電力系統(tǒng)中低壓配電線路的設計研究

蔣陽明

（云南電網(wǎng)有限責任公司昭通供電局，云南 昭通 657000）

0 引 言

電力系統(tǒng)線路設計水平高低直接關(guān)系最終電能的供應質(zhì)量，同時關(guān)系整個電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。因此，如何優(yōu)化電力系統(tǒng)線路設計成為了電力系統(tǒng)設計人員不得不思考的問題。而在電力系統(tǒng)線路設計中，低壓配電線路的設計尤為重要，探究其設計思路也十分必要。

1 低壓配電線路設計對電力系統(tǒng)的重要性

電力系統(tǒng)中的配電線路分屬多個等級，其中35 kV以上的電壓等級線路多用在邊遠距離的配電中，而低壓配電線路則多用于連接各大電網(wǎng)和用電戶主。在整個電力系統(tǒng)中，低壓配電線路屬于電網(wǎng)電力輸送的最終環(huán)節(jié)，其核心地位顯而易見。由于配電線路通常較長，覆蓋的面積較廣，配電線路的設備質(zhì)量參差不齊，地理環(huán)境也存在較大差異，使得輸送電力的過程中，可能會出現(xiàn)電路故障、電線損害等問題，不利于用戶端供電的穩(wěn)定性，也直接影響電力公司的經(jīng)濟效益[1]。因此，通過優(yōu)化低壓配電線路設計工作，能夠確保配電線路的順利施工，確保輸電任務的順利實現(xiàn)，確保用戶端獲取穩(wěn)定高質(zhì)量的電能供應，確保電力企業(yè)經(jīng)濟效益目標的實現(xiàn)。

2 電力系統(tǒng)中低壓配電線路設計中需注意的幾個要點

低壓配電線路的設計尤為重要，稍有不慎，都可能影響后續(xù)的施工和電能的穩(wěn)定供應。因此，設計時需要注意以下幾點。第一，設計低壓配電線路時，為了滿足高壓和低壓線路對檔距的不同需求，最好不要將設計好的低壓線路和10 kV的高壓線路架設到一起，防止安全隱患的發(fā)生。第二，配電室內(nèi)部也需要放置一定的保護設施，將其置于低壓設備和高壓設備之間，有效預防安全事故的發(fā)生。第三，設計的低壓配電線路應盡可能遠離通信設施。第四，一般來說，多選用硬芯絕緣管作為低壓線路的進戶線材質(zhì)。為避免安全事故的發(fā)生，還需要在后續(xù)施工時添加塑料管予以防護[2]。

3 電力系統(tǒng)中低壓配電線路優(yōu)化設計策略

3.1 科學合理選擇低壓配電線路的路徑

第一，設計低壓配電線路時，首要任務是確定最優(yōu)和適宜的線路路徑。具體來說，需要嚴格遵循相關(guān)規(guī)范標準來確定線路的起點和終點位置，同時做好線路的各項檢測工作。尤其要做好安全檢測工作，從而為后續(xù)制定設計方案奠定基礎(chǔ)。第二，不斷優(yōu)化線路路徑。盡可能選取最短的路徑，盡可能避免轉(zhuǎn)角和拐彎較多的路徑。同時，需要精簡路徑的數(shù)量，若配電線路的位置位于主干道，宜選取道路兩側(cè)最近的位置[3]。此外，優(yōu)化路徑時需要綜合考慮城市的生態(tài)環(huán)境，盡可能避免綠化帶、農(nóng)作物區(qū)域，還要盡可能遠離工業(yè)區(qū)，防止燃燒或者爆炸等安全事故的發(fā)生。第三，科學測定配電線路線桿所處的位置。配電線路路徑選擇需首要關(guān)注安全性，待路徑優(yōu)化后，再選用經(jīng)緯儀來科學測定線桿的具體位置[4]。

3.2 合理選取電力系統(tǒng)中低壓配電線路導線型號和截面

配電線路中，輸電導線設計質(zhì)量是低壓配電線路設計的核心內(nèi)容。因此，設計時需要合理選取低壓配電線路導線的型號和截面半徑，以便降低輸電線路導線材質(zhì)不佳帶來的安全隱患。首先，需結(jié)合低壓配電線路所經(jīng)過區(qū)域內(nèi)的氣候條件等來合理選取導線材質(zhì)，避免導線在惡劣氣候條件下變質(zhì)而帶來的安全問題。其次，為避免配電線路輸送電能的過程中出現(xiàn)損耗，需要確保導線的截面積符合相關(guān)規(guī)定。例如，在某低壓配電線路設計中，結(jié)合當?shù)貧夂驐l件和工程實際，選取的導線型號最大為LGJ-185型。在標稱截面為70 mm2以上時，建議采用鋁絞線。最后，導線的材質(zhì)還需要具備一定的抗拉伸強度和耐腐蝕性。此外，導線的截面和材質(zhì)還應該能夠有效防范通電時被燒壞，確保配電線路的安全、可靠、穩(wěn)定運行。

