淺談電力工程線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

胡曉芹

（東臺(tái)市公路管理站）

0 引言

在社會(huì)需求日益上漲的背景下，我國(guó)電力工程建設(shè)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，這就使電力工程中線路設(shè)計(jì)的難度增加。對(duì)于線路而言，其本身設(shè)計(jì)的可行性和安全性容易對(duì)整個(gè)電力工程供電的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此，設(shè)計(jì)師合理的設(shè)計(jì)電力工程線路施工方案，能夠提升電力工程和電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量。

1 當(dāng)前我國(guó)電力工程線路設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題

1.1 不合理的路徑故選擇

在選擇電力路徑的時(shí)候，有些設(shè)計(jì)師因思想觀念等方面的制約，對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的考察工作沒(méi)有足夠重視，甚至有些設(shè)計(jì)忽視整個(gè)勘察的過(guò)程。這樣就會(huì)造成在設(shè)計(jì)中沒(méi)有完善的施工現(xiàn)場(chǎng)資料作為參考依據(jù)，導(dǎo)致在選擇路徑的時(shí)候，出現(xiàn)與施工現(xiàn)場(chǎng)不相符以及各項(xiàng)施工條件不相符的情況。在很大程度上，這種工程設(shè)計(jì)直接影響工程的整體施工質(zhì)量和施工功效。同時(shí)，也會(huì)使工程成本增加，降低工程的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。此外，有些工程的設(shè)計(jì)對(duì)降水量、雷電以及氣溫等問(wèn)題沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)真的考察。將線路埋設(shè)在容易毀壞的位置，從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。比如：在西藏地區(qū)的輸電線路設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師沒(méi)有考慮當(dāng)?shù)氐睦纂姸喟l(fā)問(wèn)題，導(dǎo)致工程在施工結(jié)束后，遭受多次雷擊，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至影響附近居民的生活。

1.2 不合理的桿塔型號(hào)選擇

現(xiàn)階段我國(guó)最為普遍的線路架空方式中，桿塔是相當(dāng)重要的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，其對(duì)線路運(yùn)行有重要的影響。［1］特別是選擇桿塔的型號(hào)，對(duì)線路運(yùn)行質(zhì)量有實(shí)際影響。然而當(dāng)前有些設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)中，沒(méi)有根據(jù)相關(guān)的規(guī)范流程選擇適合的桿塔型號(hào)，從而導(dǎo)致桿塔設(shè)備與電氣設(shè)備運(yùn)行的具體需求存在較大的差距，不能保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

1.3 不合理的防雷和抗冰設(shè)計(jì)

當(dāng)前，因?yàn)榭紤]線路的安全運(yùn)行問(wèn)題，所以其選址主要是地形較為復(fù)雜、寬闊的位置。但是這些位置的氣象條件是較為惡劣的，冰凍天氣和雷電天氣是普遍存在的。［2］為了確保輸電線不會(huì)受到低溫的損害或者雷電的擊打，必須要在電力系統(tǒng)中落實(shí)相對(duì)應(yīng)的抗冰設(shè)計(jì)和防雷設(shè)計(jì)，其主要目的是確保線路運(yùn)行的可靠性和安全性。但是有些設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)線路時(shí)，難以體現(xiàn)線路的防雷和抗冰設(shè)計(jì)的實(shí)用性，也會(huì)出現(xiàn)較大的防護(hù)問(wèn)題。

2 電力工程線路設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

目前，我國(guó)在電力工程線路的覆蓋范圍及輸電量等方面取得了一定的實(shí)際成果，但是其與當(dāng)前人們對(duì)線路的運(yùn)輸需求相比，仍舊存在一些設(shè)計(jì)問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)師必須要貫徹落實(shí)穩(wěn)定性和安全性的原則，確定電氣設(shè)計(jì)的要求，便于開(kāi)展科學(xué)的電氣設(shè)計(jì)方法，確保電力工程線路的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

