電力系統(tǒng)配電線路設(shè)計要點解析

付木佳

摘要：隨著我國城市現(xiàn)代化建設(shè)的推進，電力系統(tǒng)配電線路建設(shè)項目逐漸增多，而經(jīng)濟和社會的發(fā)展對國內(nèi)配電線路運行水平提出了更高的要求，這就要求設(shè)計人員在項目開發(fā)建設(shè)初期就加強配電線路設(shè)計的質(zhì)量控制，以期提高后期配電線路運行的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。本研究主要介紹了電力系統(tǒng)配電線路的基本過程，同時系統(tǒng)地闡述了配電線路設(shè)計要點，以期為相關(guān)工作者提供一定參考借鑒。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);配電線路;設(shè)計

1、電力系統(tǒng)配電線路設(shè)計基本過程

電力系統(tǒng)配電線路設(shè)計基本過程如下：第一，結(jié)合電力系統(tǒng)配電線路建設(shè)項目要求，確認配電線路起始點、終點以及各段線路電壓等級。第二，通過現(xiàn)場勘查和互聯(lián)網(wǎng)調(diào)查等多種手段全面、真實了解配電線路周邊地理環(huán)境，并初步擬定配電線路建設(shè)路徑。經(jīng)過多方確認和調(diào)查比對，確認線路路徑。第三，結(jié)合現(xiàn)場勘查數(shù)據(jù)和供配電要求確定桿塔、避雷器類型及其有關(guān)設(shè)計參數(shù)。第四，整理上述工作內(nèi)容，結(jié)合配電線路設(shè)計羅列出項目建設(shè)所需材料清單，編制工程預(yù)算。第五，從技術(shù)性和經(jīng)濟兩方面綜合比對多種配電線路設(shè)計方案，選出最優(yōu)方案并整理完善。

2、電力系統(tǒng)配電線路設(shè)計要點解析

2.1合理選擇配電變壓器

配電變壓器是電力系統(tǒng)輸送電線路的關(guān)鍵節(jié)點，承擔(dān)著轉(zhuǎn)換電壓和輸送電能重要責(zé)任。合理選擇配電變壓器不僅可以保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運行，還能有效降低輸送電線路的電力損耗，提高整個電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟效益。例如在海拔較高的地區(qū)選擇配電變壓器時應(yīng)選擇通過沖擊試驗和外部絕緣頻率試驗的配電器[1]。在城市居民區(qū)或是郊外工業(yè)區(qū)應(yīng)選擇帶有降噪手段的配電變壓器，以免其影響居民日常生活或使工業(yè)生產(chǎn)。在溫度較高的地區(qū)宜選擇濕熱帶型配電變壓器，而在溫度長時間低于配電變壓器最小承受溫度的地區(qū)，宜選擇易于保溫處理的配電變壓器，控制其破冰厚度在設(shè)計要求范圍內(nèi)，以免寒冷天氣造成電力系統(tǒng)故障。

2.2適地安裝變壓器

配電變壓器安裝位置和場所被稱為配電所，適地安裝配電變壓器一方面可以節(jié)約輸送電線路建設(shè)成本，另一方面也能滿足電力系統(tǒng)電能損耗、后期維修和整體美觀度的要求。通常情況下，配電變壓器安裝位置選擇應(yīng)遵循以下幾點要求：第一，保證輸送電線路進出線方便，且不能跨越建筑物和游泳池等地。第二，盡量遠離易燃、易爆等危險區(qū)域，且與建筑物保持一定的安全距離。第三，盡量不要在地勢低洼和污穢嚴重的地帶裝設(shè)配電線路。第四，堅持“短半徑、密布點和小容量”原則選擇安裝位置[2]。第五，充分考慮到輸送電線路后期工程建設(shè)和維修的便利。

2.3確定導(dǎo)線橫截面積與材質(zhì)

作為輸送電線路的主要媒介，一般情況下，導(dǎo)線選擇的技術(shù)標準如下：第一，導(dǎo)電性能優(yōu)、第二，重量輕。第三，價格合理。第四，有足夠的抗拉強度。第五，穩(wěn)定性能好。而導(dǎo)線的橫截面積與材質(zhì)直接決定電力系統(tǒng)電能輸送的安全性、穩(wěn)定性以及桿塔的受力情況，為此，電力系統(tǒng)設(shè)計配電線路選擇時應(yīng)重視導(dǎo)線橫截面積。通常情況下，工作人員需要結(jié)合輸送電線路預(yù)先設(shè)定的電壓等級和經(jīng)濟電流密度，亦或是線路電能最大輸送容量以及不同類型、規(guī)格導(dǎo)線的電氣性能、機械性能等確定導(dǎo)線橫截面積[3]。在材質(zhì)選擇時，結(jié)合不同工作環(huán)境下的導(dǎo)線輸送電性能確定導(dǎo)線材質(zhì)，包括不同溫度下導(dǎo)線最大載流量、導(dǎo)線正常運行允許最高、低溫度和導(dǎo)線承載力（結(jié)合桿塔）。例如，工作在室內(nèi)環(huán)境中10kV配電線路可以選擇VV型聚氯乙烯電纜，工作在室外環(huán)境下的10kV配電線路可以選擇YJV型交聯(lián)聚乙烯電纜。

