輸電線路跨越高速公路設(shè)計(jì)技術(shù)淺析

王洋

摘 要：?jiǎn)渭兗茉O(shè)輸電線路就是一項(xiàng)非常復(fù)雜的施工任務(wù)，跨越高速公路更加大了設(shè)計(jì)方案的規(guī)劃難度，本文分析跨越高速公路輸電線路特征，探究設(shè)備類(lèi)型和設(shè)備功能，思考輸電線路跨越高速公路設(shè)計(jì)的相關(guān)注意事項(xiàng)，并深入分析輸電線路跨越高速公路設(shè)計(jì)的有效展開(kāi)，從現(xiàn)場(chǎng)勘查工作、塔桿類(lèi)型的選擇、輸電線路的基礎(chǔ)工作路徑、防雷接地裝置、降低接地電阻率等方面入手進(jìn)行總結(jié)，希望本文的觀點(diǎn)能為關(guān)注此話題的研究者提供參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：輸電線路;迪尼瑪承力繩;架設(shè)形式

中圖分類(lèi)號(hào)：TM752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）20-0134-02

0 引言

現(xiàn)如今，電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模在不斷加大，這就意味著在架設(shè)輸電線路的過(guò)程中有可能遭遇各種各樣的困難，這些困難有可能來(lái)自人為，也有可能來(lái)源于自然。設(shè)計(jì)輸電線路跨越高速公路方案要做好輸電線路材料的挑選工作，明確架設(shè)輸電線路應(yīng)當(dāng)配備合適的裝置和設(shè)備，保證選擇的設(shè)備能量損耗低。

1 跨越高速公路輸電線路特征分析

輸電線路的構(gòu)成十分復(fù)雜，包括線路桿塔、導(dǎo)線、絕緣子、線路金具、拉線、桿塔基礎(chǔ)、接地裝置。輸電線路的特征有以下幾方面表現(xiàn)，首先，在選擇輸電線路配電設(shè)備的工作中，要考慮到運(yùn)行能耗，避免輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中遇到較大的電能運(yùn)行阻力。要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求展開(kāi)施工工作，從而有效提高輸電線路的運(yùn)行效率，防止電能浪費(fèi)，同時(shí)也優(yōu)化輸送電能的質(zhì)量。其次，在選擇輸電線路結(jié)構(gòu)的工作中，要滿(mǎn)足兩點(diǎn)要求，分別是便于安裝和有較高的防震能力。通常情況下，阻尼式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用比較普遍，完全符合上述兩點(diǎn)要求，而且絕緣性能良好，能有效應(yīng)對(duì)輸電線路中的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題[1]。最后，在選擇輸電線路桿塔裝置的工作中，在符合施工成本要求的條件下，選擇輸電線路桿塔裝置，強(qiáng)化架設(shè)設(shè)備的耐久性，保證輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中是高度安全的，比如使用懸垂直轉(zhuǎn)角塔、回路鼓型塔。

2 輸電線路跨越高速公路設(shè)計(jì)的相關(guān)注意事項(xiàng)

在架設(shè)輸電線路的工作中，考察高速公路的具體情況很有必要。要深入分析架設(shè)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，在此條件下，架設(shè)科學(xué)合理的施工方案，保證整個(gè)跨越架設(shè)的施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于施工單位來(lái)說(shuō)，在施工前必須要做好準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)確計(jì)算施工參數(shù)，包括跨越架、強(qiáng)度、封頂網(wǎng)，保證相關(guān)參數(shù)是高度準(zhǔn)確的。在輸電線路跨越高速公路的施工中，要保證各個(gè)施工環(huán)節(jié)順利開(kāi)展，同時(shí)也保證整個(gè)跨越架設(shè)的過(guò)程是高度安全可靠的。對(duì)于相關(guān)施工單位來(lái)說(shuō)，加大監(jiān)管力度很有必要，做好監(jiān)管工作是提高施工質(zhì)量的關(guān)鍵前提條件。安全問(wèn)題是重中之重，在開(kāi)始設(shè)計(jì)之前，就應(yīng)該全面綜合考慮相關(guān)事項(xiàng)，預(yù)測(cè)有可能出現(xiàn)的各種突發(fā)情況，并針對(duì)這些突發(fā)情況進(jìn)行有效處理。準(zhǔn)備兩套設(shè)計(jì)方案，為施工的順利進(jìn)行奠定良好的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)之前就應(yīng)該考慮到成本問(wèn)題，也應(yīng)該考慮到施工的難易程度，保證給出的設(shè)計(jì)方案在正式實(shí)施時(shí)是省時(shí)省力的[2]。在設(shè)計(jì)方案中，明確施工需要使用的材料，包括鋼絞線、鋼繩、鐵架，另外還有連接線、標(biāo)識(shí)牌等等，要提前布設(shè)好警戒線。

