沿海地區(qū)10kV配網(wǎng)架空線路抗風(fēng)加固設(shè)計(jì)改造及應(yīng)用

張健鑫

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門(mén)開(kāi)平供電局,廣東 開(kāi)平529300）

就我國(guó)沿海地區(qū)而言，因其地理環(huán)境和氣候的特殊性，對(duì)10kV配網(wǎng)架空線路的抗風(fēng)設(shè)計(jì)提出了較高的要求。然而，由于各種因素的影響和制約，導(dǎo)致線路本身的抗風(fēng)能力嚴(yán)重不足，從而引起了大量的風(fēng)災(zāi)事故，這不但增大了線路的維修成本，而且還嚴(yán)重影響了正常供電，大大降低了供電可靠性。為此，必須對(duì)10kV配網(wǎng)架空線路進(jìn)行抗風(fēng)加固設(shè)計(jì)改造。

1 10kV配網(wǎng)架空線路風(fēng)災(zāi)事故的原因分析

通過(guò)對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，在我國(guó)沿海地區(qū)，臺(tái)風(fēng)是導(dǎo)致10kV配網(wǎng)架空線路損毀的主要原因之一，具體表現(xiàn)在桿塔傾斜倒塌、斷桿斷線等幾個(gè)方面。導(dǎo)致上述事故的原因如下：

1.1 引起桿塔傾斜倒塌的原因

（1）線路設(shè)計(jì)風(fēng)速過(guò)低。這是導(dǎo)致沿海地區(qū)沿海地區(qū)10kV配網(wǎng)架空線路傾斜倒塌的主要原因之一。由于我國(guó)大部分沿海地區(qū)的10kV架空線路建設(shè)的年代比較久遠(yuǎn)，加之受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的制約，使得10kV架空線路在選定氣象條件時(shí)線路設(shè)計(jì)的最大風(fēng)速全都是按照地面15m高處15a一遇10min平均風(fēng)速而定的，這就造成了線路設(shè)計(jì)的最大風(fēng)速普遍偏低。

（2）抗傾覆強(qiáng)度不足。相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，在沿海地區(qū)的10kV配網(wǎng)事故中，桿塔倒塌的數(shù)量明顯高于斷桿數(shù)量，并且絕大多數(shù)桿塔倒塌均為斜向傾倒，導(dǎo)致這一問(wèn)題的根本原因在于桿塔的基礎(chǔ)不良。如有些桿塔的建造位置位于軟弱土層或是流沙地帶之上，加之施工建設(shè)過(guò)程中的埋設(shè)深度不足，從而導(dǎo)致了基礎(chǔ)抗傾覆能力較差，由此一來(lái)極易造成倒桿的情況發(fā)生。此外，當(dāng)臺(tái)風(fēng)來(lái)臨時(shí)，還會(huì)伴隨著暴雨、海潮、洪水等災(zāi)害，這些都會(huì)對(duì)桿塔的基礎(chǔ)造成一定程度的影響。

（3）耐張段設(shè)計(jì)過(guò)長(zhǎng)、防風(fēng)拉線設(shè)置的過(guò)少。架空線路的耐張段過(guò)長(zhǎng)極易引起串倒的情況，由此會(huì)使事故范圍及嚴(yán)重程度進(jìn)一步擴(kuò)大。同時(shí)，由于受施工條件的限制，造成防風(fēng)拉線設(shè)置的過(guò)少，致使線路本身過(guò)于單薄，這也很容易發(fā)生串倒情況。

1.2 導(dǎo)致斷桿斷線的原因

（1）桿塔的使用年限過(guò)長(zhǎng)。由于沿海地區(qū)部分10kV架空線路建設(shè)的年代較久，在多年的運(yùn)行過(guò)程中，很多桿塔都出現(xiàn)了超期服役的現(xiàn)象，加之海洋氣候的影響，使得桿塔自身的強(qiáng)度大幅度降低，一旦遭遇大風(fēng)天氣，極易出現(xiàn)斷桿的情況。

