配電線路常見(jiàn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

袁 鑫， 陳宵雪

（國(guó)網(wǎng)河南省電力公司新縣供電公司， 河南 信陽(yáng) 465550）

引言

近些年我國(guó)科技水平不斷發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)也不斷提高，人民生活水平隨之提升，電力客戶對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)供電質(zhì)量也是要求越來(lái)越高。由于在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，線路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且覆蓋面過(guò)于廣泛，對(duì)于配電線路的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)變得異常艱難。在實(shí)際情況中，配電線路的線損、供電穩(wěn)定性、配電效率以及供電經(jīng)濟(jì)性都直接受到配電線路設(shè)計(jì)質(zhì)量影響，此外，優(yōu)秀的配電線路設(shè)計(jì)可以使電力系統(tǒng)的綜合配電能力以及配電質(zhì)量得到極大程度的提升。目前階段電能用戶越來(lái)越多、供電任務(wù)越來(lái)越繁重，我們應(yīng)該從理論層面入手，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)配電線路的常見(jiàn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)有效分析，從而找出一套科學(xué)的方法，使實(shí)際的配電線路設(shè)計(jì)工作起到良好的支撐。

1 常見(jiàn)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1 路徑設(shè)計(jì)

影響配電線路設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素是線路路徑，它關(guān)系著線路施工的可行性和線路日后的運(yùn)行維護(hù)和故障維修。在線路安全的區(qū)域，考慮施工難度和路徑長(zhǎng)度等綜合因素，結(jié)合城鎮(zhèn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，選擇直線距離短、曲折系數(shù)小的方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的合理、經(jīng)濟(jì)和安全[1]。

1.2 導(dǎo)線設(shè)計(jì)

配電線路導(dǎo)線截面積的選取不僅應(yīng)充分分析配電網(wǎng)絡(luò)及預(yù)定電壓等級(jí)，還要參考經(jīng)濟(jì)電流密度。導(dǎo)線截面的選取一般先考慮通過(guò)的電流不超過(guò)允許最大安全電流這一因素，因?yàn)椴粷M足這一因素可能會(huì)發(fā)生斷線事故；其次，應(yīng)考慮導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度，線路的導(dǎo)線經(jīng)常承受拉力，所以要選擇合適的導(dǎo)線以免發(fā)生事故；最后要考慮線路上的電壓損耗。對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際情況實(shí)際分析，參照3個(gè)因素來(lái)選取最合適的導(dǎo)線。為確定最佳導(dǎo)線材質(zhì)，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況對(duì)不同材質(zhì)的導(dǎo)線所適應(yīng)的溫度以及最大載流量進(jìn)行計(jì)算。

1.3 配電裝置設(shè)計(jì)

配電裝置是配電線路的重要組成部分，在設(shè)計(jì)中選擇配電裝置時(shí)，需要充分考慮周邊的環(huán)境溫度、抗風(fēng)能力以及導(dǎo)體和電器的相對(duì)濕度等多種因素[2]。首先，配電裝置的設(shè)計(jì)選擇需要注意周邊環(huán)境的溫度，通常取用多年最熱月時(shí)最高溫的平均值作為設(shè)計(jì)參考，配電裝置的耐熱性要求應(yīng)根據(jù)這個(gè)平均值進(jìn)行參考。此外，關(guān)于屋內(nèi)裸導(dǎo)體和其他電器的選擇，通常是在最熱月平均最高溫上加5℃作為標(biāo)準(zhǔn)；另外，可以通過(guò)添加保溫措施來(lái)保證儀表電器使用溫度高于允許的最低溫度，避免發(fā)生冰雪事故。其次，導(dǎo)體和電器的相對(duì)濕度設(shè)計(jì)選擇上，采用的標(biāo)準(zhǔn)是線路區(qū)域內(nèi)濕度最高月的平均相對(duì)濕度，通常根據(jù)地區(qū)的不同選擇不同的產(chǎn)品類型。比如，濕熱帶型電器產(chǎn)品和而亞濕熱帶地區(qū)產(chǎn)品使用區(qū)域不同。在抗風(fēng)能力上，要保證設(shè)計(jì)的配電裝置能夠承受住該地區(qū)30 a內(nèi)離地10 m高的10 min內(nèi)最大平均風(fēng)速；如果最大風(fēng)速高于35 m/s，在設(shè)計(jì)配電裝置時(shí)，需要通過(guò)提高設(shè)備與基礎(chǔ)之間的連接牢固度、降低電氣設(shè)備的高度等措施來(lái)提高其整體的抗風(fēng)能力。

1.4 塔桿設(shè)計(jì)