3 輸電線路跨越高速公路設(shè)計(jì)的展開(kāi)步驟

3.1 優(yōu)化輸電線路的線路路徑

在線路路徑選擇時(shí)，應(yīng)盡量減少跨越高速公路的次數(shù)，不宜連續(xù)跨越，且不宜在一檔中跨越多次高速公路，并且與高速公路交叉角不小于45°，以確保在路徑選擇上盡量減少對(duì)高速公路的影響。

3.2 全面勘探并分析高速公路周邊的地質(zhì)情況

在輸電線路跨越高速公路的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，應(yīng)堅(jiān)持一定原則。首先要全面勘探并分析高速公路周邊的地基巖土情況，針對(duì)特殊巖土情況設(shè)計(jì)合理的線路。首先應(yīng)鑒定巖土分類(lèi)，如果是巖石，則應(yīng)鑒定巖石的地質(zhì)名稱(chēng)和風(fēng)化程度，并進(jìn)行巖石堅(jiān)硬程度、巖體完整程度和巖體基本質(zhì)量等級(jí)的劃分;如果是土，則應(yīng)根據(jù)有機(jī)含量分類(lèi)確定土的類(lèi)型。確定巖土情況后，還應(yīng)注意場(chǎng)地和鐵塔基礎(chǔ)附近的穩(wěn)定性、地下水位的影響情況和不良地質(zhì)作用影響，以及對(duì)高速公路路基的影響。在確定以上內(nèi)容后，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行排塔定位設(shè)計(jì)。但是這其中仍然容易發(fā)生一些問(wèn)題，就比如說(shuō)110kV的輸電線路，比較關(guān)鍵的是110kV輸電線路的轉(zhuǎn)角度數(shù)、平距高差，而其他的測(cè)量如果存在少許誤差則不會(huì)對(duì)整體的勘測(cè)效果產(chǎn)生較為嚴(yán)重的不良影響?？睖y(cè)工作有必要提前進(jìn)行，工作人員必須要及時(shí)做好記錄，如果記錄不及時(shí)，就很有可能發(fā)生測(cè)量數(shù)據(jù)混亂的不良情況。對(duì)于測(cè)量人員來(lái)說(shuō)，要在記錄數(shù)據(jù)的同時(shí)，也要積極與方案設(shè)計(jì)人員良好溝通。商議出合理的設(shè)計(jì)方案，這樣才能保證在施工的過(guò)程中省時(shí)省力。對(duì)于設(shè)計(jì)工作者來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)選線優(yōu)化應(yīng)有效結(jié)合輸電線路的沿線環(huán)境，做到合理定位。在確定線路的曲折系數(shù)和線路長(zhǎng)度時(shí)，都應(yīng)該緊密結(jié)合塔桿的型號(hào)和數(shù)量。塔桿基礎(chǔ)的確定要避免破壞周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)植被的有效保護(hù)。盡可能選擇在原狀土基礎(chǔ)上施工，制定有效手段，優(yōu)化基礎(chǔ)埋深水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)受力狀況的有效改善，縮減基礎(chǔ)工程施工量[3]。

3.3 優(yōu)化桿塔與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在完成排塔定位工作時(shí)，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)大檔距和大高差的情況，跨越塔兩側(cè)檔距之比不宜超過(guò)2：1。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行排塔可避免因微地形微氣象區(qū)造成的鐵塔兩側(cè)受力不均勻可能會(huì)發(fā)生的倒塔斷線事故，并在跨越檔設(shè)置獨(dú)立耐張段，且在桿塔結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)也需提高，取1.1，提高跨越段鐵塔的安全性。