3.3 科學選擇低壓配電線路中導線的弧垂和排列方式

導線弧垂的選擇能否滿足工程實際，也直接關(guān)系到低壓配電線路的穩(wěn)定可靠運行。所謂導線弧垂，主要指的是低壓配電線路導線上任一點位置到導線最低點之間的垂直距離。該數(shù)值若不能達到相關(guān)標準，可能會增加導線和電桿的荷載，進而帶來一定的危害。若數(shù)值超過了規(guī)范標準，則會使得導線和地面距離減小，進而引發(fā)短路問題，也不利于線路的穩(wěn)定運行。同時，需要科學排列電力系統(tǒng)中低壓配電線路的導線。一般來說，導線排列方式主要有水平、垂直和三角形排列三種類型。當前，應用最廣泛的當屬水平排列方式和三角形排列方式。具體到工程實際中，需要綜合考慮多種因素，綜合分析，認真對比，選取最符合工程實際的排列方式，有效降低安全事故的發(fā)生，確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行。

3.4 合理選取電力系統(tǒng)中低壓配電線路金具和絕緣子

低壓配電線路的金具選擇十分關(guān)鍵。因此，應結(jié)合工程實際和配電線路的導線材質(zhì)等要求合理選取金具，確保金具局部能夠較好地緊固，有效保護配電線路中的導線。同時，需要選取較好的絕緣子來實現(xiàn)電力系統(tǒng)中的電桿和線路中的導線，確保施工人員的安全。絕緣子的選擇需滿足國家相關(guān)規(guī)范標準要求，同時結(jié)合施工實際進行選取。例如，對于污穢較為嚴重的區(qū)域，可以選取防污型絕緣子；對于耐張桿，則可以選取懸式絕緣子串或者蝶式絕緣子。同時，要求針式絕緣子機械強度的使用安全系數(shù)超過2.5，懸式絕緣子的安全系數(shù)超過2.0[5]。

3.5 合理選擇電力系統(tǒng)中低壓配電線路的拉線

設計過程中，低壓配電線路還應該保障電線桿不出現(xiàn)傾斜和倒塌等安全事故。此時，需要合理選取拉線，確保電線桿能夠安全穩(wěn)定地矗立。通常來說，多選用鍍鋅鋼材質(zhì)的拉線作為低壓配電線路的拉線，且拉線的截面積需大于25 mm2，只有這樣才可以發(fā)揮出拉線的穩(wěn)固作用。此外，確定好拉線的材質(zhì)后，需要結(jié)合力學分析，科學確定拉線的布設位置，從而保障電線桿的穩(wěn)定性，進而確保電力系統(tǒng)的安全可靠運行。

3.6 做好電力系統(tǒng)低壓配電線路的安全保護設計

3.6.1 防雷措施預測法

低壓配電線路長期暴露于自然環(huán)境中，加之線路中有大量的電流在進行傳輸，一旦遭遇雷電天氣，就會存在一定的安全隱患。因此，需要做好配電線路的防雷設計工作，有效應對雷電天氣，避免雷擊等安全事故的發(fā)生，確保人們的生命財產(chǎn)安全。具體來說，一是高度重視低壓配電線路的材質(zhì)選擇工作，材質(zhì)需具備較好的防雷效果和接地效果；二是結(jié)合線路實際材質(zhì)設置相應的避雷元件或者避雷針，或者安裝防雷金屬套；三是在低壓配電線路中開展屏蔽雷電程序設計，這樣線路運行時將借助程序設計功能有效防范雷擊事故[6]。

3.6.2 剩余電流保護器法

低壓配電線路在日常運行中還面臨著剩余電流的侵擾。雖該部分電流的流量十分微小，但是同樣會對配電線路的運行質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此，對于該部分電流也需要采取必要的保護措施，以便不斷優(yōu)化低壓配電線路設計[7]。具體保護措施為，將能夠機械化運行和自動化操作的電力保護器安裝在低壓配電線路上，或者將組合類保護器安裝在低壓配電線路上，既能有效終止剩余電流在低壓配電線路上的輸送，還能夠傳輸回流至二次傳輸電流中。

4 結(jié) 論

社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提升，對電力供應質(zhì)量提出了更高要求。為了確保電力資源能夠源源不斷且穩(wěn)定可靠地輸送至用戶手中，需要做好低壓配電線路的優(yōu)化設計工作。因此，本文從低壓配電線路的路徑、導線、拉線、金具絕緣子和安全保護等多個角度進行優(yōu)化設計，結(jié)合規(guī)范要求和工程實際不斷優(yōu)化設計方案，保障低壓配電線路的設計質(zhì)量，進一步推動電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行。

[1] 李建斌.電力系統(tǒng)低壓配電裝置和線路設計策略研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（19）：171.

[2] 李建斌.電力系統(tǒng)中低壓配電線路設計策略探討[J].電子制作，2016，（18）：93.

[3] 王 誠.電力系統(tǒng)中的低壓配電線路設計核心構(gòu)建[J].黑龍江科技信息，2016，（20）：136.

[4] 高春超.低壓配電線路保護選擇性技術(shù)探討[J].科技與企業(yè)，2014，（19）：142.

[5] 劉亞濤.淺談低壓配電線路設計中斷路器的選擇方法[J].太原大學學報，2014，15（2）：138-140.

[6] 張 亮.中低壓配電線路雷電感應過電壓研究進展[C].第34屆中國氣象學會年會S19雷電物理和防雷新技術(shù)——第十五屆防雷減災論壇論文集，2017.

[7] 馬永臣.低壓配電線路中各級保護電器間的選擇性分析[C].2014年全國科技工作會議論文集，2014.