一般情況下，架空線路是配電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常采用的形式，配網(wǎng)線路設(shè)計(jì)中桿塔形式的選擇是一項(xiàng)需要重視的內(nèi)容。桿塔的選擇需對(duì)許多因素進(jìn)行考慮，嚴(yán)格保證所選的桿塔形式與其所承受的壓力、拉力、線路的弧垂應(yīng)力等因素相適應(yīng)。在配電線路中，直線桿塔、耐張桿塔、終端桿塔和轉(zhuǎn)角桿塔等是比較重要的幾種桿塔形式，其中直線桿塔是相對(duì)簡(jiǎn)單的一種形式，其在實(shí)際應(yīng)用中僅能承受導(dǎo)線的重力，為了彌補(bǔ)其無(wú)法承受水平壓力的缺陷，需與耐張桿塔結(jié)合起來(lái)使用；容易知道耐張桿塔的主要作用就是承受導(dǎo)線的水平壓力，通常在配電線路設(shè)計(jì)中，為了承受導(dǎo)線的水平壓力，直線段每經(jīng)過(guò)一定距離就需設(shè)置耐張桿塔?？傊?，配電線路中桿塔的選擇要滿足在確保所選的桿塔形式受力均勻的同時(shí)，還應(yīng)保障其能與線路構(gòu)建環(huán)境相適應(yīng)，它必須滿足相關(guān)的技術(shù)和安全要求，避免對(duì)桿塔占地補(bǔ)償?shù)裙ぷ鲙?lái)較大的經(jīng)濟(jì)壓力。

1.5 防雷設(shè)計(jì)

金屬氧化鋅避雷器通常運(yùn)用于配電變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備的防雷裝置，低壓側(cè)中性線加裝低壓氧化鋅避雷器來(lái)避免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變壓器和設(shè)備。此外，接地電阻是除避雷器之外可以改善避雷性能的一大手段。高、低壓避雷器的接地端與鐵件，低壓側(cè)中性點(diǎn)及變壓器金屬外殼應(yīng)分別接在同一接地裝置上。國(guó)家對(duì)于接地電阻有明文規(guī)范，對(duì)于100 kVA以下配變的接地裝置，接地電阻應(yīng)小于10 Ω，對(duì)于100 kVA及以上配變的接地裝置，接地電阻應(yīng)小于4 Ω。

1.6 防震設(shè)計(jì)

大多數(shù)情況下，在視野比較空曠的野外區(qū)域建設(shè)的線路大多數(shù)是架空線路，架空線路因?yàn)樵O(shè)置在高空中，所以風(fēng)力容易影響到架空線路，易造成架空線路傾斜，進(jìn)而引發(fā)固定高架線路的土壤松動(dòng)，最終影響到電力線路的輸送，有時(shí)候風(fēng)力太大可能還會(huì)造成高架倒塌，所以必須做好配電線路防震設(shè)計(jì)。配電線路防震設(shè)計(jì)需要嚴(yán)格考慮風(fēng)向、架設(shè)高度和地形應(yīng)力引發(fā)的導(dǎo)線振動(dòng)等問(wèn)題。影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行的兩個(gè)重要因素主要是導(dǎo)線振動(dòng)頻率以及振動(dòng)大小。因此，設(shè)計(jì)人員需結(jié)合配電線路的實(shí)際情況，將導(dǎo)線防震設(shè)計(jì)落實(shí)到位。此外，在防震設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了從根本上確保防震設(shè)計(jì)質(zhì)量，導(dǎo)線的安全系數(shù)、運(yùn)轉(zhuǎn)能力、氣候條件和使用應(yīng)力等因素都應(yīng)該被考慮在防震設(shè)計(jì)中。

1.7 節(jié)能設(shè)計(jì)

就目前的電力系統(tǒng)發(fā)展來(lái)看，在配電線路中存在大量的磁鐵材料的金具，比如：耐張線夾、懸垂線夾、防震錘以及并溝線夾等，都與電路當(dāng)中的導(dǎo)線進(jìn)行直接的接觸。這樣就會(huì)導(dǎo)致這些材料的金具在電力運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗。因此，在配電線路當(dāng)中使用低磁金具或者無(wú)磁金具都可以達(dá)到降低能耗的效果[3]。

2 結(jié)語(yǔ)

配電線路設(shè)計(jì)是一項(xiàng)難度大、專業(yè)性較強(qiáng)的工作，需要考慮許多因素如氣候、地形、人為。因此，在配電線路設(shè)計(jì)中，必須堅(jiān)持科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的原則，結(jié)合配電線路工程的實(shí)際情況進(jìn)行分析。在施工設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要明確設(shè)計(jì)目的，嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)流程同時(shí)考慮其具體工程實(shí)踐中的經(jīng)濟(jì)因素和環(huán)境因素，提出合理有效的方案，進(jìn)而為促進(jìn)電力行業(yè)的高速發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。