（2）單個(gè)檔距設(shè)計(jì)過(guò)長(zhǎng)，以前就線路設(shè)計(jì)檔距平均在100m左右，有些大跨越的地方檔距都在130m左右，而且沒(méi)有防震錘，在臺(tái)風(fēng)期間導(dǎo)線的舞動(dòng)幅度大、頻率高，很容易發(fā)生斷桿、短線的情況。

（3）在臺(tái)風(fēng)天氣中，有些樹(shù)木的枝干會(huì)折斷，其若是壓在線路上，則會(huì)造成斷線，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)U塔壓斷。綜上，為了確保10kV配網(wǎng)架空線路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，必須采取合理、可行的措施對(duì)其進(jìn)行抗風(fēng)加固設(shè)計(jì)改造，下面本文就此展開(kāi)詳細(xì)論述。

2 10kV配網(wǎng)架空線路抗風(fēng)加固設(shè)計(jì)改造及應(yīng)用

應(yīng)當(dāng)根據(jù)精益化的管理思路，并以微地形和微氣候作為立足點(diǎn)，對(duì)沿海地區(qū)依據(jù)容易受到臺(tái)風(fēng)影響區(qū)域的10kV架空線路進(jìn)行全面校核，在此基礎(chǔ)上對(duì)線路的抗風(fēng)能力進(jìn)行差異化評(píng)估，同時(shí)遵循輕重緩急的原則，制定合理、可行的中長(zhǎng)期線路整改計(jì)劃，并落實(shí)實(shí)施，爭(zhēng)取將所有的10kV配網(wǎng)架空線路的設(shè)計(jì)風(fēng)速均達(dá)到35m/s。在對(duì)沿海地區(qū)現(xiàn)有的10kV配網(wǎng)架空線路進(jìn)行抗風(fēng)加固改造時(shí)，應(yīng)當(dāng)以耐張段作為單位，并對(duì)風(fēng)速未達(dá)到35m/s的進(jìn)行改造處理，使其設(shè)計(jì)風(fēng)速達(dá)到或超過(guò)35m/s。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)建造年代比較久遠(yuǎn)、運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)、無(wú)法確定桿塔強(qiáng)度等級(jí)的線路進(jìn)行綜合加固。

2.1 縮短耐張段的長(zhǎng)度

由于10kV配網(wǎng)架空線路中，應(yīng)當(dāng)分別針對(duì)不同的線路來(lái)縮短耐張段的長(zhǎng)度，具體措施如下：

（1）單回路。對(duì)于耐張段超過(guò)500m的線路，可以通過(guò)增設(shè)耐張桿塔來(lái)縮短耐張段的長(zhǎng)度，使各個(gè)耐張段長(zhǎng)度全都控制在500m以內(nèi)；可在線路當(dāng)中增設(shè)直線耐張桿塔，增設(shè)的桿塔的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)當(dāng)不低于F級(jí)，并加裝四向拉線進(jìn)行加固，若是現(xiàn)場(chǎng)施工條件不允許打拉線，則可選用高強(qiáng)度的電桿或是鋼管桿。需要注意的是，選用長(zhǎng)度為12m的高強(qiáng)度電桿時(shí)，根部開(kāi)裂彎矩應(yīng)當(dāng)不低于150kN·m，長(zhǎng)度為15m的高強(qiáng)度電桿不應(yīng)低于160kN·m，同時(shí)還要配置相應(yīng)的基礎(chǔ)。如果選用鋼管桿，應(yīng)當(dāng)確保水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值不小于30%。

（2）雙回路。對(duì)于耐張段長(zhǎng)度超過(guò)400m的線路，可以通過(guò)增設(shè)桿塔來(lái)縮短耐張段的長(zhǎng)度，從而使各個(gè)耐張段的長(zhǎng)度均控制在400m以內(nèi)；增設(shè)直線耐張桿塔時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能選用高強(qiáng)度混凝土桿或鋼管桿。需要特別注意的是，選用長(zhǎng)度為12m的高強(qiáng)度電桿時(shí)，根部開(kāi)裂彎矩應(yīng)當(dāng)不低于200kN·m，長(zhǎng)度為15m的高強(qiáng)度電桿不應(yīng)低于260kN·m，同時(shí)還要配置相應(yīng)的基礎(chǔ)。如果選用鋼管桿，應(yīng)當(dāng)確保水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值不小于40%。