在鐵塔受力方面應(yīng)考慮到極端氣象條件下鐵塔的受力情況，按大跨越檔考慮，導(dǎo)線最大設(shè)計(jì)驗(yàn)算覆冰厚度應(yīng)比同區(qū)域常規(guī)線路增加10mm，地線設(shè)計(jì)驗(yàn)算覆冰厚度增加15mm;對(duì)歷史上曾出現(xiàn)過(guò)超設(shè)計(jì)覆冰的地區(qū)，還應(yīng)按稀有覆冰條件進(jìn)行驗(yàn)算。在此基礎(chǔ)上確定塔型，并根據(jù)塔型及巖土情況確定合理基礎(chǔ)形式。如果跨越高速公路的路段是凍土區(qū)，電力桿塔基礎(chǔ)受力作用就會(huì)有垂直載荷小的特點(diǎn)，但是上拔載荷又會(huì)比較大，展開(kāi)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，應(yīng)對(duì)傾覆和上拔時(shí)的載荷有充分考慮，制定有效的方案規(guī)避其中的不利影響，同時(shí)要保證基礎(chǔ)部分高度穩(wěn)定，從而高度滿(mǎn)足后續(xù)的安全運(yùn)營(yíng)要求。

3.4 合理設(shè)計(jì)防雷接地裝置的安裝方案

展開(kāi)輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)要全面考慮到線路架構(gòu)的形式，輸電線路在運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電流感應(yīng)，這些感應(yīng)電流會(huì)進(jìn)入到電源線內(nèi)部。當(dāng)輸電線路遭到雷擊，線路很有可能無(wú)法正常運(yùn)行，這會(huì)對(duì)電力通信系統(tǒng)造成不利影響，情況嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致低電壓傳輸線發(fā)生瞬間過(guò)壓，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)方案要詳細(xì)規(guī)劃避雷線的使用方法，避雷線的應(yīng)用是做好高壓輸電線路防雷的基本措施。避雷線起到的作用是防止雷電擊中輸電線路，避免高電壓傳輸線受到破壞。把避雷線應(yīng)用在高電壓傳輸線路中能分流雷擊所產(chǎn)生的電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)施的有效保護(hù)，當(dāng)導(dǎo)線發(fā)生耦合效應(yīng)，傳輸線絕緣電壓就回明顯降低，尤其是在線路電壓比較高的情況下，防雷接地設(shè)計(jì)能起到更好的避雷效果。鋁包鋼結(jié)構(gòu)的地線或光纜導(dǎo)流效果好，可降低雷擊造成地線斷股的機(jī)率，因此在跨越高速公路段，采用鋁包鋼絞線作為避雷線是非常有利的防雷手段。防雷接地設(shè)計(jì)方案要對(duì)垂直地極的合理安裝加以明確，規(guī)劃自動(dòng)重合閘和耦合地線的安裝架設(shè)過(guò)程，消弧線圈的接地方式更為合適，保證防雷接地裝置能達(dá)到良好的絕緣水平。

3.5 有效控制架空輸電線路的接地電阻率

設(shè)計(jì)工作要制定有效的方案降低架空輸電線路鐵塔接地電阻，比如在某項(xiàng)目中，架空輸電線路鐵塔桿塔的四周都是水平的，此時(shí)有必要進(jìn)行水平外延接地的水平處理。實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊性基地電阻的有效控制，在此基礎(chǔ)上降低工頻接地電阻值。分析工作的展開(kāi)主要是針對(duì)架空輸電線路的鐵塔結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，情況必要時(shí)，要加深埋沒(méi)的接地極深度，在完成這一部分的設(shè)計(jì)時(shí)，要堅(jiān)持遵守垂直接地極的原則。當(dāng)桿塔所處的位置地下環(huán)境比較復(fù)雜時(shí)，就應(yīng)該考慮到土壤電阻率的影響作用，向其中加入適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)或者是木炭，會(huì)在一定程度上降低土壤的電阻率。除此之外還要保證合理敷設(shè)電阻劑，保證桿塔的接地電阻能夠得到有效控制[4]。

