關(guān)于輸電線路設(shè)計(jì)中路徑角度選擇的相關(guān)探討

趙東

摘要：輸電線路設(shè)計(jì)中路徑角度選擇是一項(xiàng)兼具經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性的工作，對(duì)于輸電線路建設(shè)工藝規(guī)劃、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、維護(hù)策略制定均具有決定性的影響。因此，文章以某輸電線路設(shè)計(jì)項(xiàng)目為例，闡述了關(guān)于輸電線路路徑角度選擇的一些看法。

關(guān)鍵詞：輸電線路;路徑角度;海拉瓦技術(shù)

前言：在我國(guó)社會(huì)對(duì)能源需求量急劇增長(zhǎng)進(jìn)程中，作為國(guó)家主要能源產(chǎn)業(yè)的電力工業(yè)也迎來了高速發(fā)展期。而輸電線路是電力工業(yè)體系必要的組成部分，更是電力工業(yè)的主動(dòng)脈，其整體質(zhì)量與電力資源輸送可靠性直接相關(guān)。此時(shí)，從線路路徑角度選擇入手，分析輸電線路設(shè)計(jì)相關(guān)方案就非常必要。

一、輸電線路設(shè)計(jì)項(xiàng)目概述

某新建輸電線路工程為雙電源線路，具有一條路徑長(zhǎng)度為14.5km的備選線路，線路回路數(shù)為單回，地線及導(dǎo)線型號(hào)分別為GJ-35、LGJ-185，建設(shè)場(chǎng)地均為平原，污染區(qū)等級(jí)為IV級(jí)，基準(zhǔn)風(fēng)速為每秒26.0m，覆冰厚度為9.8mm。該項(xiàng)目輸電線路交通運(yùn)輸不通暢，基礎(chǔ)造價(jià)較高。

二、關(guān)于輸電線路設(shè)計(jì)中路徑角度選擇的相關(guān)方案

1、目標(biāo)規(guī)劃

路徑角度選擇是整個(gè)輸電線路設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)人員確定線路從開始節(jié)點(diǎn)到結(jié)束節(jié)點(diǎn)的輸電線路路徑[1]。同時(shí)由于輸電線路經(jīng)常會(huì)穿越若干個(gè)區(qū)域、省市，與外部環(huán)境的關(guān)系較為復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)人員在可行性分析的基礎(chǔ)上，全面收集相關(guān)資料，進(jìn)行備選方案的確定，盡可能降低線路投資、保障線路安全、縮短路徑長(zhǎng)度。

2、選線

因輸電電路沿線為沖積平原，周邊地層為粉質(zhì)黏土、第四系全新統(tǒng)沖洪積粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、沙土等，可以設(shè)定兩套路徑方案。

其一為由A110kV變電站35kV架構(gòu)出線至B35kV變電站35kV架構(gòu)55號(hào)桿T接點(diǎn)，全長(zhǎng)13.8km，線路長(zhǎng)5.93km。由埋地電纜出線115m后穿越樹林、果園各兩次，繞10kV線路一次。整條線路均為單回路線，架空接地線為1265m，地埋電纜175m，需新建鐵塔12基、修15m桿8基、新立鋼桿4基、修21m桿和18m桿各8基。

其二為C110kV變電站35kV架構(gòu)出線至B35kV變電站35kV架構(gòu)55號(hào)桿T接點(diǎn)，全長(zhǎng)14.9km，線路長(zhǎng)6.82km。線路出線后利用城關(guān)與壘頭線路穿過A地到達(dá)B地變電站T接后繼續(xù)朝南，跨越河堤、淀區(qū)后與另一變電站連接。整條線路均為單回路線，架空接地線1352m，地埋電纜152m，需新建鐵塔9基、修15m桿6基、新立鋼桿5基、修21m桿和18m桿各9基。

綜合分析桿塔基數(shù)、施工維護(hù)難度、線路長(zhǎng)度、線路跨越區(qū)基礎(chǔ)處理成本等因素，可以得出方案一線路長(zhǎng)度短于線路二，桿塔基數(shù)大于線路二，施工維護(hù)難度小于方案二，沿線跨越區(qū)基礎(chǔ)處理經(jīng)濟(jì)成本高于線路二?；诼窂浇嵌壬?、長(zhǎng)度短要求，可以選擇方案一。