（3）多回路。可按照線路的實(shí)際回路數(shù)、導(dǎo)線型號(hào)、檔距等參數(shù)及設(shè)計(jì)風(fēng)速要求，對(duì)桿塔和基礎(chǔ)受力情況進(jìn)行計(jì)算，以此為依據(jù)確定加固措施。

2.2 縮短直線大檔距的長(zhǎng)度

（1）單回路。在裸導(dǎo)線與絕緣導(dǎo)線的直線檔距分別大于90m和80m的前提下，若檔距兩側(cè)電桿的強(qiáng)度符合要求、埋設(shè)深度不足時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)電桿進(jìn)行加固處理，若是強(qiáng)度不符合要求，則應(yīng)當(dāng)在檔距中間位置處增設(shè)桿塔。如果施工條件受限無(wú)法增設(shè)桿塔，則可在檔距兩端的電桿上加裝防風(fēng)拉線，若不具備拉線條件，則必須對(duì)原有的電桿進(jìn)行更換。

（2）雙回路。在裸導(dǎo)線與絕緣導(dǎo)線的直線檔距分別大于80m和70m的前提下，若檔距兩側(cè)的電桿強(qiáng)度符合要求、埋深不足時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)電桿基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，如果強(qiáng)度不符合要求，在應(yīng)當(dāng)在檔距中間位置處增設(shè)電桿。

2.3 直線桿加固措施

應(yīng)當(dāng)在增設(shè)桿塔縮短耐張段長(zhǎng)度和檔距長(zhǎng)度的同時(shí)，對(duì)耐張段內(nèi)其它的直線桿進(jìn)行加固處理，具體可采取如下措施：防風(fēng)拉線、基礎(chǔ)加固、更換電桿。

（1）單回路。當(dāng)單回路耐張段內(nèi)的連續(xù)直線桿≥5根時(shí)，應(yīng)當(dāng)在耐張段的中間位置處增設(shè)一根加強(qiáng)型直線桿，并對(duì)其它直線桿進(jìn)行校核，看其強(qiáng)度、埋設(shè)深度是否與相關(guān)規(guī)定要求相符，如果不符，則應(yīng)針對(duì)具體情況采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，如：加裝防風(fēng)拉線。

（2）雙回路。當(dāng)原有線路中的電桿強(qiáng)度等級(jí)小于M級(jí)，或絕緣導(dǎo)線小于N級(jí)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在耐張段內(nèi)每隔一根直線桿裝設(shè)一組防風(fēng)拉線；對(duì)其它未進(jìn)行加固的直線電桿，則應(yīng)當(dāng)對(duì)埋設(shè)深度進(jìn)行檢查，若是不符合要求，則應(yīng)對(duì)其基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。

2.4 基礎(chǔ)加固措施

安裝防風(fēng)拉線的電桿其最小埋設(shè)深度應(yīng)當(dāng)符合表1的要求。

表1 加裝防風(fēng)拉線電桿的最小埋設(shè)深度

當(dāng)達(dá)不到表1中的要求時(shí)，應(yīng)對(duì)電桿基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。具體處理時(shí)，可按照電桿的位置，遵循因地制宜的原則，選擇最為合適的基礎(chǔ)加固方式：1水泥沙包護(hù)坡；2漿砌塊石護(hù)坡；3混凝土樁加強(qiáng)基礎(chǔ)；4采用套筒混凝土基礎(chǔ)；5漿砌塊石加強(qiáng)型基礎(chǔ)。

3 結(jié) 論

總而言之，我國(guó)沿海地區(qū)特殊的地理環(huán)境和氣候條件，對(duì)10kV配網(wǎng)架空線路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了一定影響，尤其是對(duì)線路的抗風(fēng)能力提出了較高的要求。為此，應(yīng)當(dāng)采取合理、可行的技術(shù)措施，對(duì)現(xiàn)有的線路進(jìn)行加固改造，借此來(lái)不斷提高線路的抗風(fēng)能力，這不但能夠降低維修成本，而且還能確保線路安全運(yùn)行。

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