，所以10kV架空線路在輸電線路的設(shè)計(jì)當(dāng)中使用較為普遍。因此，為了保證建設(shè)完成的10kV架空線路具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性，能夠在使用過程當(dāng)中長期穩(wěn)定、高效的進(jìn)行電力的輸送，在進(jìn)行10kV架空線路設(shè)計(jì)的時(shí)候要嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)規(guī)范來進(jìn)行。

2.1 路徑選擇。線路路徑的選擇，關(guān)系到建設(shè)施工、投入運(yùn)行以及工程的總量，所以在進(jìn)行新線路的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，就要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、地形，進(jìn)行合理的統(tǒng)籌、設(shè)計(jì)，使整個(gè)設(shè)計(jì)既能滿足使用要求，又能保證其具備經(jīng)濟(jì)性，減少不必要的花費(fèi)。實(shí)際設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，要詳細(xì)參考當(dāng)?shù)氐目傮w規(guī)劃，避開地形復(fù)雜區(qū)域，同時(shí)保證不影響周圍其它的設(shè)施。

2.2 抗風(fēng)設(shè)計(jì)。架空線路一般建設(shè)在較為空曠的野外、郊區(qū)，線路處于10m以上的空中，因此極易受到大風(fēng)的影響。而且高架線路都要架設(shè)電桿、電塔，較強(qiáng)的風(fēng)荷載會(huì)直接導(dǎo)致其發(fā)生偏移、搖晃，影響電力的輸送。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)如果線路四周又能夠擋風(fēng)的屏蔽物，則設(shè)計(jì)值可以比最大設(shè)計(jì)風(fēng)速值降低20%；若線路處于迎風(fēng)地帶，則設(shè)計(jì)值需比最大設(shè)計(jì)風(fēng)速值增大20%。

2.3 導(dǎo)線選擇。通常10kV及以下的輸電線路采用的是多股絞合導(dǎo)線，而對于污染較為嚴(yán)重的地區(qū)要采用絕緣導(dǎo)線，防止酸堿的侵蝕。導(dǎo)線的三相弛度應(yīng)當(dāng)平衡，無過緊、過松現(xiàn)象，導(dǎo)線在線夾內(nèi)應(yīng)無滑脫現(xiàn)象。

2.4 桿、電塔。高架線路必定會(huì)使用到大量的桿塔，而桿塔的傾斜度是其施工的主要指標(biāo)。在進(jìn)行桿塔的設(shè)計(jì)時(shí)，要保證桿塔是垂直于大地水準(zhǔn)面；設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)規(guī)定桿塔傾斜度允許范圍：50m以上的在15/1000以內(nèi)，而在50m以下的桿塔傾斜度要在10/1000以內(nèi)。同時(shí)，設(shè)計(jì)使用桿塔的材料應(yīng)當(dāng)滿足其在戶外使用的要求，從而防止長時(shí)間日曬雨淋而引起的桿塔混凝土脫落、鋼筋銹蝕、桿塔裂縫等問題。如果設(shè)計(jì)電桿采用的是鐵質(zhì)或者鋼質(zhì)的，則要注意螺栓以及塔材熱鍍鋅層的厚度，同時(shí)鐵塔基礎(chǔ)作用力應(yīng)符合要求。

2.5 絕緣子的使用。在10kV架空線路當(dāng)中，一般使用的是瓷橫擔(dān)或針式絕緣子。如果桿塔使用的是耐張桿，通常采用兩個(gè)懸式絕緣子來組成絕緣子串，或者利用一個(gè)懸式絕緣子和一個(gè)蝴蝶式絕緣子組成絕緣子串。在污染較為嚴(yán)重的地區(qū)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐奈廴緺顩r采取不同的絕緣子，達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.6 基礎(chǔ)選型。輸電線路桿塔所使用的基礎(chǔ)類型有：巖石嵌固基礎(chǔ)、巖石錨桿基礎(chǔ)、掏挖基礎(chǔ)、階梯型基礎(chǔ)、大板基礎(chǔ)、斜插板式基礎(chǔ)、灌注樁基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)、復(fù)合式沉井基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合桿塔設(shè)立點(diǎn)的地質(zhì)、風(fēng)荷載以及桿塔本身的規(guī)格這幾個(gè)特點(diǎn)，選擇經(jīng)濟(jì)可行的基礎(chǔ)類型。

結(jié)語

10kV架空線路設(shè)計(jì)和建設(shè)要綜合考慮所有影響的因素，根據(jù)設(shè)計(jì)的基本原則，保證線路達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益和使用價(jià)值。

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