10kV配電網(wǎng)架空線路防風(fēng)加固綜合應(yīng)用與分析

摘 要：文章通過分析臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時10kV配電網(wǎng)架空線路所將承受的破壞，提出有效提高10kV架空線路防風(fēng)等級的思路，并整理出一些10kV架空線路的加固方法供實際參考。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；架空線路；防風(fēng)加固；綜合加固

10kV配電線路是連接電源與用戶之間的樞紐，承擔(dān)著將電能輸送到用戶最后一公里的責(zé)任，10kV配電線路的安全可靠運行直接影響到對用戶所供電能的安全與質(zhì)量，而隨著經(jīng)濟的發(fā)展，家用電器的進一步普及，農(nóng)村地區(qū)的用電量也頻繁增長，與城市地區(qū)的電纜網(wǎng)架相比，農(nóng)村地區(qū)采用的架空線路網(wǎng)架雖然有投資低、建設(shè)周期短、易于擴建改造等優(yōu)點，但也存在可靠性較低、網(wǎng)架薄弱、受外部環(huán)境影響較大等因素的制約。

近年來，受厄爾尼諾現(xiàn)象造成的氣候反常影響，廣東沿海地區(qū)多次遭受臺風(fēng)災(zāi)害的侵襲，惡劣天氣的頻發(fā)給沿海地區(qū)的10kV架空線路造成慘重的破壞與損失，供電部門也需要投入大量的人力物力進行災(zāi)后的復(fù)電搶修工作，既影響極大地影響了供電的可靠性，也不符合經(jīng)濟效益，因此，提高10kV架空線路的抗風(fēng)能力是有解決該問題的有效途徑。

1 臺風(fēng)災(zāi)害對10kV架空線路的影響

廣東地處中國南端沿海，常年受西太平洋形成臺風(fēng)的影響。自2013年以來，在廣東省登陸并造成劇烈影響的臺風(fēng)有7個，其中熱帶風(fēng)暴1個：2014年的“海貝思”，登陸風(fēng)速9級，達23m/s；強熱帶風(fēng)暴1個：2013年的“溫比亞”，登陸時風(fēng)速11級，達30m/s；臺風(fēng)3個：2014年的“海鷗”，登陸風(fēng)速13級，達40m/s；2015年的“杜鵑”，登陸風(fēng)速12級，達35m/s；2015年的“蓮花”，登陸風(fēng)速12級，達35m/s；強臺風(fēng)2個：2013年的“尤特”，登陸風(fēng)速14級，達到了42m/s；2013年的“天兔”，登陸風(fēng)速15級，達到了48m/s。

從上面的數(shù)據(jù)可以看出，近年來在廣東登陸的臺風(fēng)，普遍存在風(fēng)速級別高、破壞力強的特點，要提高線路的防風(fēng)能力來應(yīng)對其帶來的破壞，降低臺風(fēng)正面登陸襲擊時造成的損失，就得先了解臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時，會對10kV架空線路造成哪些方面的影響。

1.1 自然災(zāi)害直接造成的影響

10kV架空線路涵蓋了電桿、導(dǎo)線、金具、絕緣子、變壓器、真空開關(guān)、隔離刀閘等，這些設(shè)備都直接架設(shè)在露天環(huán)境中，因此當(dāng)臺風(fēng)災(zāi)害天氣發(fā)生時，架空線路的設(shè)備都會受到直接侵襲而受損。臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時會產(chǎn)生風(fēng)速十幾級的強風(fēng)，并伴隨著大雨和雷暴等次生災(zāi)害氣象，而其中雷暴與強風(fēng)對架空設(shè)備的直接影響最大。

運行中的架空線路設(shè)備安裝位置較高且?guī)в须娏?，架設(shè)在農(nóng)田、山道等空曠地區(qū)的設(shè)備容易成為雷擊的目標，防止雷擊一直以來都是架空線路運行的一個重要課題，架空線路上必須安裝足夠的避雷器或過電壓保護器來保護設(shè)備不受到雷擊破壞。

強風(fēng)也會對10kV配電網(wǎng)架空線路造成巨大破壞，主要表現(xiàn)在導(dǎo)線受到強烈的橫向風(fēng)力時，產(chǎn)生的劇烈搖擺和晃動導(dǎo)致電桿承受不住其張力而攔腰折斷，位于農(nóng)田、河川邊等土質(zhì)較為松軟的電桿則會整體傾倒，進而導(dǎo)致接連的電桿發(fā)生折斷串倒，造成桿上設(shè)備損毀，搶修時需要重新拔出和樹立新電桿，由于在臺風(fēng)災(zāi)害過后這些地區(qū)變得泥濘，車輛器械等難以進入搶修現(xiàn)場，這是10kV架空線路災(zāi)后復(fù)電搶修需要花費大量時間與人力的主要原因。

1.2 外部環(huán)境間接造成的影響

臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時往往伴隨著各種次生災(zāi)害，大雨會導(dǎo)致河川、水庫、湖泊、魚塘等水位上漲，這些地區(qū)的土質(zhì)往往也比較松軟，容易出現(xiàn)堤壩崩塌、水土流失的情況；而在山區(qū)往往會出現(xiàn)泥石流沖擊、大樹傾倒等現(xiàn)象，位于這些地形周圍的桿塔往往也會因地形的變化而產(chǎn)生傾斜、傾倒、基礎(chǔ)受損等情況導(dǎo)致設(shè)備故障。位于國道、省道等道路兩側(cè)的桿塔，所處位置也比較空曠，旁邊往往種植著綠化或自然生長的樹木，臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時，樹木、廣告牌等傾倒、鐵皮屋掀翻飛走，都有可能導(dǎo)致壓倒電桿、割斷導(dǎo)線等情況的發(fā)生。