2.1 選擇線路路徑

由于大多數(shù)線路在露天環(huán)境下運(yùn)行，很有可能受到自然環(huán)境因素的影響，因此在設(shè)計(jì)線路的時(shí)候，必須要優(yōu)化選擇線路的路徑，從而確保線路的安全性。［2］首先，有關(guān)人員可以按照設(shè)計(jì)規(guī)劃的最基本要求，實(shí)地檢查規(guī)劃區(qū)域的地勢(shì)、地形以及氣候等基本信息，并且對(duì)比分析多條規(guī)劃線路，便于設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)線路的時(shí)候，盡可能避開(kāi)復(fù)雜的位置，比如：市中心、山區(qū)以及林區(qū)等等，防止外部因素影響線路。［3］其次，在設(shè)計(jì)線路的過(guò)程中，最好不要出現(xiàn)線路設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)角情況，降低曲折系數(shù)，從而提升整體線路的安全性。同時(shí)，設(shè)計(jì)師要保證交通環(huán)境是較為方便的，從而有效發(fā)揮電氣設(shè)計(jì)的實(shí)際價(jià)值并提高電氣設(shè)計(jì)的效益。

2.2 選擇桿塔型號(hào)

目前，在電力工程線路設(shè)計(jì)中，桿塔的主要設(shè)計(jì)作用是固定線路，確保線路運(yùn)行的穩(wěn)定性，提升運(yùn)行質(zhì)量。在原有的線路設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師不夠重視桿塔型號(hào)，只是片面的注重桿塔對(duì)線路的固定效果，忽略了安全因素和成本因素，進(jìn)而造成線路運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性受到影響。［4］因此，有關(guān)設(shè)計(jì)師必須要思考以下幾個(gè)方面：其一，設(shè)計(jì)師科學(xué)地勘察施工線路，以線路運(yùn)行的需求和特征作為重要的參考依據(jù)，合理地選擇桿塔型號(hào)。特別是對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)因素，必須要確保所選的桿塔可以滿足固定線路的實(shí)際設(shè)計(jì)需求。其二，選擇桿塔的時(shí)候，側(cè)重于成本因素的控制，在保障電力工程施工質(zhì)量的同時(shí)，優(yōu)化設(shè)計(jì)工程的施工成本。

2.3 避雷針的設(shè)計(jì)

如果在電力工程線路設(shè)計(jì)中忽視對(duì)避雷針的設(shè)計(jì)，容易導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題，而且威脅施工人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，因此避雷針的設(shè)計(jì)在線路中占據(jù)非常重要的位置。［5］同時(shí)，實(shí)際設(shè)計(jì)避雷針的時(shí)候，為了確保在雷電交加的情況下，不會(huì)影響導(dǎo)線，必須要選擇雙避雷線設(shè)計(jì)，在桿塔的頂端位置安裝避雷針，以便于有效控制雷擊點(diǎn)。在設(shè)計(jì)避雷針的過(guò)程中，必須要綜合考慮避雷針與高壓線之間的垂直射擊距離。此外，隨著科技的迅速發(fā)展，消雷針逐漸被廣泛應(yīng)用于電力工程行業(yè)中，而正確地運(yùn)用消雷針也能夠降低雷擊對(duì)線路造成的損害，確保線路的運(yùn)行安全質(zhì)量和穩(wěn)定性。

2.4 桿塔基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)

桿塔基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)是電力工程線路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。一般情況下，電力工程的線路設(shè)計(jì)都會(huì)采用兩種常見(jiàn)且基本的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，即鐵塔結(jié)構(gòu)或者管桿，兩種結(jié)構(gòu)相結(jié)合，共同利用。但實(shí)際上，為了降低投資費(fèi)用，通常選用混合土桿或者鐵塔作為電力工程線路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。相對(duì)鐵塔工程而言，鐵塔結(jié)構(gòu)的基本部分是保證線路在運(yùn)行中不受外力作用的影響而出現(xiàn)沉降的核心位置。因此，桿塔基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)乎整個(gè)線路的運(yùn)行質(zhì)量。并且桿塔基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)也是保證線路平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，極為重要。［6］想要做好桿塔基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)注意以下兩點(diǎn)：其一，做好澆筑設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)開(kāi)挖，在開(kāi)挖設(shè)計(jì)中，工作人員需要對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行仔細(xì)的地形和地質(zhì)勘測(cè)工作，而且科學(xué)合理的選擇開(kāi)挖方式，不斷提高巖石結(jié)構(gòu)的整體性；在澆筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要選擇適合的澆筑基礎(chǔ)和澆筑原材料。對(duì)于澆筑基礎(chǔ)，可以選擇鋼筋混凝土。對(duì)于澆筑原材料，可以選擇工程施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的砂石；其二，回填設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)排水。在桿塔基礎(chǔ)開(kāi)挖過(guò)程中，必須要做好基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)，保證基坑內(nèi)水全部排出，否則很有可能造成壁坑出現(xiàn)下滑或者坍塌的現(xiàn)象。所以對(duì)于基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)，務(wù)必要保證桿塔基礎(chǔ)處于低下水位。此外，需要做好回填設(shè)計(jì)，而且在設(shè)計(jì)中綜合考慮回填土的密度，讓回填土發(fā)揮自身的作用，保證基礎(chǔ)澆注工作正常進(jìn)行。

