電力建設(shè)中架空輸配電線路的設(shè)計(jì)分析

梁鈺 江蘇海宏電力工程顧問(wèn)股份有限公司

在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中，電能已經(jīng)成為一項(xiàng)不可或缺的重要能源形式，而其順利供應(yīng)往往依賴于電力系統(tǒng)的保障和支持。一個(gè)完整的電力系統(tǒng)包含有發(fā)電站、變電站以及輸配電線路等內(nèi)容，這些重要環(huán)節(jié)之間相互配合，共同承擔(dān)著輸送電力的重要任務(wù)，因此一旦某一部分發(fā)生問(wèn)題都可能會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)受到影響，這就給輸配電線路的穩(wěn)定性提出了一定要求。然而，輸配電線路本身極具復(fù)雜性，必須在最初設(shè)計(jì)時(shí)做好充分準(zhǔn)備，詳細(xì)安排好各個(gè)環(huán)節(jié)，以確保在發(fā)生一些無(wú)法預(yù)知的故障時(shí)能夠得到及時(shí)處理，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性。

一、設(shè)計(jì)過(guò)程中的因素控制

（一）電磁輻射

在其線路建設(shè)當(dāng)中，往往會(huì)給周?chē)h(huán)境帶來(lái)一定電磁輻射危害，影響電磁信號(hào)的有效傳輸。對(duì)此，為使各項(xiàng)電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在線路設(shè)計(jì)中還需要進(jìn)一步控制電磁輻射問(wèn)題，給部分嚴(yán)重區(qū)域應(yīng)用磁環(huán)材料實(shí)現(xiàn)干擾，從而降低給周?chē)鷰?lái)的影響。

（二）線路路徑

在線路設(shè)計(jì)中必須要根據(jù)實(shí)際狀況確定線路路徑，一是要確保彼此間距離的最優(yōu)化，設(shè)置多個(gè)備用方案，選出最優(yōu)。二是減少給耕地、森林等方面帶來(lái)的損害，預(yù)先預(yù)測(cè)作業(yè)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的各項(xiàng)問(wèn)題，確保后期維護(hù)的便利性。

（三）環(huán)境因素

在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須明確該工程開(kāi)展給沿途區(qū)域環(huán)境帶來(lái)的影響，通過(guò)最優(yōu)方案和周?chē)h(huán)境保持基本的統(tǒng)一性。同時(shí)充分評(píng)估沿途區(qū)域的實(shí)際水文和地質(zhì)狀況，減少作業(yè)過(guò)程中的事故發(fā)生率。

二、設(shè)計(jì)策略

（一）定位和定測(cè)

實(shí)際進(jìn)行輸配電線路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該先充分落實(shí)定位與定測(cè)工作。要保證定位的精準(zhǔn)性，還需提前收集大量資料，并以實(shí)際的選線資料為基礎(chǔ)明確實(shí)際塔位，最后體現(xiàn)到施工圖紙上即可。以平斷面設(shè)計(jì)為例，則可以通過(guò)模板曲線定位的形式把線路平斷面確定出來(lái)[1]。即通過(guò)定位高度明確桿塔的位置，然后再以此為基礎(chǔ)確定出中間其他桿塔的位置并做好標(biāo)注，從而獲得和地面之間的高度差，使線路平斷面可以準(zhǔn)確設(shè)計(jì)出來(lái)。

定測(cè)工作的開(kāi)展必須要在正式設(shè)計(jì)之前深入現(xiàn)場(chǎng)去測(cè)量其整體地形狀況和交叉線路當(dāng)中必須跨斷的物體高度，給后續(xù)線路的精準(zhǔn)不只奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，為保證設(shè)計(jì)工作的順利開(kāi)展，還可以之內(nèi)以前期測(cè)量出的結(jié)果為基礎(chǔ)在室內(nèi)進(jìn)行模擬，從而預(yù)測(cè)出線路施工過(guò)程中可能會(huì)遇到的各種狀況，掌握線路的合理性，確?？梢蕴崆耙勒战Y(jié)果對(duì)塔桿排列等進(jìn)行調(diào)整。

（二）初步設(shè)計(jì)

為保證設(shè)計(jì)的合理性，在初步設(shè)計(jì)當(dāng)中必須全面考慮各項(xiàng)因素，比如地質(zhì)條件、水文狀況、地形條件等等，以確定出最適合的基礎(chǔ)形式。通常影響基礎(chǔ)形式最大的因素就是受力狀況，所以當(dāng)下常見(jiàn)的有傾覆型、下壓型、上拔型等，具體形式包含了鐵塔類(lèi)和鋼筋砼桿類(lèi)，其中前者是應(yīng)用預(yù)制式基礎(chǔ)，倘若土壤為粘性或沙性，則需直接灌注[2]。