2 10kV架空線路抗風(fēng)加固措施應(yīng)用分析

經(jīng)由上述分析，臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時，10kV架空線路的設(shè)備會將會承受到來自災(zāi)害的直接影響和由各種次生災(zāi)害引發(fā)的地形突變等因素而導(dǎo)致?lián)p壞，而架空線路的防風(fēng)加固改造則應(yīng)該從抵御這些不利影響的目的出發(fā)，明確改造的思路和目標，結(jié)合設(shè)備所處環(huán)境和工程造價、施工難度等各方面的綜合影響，選擇合適的改造方法，以達到既定的實現(xiàn)防風(fēng)加固的效果。

2.1 10kV架空線路抗風(fēng)加固目標與思路分析

10kV架空線路進行防風(fēng)加固改造的目標，是防止在臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時出現(xiàn)斷桿、倒桿，從而避免線路出現(xiàn)串倒的現(xiàn)象，降低設(shè)備的受損率，以提高災(zāi)后復(fù)電搶修的難度，減少搶修的所需的人力物力，以一次性的前期投入，換取降低未來災(zāi)害發(fā)生后復(fù)電搶修所需的時間和資金成本。

明確改造目標后，應(yīng)分析設(shè)備在臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時會受到哪一類型的影響。從近幾年登陸臺風(fēng)數(shù)據(jù)可以看出，臺風(fēng)登陸時其風(fēng)速最高可能達到15級48m/s，將所有設(shè)備的防風(fēng)等級都提到相同的高度并不符合經(jīng)濟效益，所以在設(shè)計前期，應(yīng)該根據(jù)氣象風(fēng)區(qū)圖將整個地區(qū)分成不同的區(qū)域，沿海20公里范圍內(nèi)的區(qū)域按照50年一遇的風(fēng)速、20公里以后的區(qū)域按照35年一遇的風(fēng)速進行改造設(shè)計即可。其次，根據(jù)不同的用戶類型，對于一些需要確保電力不間斷供應(yīng)的重要用戶，應(yīng)當(dāng)在分區(qū)的基礎(chǔ)上提升對其進行供電設(shè)備的防風(fēng)能力等級。

2.2 10kV配電網(wǎng)線路現(xiàn)有設(shè)備抗風(fēng)加固的手段方法

對于已經(jīng)建好投入運行的10kV架空線路設(shè)備，由于基建時缺乏對防風(fēng)加固方面的考量，所以線路從桿塔基礎(chǔ)、電桿強度質(zhì)量、線路檔距、拉線數(shù)量等各方面因素都難以滿足該地區(qū)抗風(fēng)等級的要求，所以對于現(xiàn)有的架空線路應(yīng)采取綜合加固的措施手段提高其防風(fēng)能力等級。

提高現(xiàn)有線路防風(fēng)能力等級，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場勘查的結(jié)果選擇多種方法進行綜合加固。首先從整體出發(fā)，提高電桿的強度，增加電桿密度，將線路的平均檔距縮短到50～70m的范圍，并將線路耐張段控制在單回路線路500m內(nèi)、雙回路400m內(nèi)，這是現(xiàn)有架空線路提高防風(fēng)等級能力需要達到的基本要求。

在此達到基礎(chǔ)要求的前提下，每兩支電桿安裝一組防風(fēng)拉線，在耐張桿、轉(zhuǎn)角等關(guān)鍵部位安裝四方拉線。這樣的改造形式造價低，效果好，但因為安裝拉線后會導(dǎo)致期周邊土地的使用產(chǎn)生阻礙，所以施工時民事問題突出，只能在一些比較空曠的地方實施，且大量安裝的拉線也相應(yīng)提高了日后運行維護的難度。

對于沒法安裝拉線的區(qū)域，在達到基礎(chǔ)要求的前提上，將耐張桿、T接位置電桿、轉(zhuǎn)角較大的電桿等關(guān)鍵部位更換為鐵塔，再增加或更換適量的直線鐵塔，這種加固方法能達到相應(yīng)的加固效果，也能減少日后運維的壓力，但由于鐵塔基礎(chǔ)需要占用的面積較大，一些道地下管道密集、或道路兩側(cè)區(qū)域較小的地方難以進澆筑。對于無法更換鐵塔的關(guān)鍵部位可以選擇更換成開裂彎矩不小于80kN.m的12m電桿或不小于100kN.m的15m電桿的高強度電桿，并選擇基礎(chǔ)杯進行基礎(chǔ)加固。這種方法可以有效地解決鐵塔占地面積過大的問題。

對于一些無法澆筑基礎(chǔ)杯的地方，在硬塑土上的電桿可以選擇底盤加雙卡盤做基礎(chǔ)并增加電桿埋深的方法來解決，具體埋深應(yīng)通過設(shè)計計算得出。對于在軟塑土的電桿，可以選擇在底部澆筑水泥加固塊，但前提必須保證電桿是高強度電桿，以防止電桿強度不夠?qū)е卤徽蹟嗪笠虻撞勘粷仓潭o法更換，這種方法也適用于直線電桿的加固。對于一些處于特殊位置，如水塘水溝邊、斜坡、山地等地方，需要通過堆砌水泥沙包或漿砌塊石護坡來防止水土流失，具體方法得視現(xiàn)場勘查結(jié)果進行設(shè)計。