2.4科學(xué)設(shè)計線路路徑

電力系統(tǒng)輸電線路有兩種，一種是架空線路，另一種是電纜，前者路徑選擇相對自由，對地區(qū)地形地貌和社會條件的要求較少，但需同步考慮桿塔的布置，并且盡量與建筑物保持一定的安全距離，盡量沿著公路布設(shè)，避免橫穿建設(shè)用地。而后者路徑選擇的重點是考慮路徑中是否存河溝等不利于電纜鋪設(shè)或運行安全的地區(qū)。目前科學(xué)設(shè)計線路路徑的方法有兩種，分別是圖上選線和野外選線。圖上選線是結(jié)合輸配電要求和周邊實際環(huán)境以一比五千或一比一萬的比例將輸電線路相關(guān)資料呈現(xiàn)在作圖軟件上，而后充分考慮到建設(shè)成本、難易程度和和材料、設(shè)備等多方面因素，確定三五個經(jīng)濟性、技術(shù)性較好的方案，再經(jīng)過實際勘察后確定。野外選線同樣是結(jié)合多方資料選取合適路徑，但由于環(huán)境的特殊性，前期需要借助GIS技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)等進行野外測繪，同時考慮到桿塔施工、線路轉(zhuǎn)角的合理性，對每一施工關(guān)鍵節(jié)點進行反復(fù)確定，確保實際施工順利進行。

2.5桿塔設(shè)計

桿塔是架空輸電線路的主要支撐結(jié)構(gòu)，依據(jù)材質(zhì)可分為鋼結(jié)構(gòu)桿塔、鋼筋混凝土桿塔、鋁合金桿塔和木結(jié)構(gòu)桿塔。依據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為拉線塔和自立塔兩種。依據(jù)使用功能可分為換位塔、承力塔、直線塔和大跨越高塔。桿塔設(shè)計應(yīng)綜合考慮線路路徑、線路拉力、壓力、弧垂應(yīng)力和電壓等級等因素，遵循“結(jié)構(gòu)簡單、施工便利、受力均衡、外形美觀”的原則進行規(guī)劃設(shè)計，優(yōu)先選擇經(jīng)濟性、技術(shù)性較高方案。例如桿塔設(shè)計時應(yīng)按照耐壓強度理論計算桿塔拉斷力，確保其拉斷力符合國家標準。在平原和丘陵等非農(nóng)田、非繁華地段設(shè)計桿塔時，優(yōu)先選擇鋼筋混凝土桿塔和拉線桿塔，以增加施工便利性和降低施工成本。在地形地貌復(fù)雜的山區(qū)設(shè)計桿塔時，可以對應(yīng)地勢高低采用全方位長短腿結(jié)構(gòu)形式。另外，桿塔設(shè)計時還要充分考慮桿塔底部地質(zhì)和水文條件，避免桿塔長期受土壤腐蝕和雨水沖刷，影響桿塔的承載性能和導(dǎo)雷性能。

2.6防雷設(shè)計

配電線路防雷設(shè)計使保證線路正常運行的重要保障，尤其對于高壓輸送電線路而言，線路架設(shè)在桿塔上，距離地面較高，遇見雷雨天氣很容易遭受雷擊，進而造成線路短路。為此，在電力系統(tǒng)配電線路設(shè)計中應(yīng)從以下幾方面加強防雷設(shè)計：第一，輸電線路的選擇盡量遠離山谷和斜坡的“易擊區(qū)”。第二，提高桿塔絕緣性能，桿塔由于高的原因是遭受雷擊的主要部位，為此在桿塔設(shè)計時應(yīng)充分考慮到桿塔絕緣性能，在其頂部加入絕緣子串，保證其具有足夠的電氣絕緣強度和機電破壞強度。第三，降低桿塔電阻。如果桿塔電阻較小，雷擊電流會順著桿塔流入大地，而當(dāng)桿塔電阻較大時，雷擊電流會造成線路反擊，加重雷擊影響，破壞桿塔。為此，在桿塔設(shè)計時，應(yīng)充分考慮到電阻因素，在其與地面連接處添加降阻劑，亦或是增加地網(wǎng)輻射線，降低桿塔周圍地面的電阻率。第四，合理架設(shè)避雷線。消除雷擊危害、避免反擊閃絡(luò)、保護送電線路。第五，安裝避雷器，通過并聯(lián)放電間隙或非線性電阻的作用將桿塔上方出現(xiàn)的雷擊降低到無危害的水平，達到防雷的目的。選擇避雷器時應(yīng)注意，在多雨、多雷地區(qū)選擇帶金屬氧化物避雷器的復(fù)合絕緣子的避雷器。

結(jié)論

加強電力系統(tǒng)配電線路設(shè)計是提高電力企業(yè)供電服務(wù)質(zhì)量的重要途徑。本研究從配電變壓器選擇、變壓器安裝、導(dǎo)線橫截面積與材質(zhì)確定、線路路徑設(shè)計、桿塔設(shè)計、防雷、防震設(shè)計等幾方面詳細地探討了配電線路設(shè)計要點，有利于電力設(shè)計人員進一步改善配電線路設(shè)計質(zhì)量，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

參考文獻：

[1] 董文瑩， 王福超， 石磊. 電力系統(tǒng)配電線路設(shè)計要點[J]. 花炮科技與市場， 2018， 97（04）：60.

[2] 汪劍， 馮一， 代勇，等. Type3國際緊急醫(yī)學(xué)救援隊（EMT）配電系統(tǒng)設(shè)計要點分析——以EMT（四川）為例[J]. 中國急救復(fù)蘇與災(zāi)害醫(yī)學(xué)雜志， 2019（6）：501-504.

[3] 馬麗， 江洋， 江俊. 10kV配電線路設(shè)計技術(shù)要點探究[J]. 電力系統(tǒng)裝備， 2018（12）：69-70.

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