3.6 選取安全合適的絕緣子串及金具組合

跨越高速公路段線路的懸垂絕緣子串應(yīng)采用獨(dú)立雙串設(shè)計(jì)，耐張絕緣子應(yīng)采用雙聯(lián)及以上結(jié)構(gòu)形式，單串強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足受力要求。為避免因耐張線夾壓接工藝缺陷、掛點(diǎn)以及金具串中掛點(diǎn)金具損壞而導(dǎo)致跨越高速公路段發(fā)生線路故障和公共安全事件，在選擇金具及絕緣子串上需要對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行增加補(bǔ)強(qiáng)。如增加備份線夾，單掛點(diǎn)改雙掛點(diǎn)等方法可提高線路的安全性。在安裝金具前，可進(jìn)行X光透視等方法對(duì)跨越高速公路區(qū)段金具進(jìn)行檢查，目前該技術(shù)已成為一種較成熟可行的手段，可確保金具壓接質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)金具缺陷。

3.7 選取安全的施工工藝

搭建跨越防護(hù)網(wǎng)是跨越高速公路必備的安全措施，選取安全的材質(zhì)也是決定施工工藝的一個(gè)重要方面。迪尼瑪承力繩是一種編織物，由纖維編織而成，這種材料有非常高的強(qiáng)度。迪尼瑪承力繩的表面有一層防腐油劑，能起到降低磨損、緩解腐蝕的作用。在輸電線路跨越高速公路的施工技術(shù)中，迪尼瑪承力繩一般被用作是牽引力繩，也被用作導(dǎo)引繩。優(yōu)點(diǎn)是重量輕、體積小、安全性高。架設(shè)輸電線路規(guī)模不同，使用的玻璃鋼防護(hù)桿數(shù)量也有一定差異。通常情況下，架設(shè)輸電線路使用玻璃鋼防護(hù)桿的規(guī)格一般都是500mm×10mm×4000mm，能輔助承力繩發(fā)揮支撐作用，使得電線路架設(shè)的防護(hù)范圍能高度滿(mǎn)足相關(guān)要求，在此基礎(chǔ)上，避免在實(shí)際施工階段受到外界不良因素的影響，保證防護(hù)面積的大小能夠符合使用要求。確定玻璃鋼防護(hù)桿的使用數(shù)量，接著把先進(jìn)的丙綸編制繩穿插至玻璃鋼防護(hù)桿，直徑為125mm。專(zhuān)門(mén)用來(lái)連接防護(hù)桿，從而形成完整的安全防護(hù)網(wǎng)，保證桿距為2m。架設(shè)跨越式輸電線路需要相關(guān)部門(mén)通力配合，對(duì)于電力企業(yè)來(lái)說(shuō)，正式展開(kāi)輸電線路施工任務(wù)之前，要確保已經(jīng)獲得相關(guān)部門(mén)的批準(zhǔn)。與交警部門(mén)和公路管理部門(mén)積極溝通，協(xié)調(diào)好施工路段封路事項(xiàng)，并規(guī)劃好新的交通路線。保證高速公路施工現(xiàn)場(chǎng)的安全可靠性，在此條件下，才能正式施工。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，展開(kāi)輸電線路跨越高速公路設(shè)計(jì)工作，要嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待現(xiàn)場(chǎng)勘查任務(wù)，要優(yōu)化輸電線路的路徑，合理選擇塔桿類(lèi)型和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)合理設(shè)計(jì)防雷接地裝置的安裝方案，有效控制架空輸電線路的接地電阻率。以此展開(kāi)設(shè)計(jì)工作，應(yīng)科學(xué)選擇設(shè)計(jì)技術(shù)，保證高度適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的施工條件，確保整個(gè)線路架設(shè)過(guò)程能安全順利執(zhí)行。

參考文獻(xiàn)

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[4] 葛學(xué)福.輸電線路跨越梨溫高速公路專(zhuān)項(xiàng)安全技術(shù)施工方案[J].建筑安全，2013，28（10）：63-66.