（三）桿塔設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段最常用的桿塔主要有兩種基本類(lèi)型，即直線型和耐張型，實(shí)際選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)工程的具體狀況確定。倘若線路建設(shè)工程正好處在地勢(shì)比較平緩且人群較為密集的地方，則應(yīng)選擇鋼筋砼桿，如果情況相反則應(yīng)選擇鐵塔。桿塔建設(shè)時(shí)可以使用分解法，也可以使用整體法，其中前者中又包含了多種形式，最典型的就是抱桿形式，即人字形，但因?yàn)檎w形狀非常大，所以對(duì)于環(huán)境往往有著極高要求。實(shí)際操作時(shí)先固定好上部，在其達(dá)到一定高度后再以倒裝提升的形式繼續(xù)操作；吊裝塔腿的過(guò)程中必須依照現(xiàn)場(chǎng)狀況與塔腿本身的重量應(yīng)用適合的形式；對(duì)于抱桿提升而言，往往需要先將桿塔組立好，達(dá)到既定高度以后再固定好所有螺栓，然后再度抱桿進(jìn)行繼續(xù)提升，但因?yàn)樗U本身具有一定重量，提升較為困難，所以可以借助輪滑等形式落實(shí)[3]。在對(duì)曲臂進(jìn)行吊裝時(shí)，應(yīng)以抱桿所能承受的負(fù)荷為依據(jù)；吊裝橫擔(dān)時(shí)，則應(yīng)以桿塔的具體形狀為核心確定吊裝形式。

（四）設(shè)計(jì)導(dǎo)線和地線

實(shí)際確定導(dǎo)線和地線的時(shí)候應(yīng)該以其電力輸送的能力和成本因素為核心，即應(yīng)該先以經(jīng)濟(jì)輸送量和極限輸送量為依據(jù)，再根據(jù)工程的實(shí)際預(yù)算情況、導(dǎo)線弧垂給桿塔高度帶來(lái)的影響、導(dǎo)線對(duì)于絕緣子串機(jī)械強(qiáng)度的確定、導(dǎo)線本身的抗腐蝕性、電磁輻射等等進(jìn)行確定。地線一般要明確熱穩(wěn)定計(jì)算原則、短路電流的實(shí)際持續(xù)時(shí)間等等。

（五）防雷措施

在整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中，防雷是核心環(huán)節(jié)，具體應(yīng)根據(jù)工程所在地的常年雷雨天氣狀況和土壤本身的導(dǎo)電率確定詳細(xì)的防雷措施。一般需要給桿塔設(shè)施鋼絞線等，以維護(hù)避雷線防雷保護(hù)角的完整性；而接地裝置則應(yīng)使用圓鋼射線將其埋置在土壤中，或者應(yīng)用接地模塊和深井接地的形式[4]。一旦防雷設(shè)施被損壞必須及時(shí)進(jìn)行檢修或者直接置換，如果是避雷線老化或絕緣子損壞，則必須立即對(duì)其實(shí)施改造，以確保線路實(shí)際運(yùn)行的安全性。

（六）合理應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)

在設(shè)計(jì)過(guò)程中還可以通過(guò)合理利用現(xiàn)代技術(shù)提升設(shè)計(jì)效率。以GPS 技術(shù)為例，它就能夠直接進(jìn)行樁位精準(zhǔn)測(cè)定。由于該技術(shù)可以通過(guò)若個(gè)衛(wèi)星全面監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)趨于，所以對(duì)于一些重要的交叉點(diǎn)，或者需要跨越障礙物的情況則可以直接利用其進(jìn)行高度和障礙物范圍等方面餓的確定，降低各項(xiàng)成本投入。

三、結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，對(duì)于電力工程架空輸配電線路設(shè)計(jì)工作而言，受到其中各項(xiàng)危險(xiǎn)因素的限制和影響，導(dǎo)致極易出現(xiàn)各種不良事件，在影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)還會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p失。所以，這就應(yīng)該在開(kāi)展該工程的過(guò)程中依照前期測(cè)量的實(shí)際數(shù)據(jù)確定設(shè)計(jì)位置，再通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和桿塔設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，推動(dòng)整個(gè)工程實(shí)現(xiàn)順利開(kāi)展，給社會(huì)發(fā)展帶來(lái)更加穩(wěn)定的電力服務(wù)。