2.5 導(dǎo)線架設(shè)工程的設(shè)計(jì)

在整個(gè)電力工程線路設(shè)計(jì)中導(dǎo)線架設(shè)是重要的組成部分，所以也是設(shè)計(jì)要點(diǎn)之一。在導(dǎo)線架設(shè)的前期準(zhǔn)備階段，有關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)所用的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面的掌握，并且制定相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)施工表格，保證整個(gè)導(dǎo)線架設(shè)正常進(jìn)行。一般情況下，實(shí)施導(dǎo)線架設(shè)工程的時(shí)候，可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行：其一，設(shè)計(jì)導(dǎo)線的放線。設(shè)計(jì)師要確保導(dǎo)線質(zhì)量合格，而且仔細(xì)觀察導(dǎo)線是否出現(xiàn)分股的情況，如果發(fā)現(xiàn)放線質(zhì)量不符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，必須及時(shí)解決。其二，設(shè)計(jì)導(dǎo)線的連線。在整個(gè)導(dǎo)線架設(shè)工程設(shè)計(jì)中導(dǎo)線連線設(shè)計(jì)是要求，其直接關(guān)乎線路的穩(wěn)定運(yùn)行。［7］通常，架空線的連接設(shè)計(jì)主要包括架空導(dǎo)線的連接、壓接式耐張線夾與架空導(dǎo)線之間的連接等等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要確保每個(gè)導(dǎo)線連接正確，只有這樣導(dǎo)線架設(shè)工程設(shè)計(jì)才可以充分發(fā)揮其作用。比如：圖1是電路導(dǎo)線架設(shè)工程設(shè)計(jì)中的導(dǎo)線連接設(shè)計(jì)示意圖。在這個(gè)圖中不僅清楚展現(xiàn)兩種不同導(dǎo)線的連接，而且標(biāo)注數(shù)字的距離，屬于直觀的系統(tǒng)。

圖1

2.6 基礎(chǔ)開(kāi)挖和澆筑設(shè)計(jì)

桿塔基礎(chǔ)的開(kāi)挖設(shè)計(jì)過(guò)程中，要根據(jù)工程所在位置的土質(zhì)特點(diǎn)和地質(zhì)條件，選擇適合的開(kāi)挖方式，從而有效提升巖石結(jié)構(gòu)的完整性。桿塔澆筑的基礎(chǔ)是鋼筋混凝土，而且澆筑的原材料是電力工程施工現(xiàn)場(chǎng)附近的砂石。

2.7 基礎(chǔ)排水和回填設(shè)計(jì)

若不能及時(shí)排出基坑的水，不僅提高桿塔基礎(chǔ)的開(kāi)挖難度，而且導(dǎo)致壁坑出現(xiàn)嚴(yán)重的下滑和坍塌情況，進(jìn)一步造成電力工程的線路難以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。［8］因此，在桿塔的基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)過(guò)程中，嚴(yán)格要求桿塔基礎(chǔ)不得高出地下水位。此外，對(duì)于桿塔基礎(chǔ)澆筑中的夯實(shí)，應(yīng)當(dāng)全面考慮回填土的密度，使其與回填土的夯實(shí)密度要求相符合。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，線路是電力工程的必不可少的組成部分，而且合理的設(shè)計(jì)是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)和前提。因此，在電力工程建設(shè)過(guò)程中，有關(guān)人員要高度重視對(duì)線路施工技術(shù)的探討，不斷提升線路設(shè)計(jì)的質(zhì)量，進(jìn)而確保線路設(shè)計(jì)的有效性，為電路工程行業(yè)的迅速發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。