3、路徑角度選擇

在輸電線路與建筑物管道、設(shè)備交叉接近的情況下，需要設(shè)計(jì)人員從安全性規(guī)程入手，規(guī)避小環(huán)境地帶，并構(gòu)建轉(zhuǎn)角走向，以便保證后續(xù)操作正常開展。在案例輸電線路設(shè)計(jì)項(xiàng)目轉(zhuǎn)角點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以耐張段長(zhǎng)度為考慮目標(biāo)，盡可能讓輸電線路分布在平緩或小坡度地帶，避免使用直線桿塔。整體工程包含若干個(gè)大轉(zhuǎn)角、若干個(gè)小轉(zhuǎn)角，所遇到的滑坡、險(xiǎn)灘等風(fēng)險(xiǎn)因素也較多。此時(shí)，設(shè)計(jì)人員就可以采用海拉瓦技術(shù)，配合衛(wèi)星圖像+航空攝影，完成復(fù)雜山區(qū)地段平斷面圖繪制，為路徑角度優(yōu)化選擇奠基。海拉瓦技術(shù)是源于美國(guó)海拉瓦系統(tǒng)的技術(shù)，也是一套高度智能化的數(shù)字沙盤，其可以借助全球定位系統(tǒng)、衛(wèi)星、飛機(jī)與高精度掃描儀、計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)，將捕獲的影像資料轉(zhuǎn)變?yōu)檎溆跋駡D，為三維立體模型構(gòu)建提供依據(jù)[2]。在基于海拉瓦技術(shù)的輸電線路路徑角度選擇過程中，設(shè)計(jì)人員可以事先收集彩色7波段8景美國(guó)陸地資源衛(wèi)星TM數(shù)據(jù)與黑白28景法國(guó)資源衛(wèi)星SPOT數(shù)據(jù)，其景范圍分別為180.0kmx180.0km、60.0kmx60.0km，分辨率分別為28.0m、10.0m。進(jìn)而在1/5000地形圖上，進(jìn)行52條航帶設(shè)計(jì)，設(shè)定航空攝影主距為152.2301mm，攝影比例尺為1/10000，像幅為23.0cmx23.0cm。在這個(gè)基礎(chǔ)上，在勘測(cè)人員的配合下，將2.0kmx2.0km格網(wǎng)附加在收集的衛(wèi)片上，標(biāo)注沿線主要設(shè)施，并進(jìn)行圖像增強(qiáng)、地理編碼、精度糾正處理，獲得1/50000衛(wèi)星影像，完成衛(wèi)片選線。

三、關(guān)于輸電線路設(shè)計(jì)中路徑角度選擇的校驗(yàn)

一般輸電線路轉(zhuǎn)角度數(shù)應(yīng)在轉(zhuǎn)角桿塔設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)角度數(shù)以下，若輸電線路轉(zhuǎn)角度數(shù)超過轉(zhuǎn)角桿塔設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)角度數(shù)，則應(yīng)進(jìn)行桿塔型式的調(diào)整，或者轉(zhuǎn)角桿塔強(qiáng)度的校驗(yàn)。比如，對(duì)于部分處于較低位置、垂直檔距處于較小水平的桿塔，在風(fēng)吹動(dòng)導(dǎo)線時(shí)懸垂串搖擺處于較大的幅度，一旦搖擺幅度超出桿塔所允許的搖擺角，就會(huì)導(dǎo)致帶電體、桿塔桿件安全間隙小于標(biāo)準(zhǔn)要求。此時(shí)，需要在路徑角度確定的基礎(chǔ)上，根據(jù)帶電體、桿塔桿件安全間隙要求，利用作圖法校驗(yàn)。若校驗(yàn)后確定兩者間隙小于標(biāo)準(zhǔn)要求，則需要更換搖擺角度更大的桿塔，或者降低導(dǎo)線設(shè)計(jì)應(yīng)力，抑或利用雙聯(lián)懸垂串取代單聯(lián)懸垂串;而在高處桿塔垂直檔距處于較大的水平時(shí)，極易致使避雷線懸垂角在線夾允許的懸垂角以上，即大于22.0°，進(jìn)而引發(fā)線夾出口位置避雷線、導(dǎo)線靜彎曲損傷[3]。此時(shí)，需要利用定位時(shí)的曲線尋找桿塔兩側(cè)導(dǎo)線路徑中懸垂角度，進(jìn)行懸垂角校驗(yàn)。在校驗(yàn)后數(shù)值仍然超出22.0°時(shí)，需要通過調(diào)整桿高、桿位或者利用雙懸垂線夾的方式，降低懸垂角度。

總結(jié)：

綜上所述，作為輸電線路工程設(shè)計(jì)最核心環(huán)節(jié)的線路路徑角度優(yōu)選不僅可保障整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，而且可以降低工程成本、縮短建設(shè)周期。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)依據(jù)輸電線路路徑角度選擇相關(guān)理論，結(jié)合輸電線路設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)際情況，對(duì)新建線路路徑角度進(jìn)行優(yōu)選，保證輸電線路路徑角度科學(xué)恰當(dāng)，為輸電線路功能的充分發(fā)揮提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]歐思源.已建輸電線路的防風(fēng)偏閃絡(luò)性能改造方案分析[J].通信電源技術(shù)，2020，37（06）：257-258.