關(guān)于750kV線路臨近水泵房路徑選擇問題研究

國網(wǎng)新疆電力有限公司建設(shè)分公司 周 楠 張 鑫 徐玉波

中國電力工程顧問集團(tuán)東北電力設(shè)計(jì)院有限公司 謝靜維

1 引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，社會的進(jìn)步，各地方對電力的需求日益增加，發(fā)電廠和變電站層出不窮，同時(shí)配套建設(shè)了很多高壓輸電線路，高壓輸電線路一般建在人煙稀少的地區(qū)，例如山區(qū)、荒漠等。但伴隨著城市的發(fā)展和擴(kuò)張。高壓輸電線路走廊日益緊張，滿足當(dāng)?shù)匾?guī)劃要求、節(jié)約土地也是路徑選擇時(shí)的重要原則。對輸電線路的路徑選擇提出了越來越高的要求。在路徑緊張地區(qū)，尤其是對兩條并行電力線路對障礙物形成“包夾”情況時(shí)的路徑選擇提出了較高的要求。

2 實(shí)際工程分析

本文以亞中—達(dá)坂城Ⅱ回750kV 線路工程為例，該工程位于新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市，起點(diǎn)為亞中750kV 變電站，終點(diǎn)為達(dá)坂城750kV 變電站，路徑長度105km。該工程是烏昌都市圈750kV雙環(huán)網(wǎng)工程的重要組成部分，是保證疆電外送的主電網(wǎng)線路，是服務(wù)新疆打造絲綢之路核心區(qū)的重要工程，是新疆750kV 主網(wǎng)架的組成部分，對烏昌地區(qū)大氣污染防治和“電氣化新疆”至關(guān)重要，經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益顯著，意義重大。

通過現(xiàn)場勘察，路徑協(xié)議復(fù)核工作，并充分聽取沿線規(guī)劃、建設(shè)、環(huán)保、林業(yè)等部門意見，盡量遠(yuǎn)離民房密集分布區(qū)和避讓各類自然保護(hù)區(qū)、城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、機(jī)場等環(huán)境敏感區(qū)域。本著節(jié)約用地，盡量減少對當(dāng)?shù)匾?guī)劃的影響，自起點(diǎn)亞中750kV 變電站開始約一半的路徑并行已建亞中—達(dá)坂城Ⅰ回750kV 線路，該段線路距離烏魯木齊市較近，交叉跨越及其他需要避讓的障礙物較多。

烏魯木齊市是世界上離海洋最遠(yuǎn)的城市，屬中溫帶大陸性干旱氣候，降雨量一般較少，所以農(nóng)田多采用水泵房加地埋水管線的灌溉方式。由于大部分線路位于農(nóng)田范圍內(nèi)，所以涉及較多灌溉農(nóng)田用的水泵房。

2.1 規(guī)程要求

根據(jù)規(guī)程《110kV～750kV 架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50545—2010）[1]規(guī)定：距邊導(dǎo)線地面投影外側(cè)6m 及以內(nèi)的居民住房一律拆遷，線路不應(yīng)跨越長期有人居住的建筑物以及屋頂為燃燒材料危及線路安全的建筑物。對人員不經(jīng)常居住耐火屋頂建筑物，原則上不宜跨越，必須跨越不經(jīng)常居住的耐火屋頂建筑物時(shí)，應(yīng)與有關(guān)方面協(xié)商同意，并滿足安全跨越距離要求，在最大計(jì)算弧垂情況下，導(dǎo)線與建筑物之間的最小垂直距離不應(yīng)小于11.5m。500kV 及以上輸電線路跨越非長期居住人的建筑物或鄰近民房時(shí)，房屋所在位置離地面1.5m 處的未畸變電場不得超過4kV/m。

2.2 鄰近水泵房的路徑選擇

水泵房不屬于“長期有人居住的建筑物”所以需要特殊考慮。原則上是可以跨越的。

在非路徑緊張地區(qū)可按“距邊導(dǎo)線地面投影外側(cè)6m”及“未畸變電場不得超過4kV/m”的要求進(jìn)行路徑選擇，也可以再適當(dāng)加大安全距離方便線路的施工和檢修。在路徑緊張地區(qū)臨近水泵房的線路選擇時(shí)，為了滿足其他控制因素輸電線路在滿足安全的前提下可以適當(dāng)縮小與水泵房之間的水平距離，并提高垂直距離保證水泵房的檢修需要。尤其是在兩輸電線路包夾水泵房時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況給其留有足夠的檢修操作空間。

3 案例分析

水泵房一般為一層磚房，內(nèi)部有抽水設(shè)施，房屋上部有一個(gè)開口，中間有一個(gè)水井，深約100～300m，由約6m 長井管逐個(gè)連接至井底，每年或按實(shí)際情況對井管進(jìn)行檢修。檢修時(shí)由起重機(jī)從房屋上方開口處將井管吊出，每次吊起約2～6根，放至附近地面進(jìn)行檢修或更換。

3.1 基本信息

3.1.1 線路信息

對應(yīng)位置兩線路并行距離：108m。

對應(yīng)位置距離地面高度：21。

3.1.2 水泵房信息

井管單根長度：6m。

井管單根重量：150kg。

單次吊起井管數(shù)量：4根。

3.1.3 起重機(jī)信息

起重機(jī)t 位：20t。

起重機(jī)臂長：35m。

20t 起重機(jī)主臂+副臂的最大長度為32m。

車身尺寸為12m 長×2.5m 寬×3.5m 高。

3.2 起重機(jī)安全作業(yè)分析

3.2.1 相關(guān)參數(shù)確定

《電力安全工作規(guī)程電力線路部分》[2]中對起重機(jī)及被吊物等與架空輸電線路的最小安全距離進(jìn)行了規(guī)定，其中對于500kV 線路的安全距離為8.5m，未對750kV 線路的安全距離進(jìn)行規(guī)定，根據(jù)表中其他數(shù)據(jù)推斷，本文中750kV 線路臨近起重機(jī)作業(yè)距離要求按11m 考慮。

該檔兩750kV 電力線路并未完全平行走線，并行距離為96～118m，水泵房所處位置兩線路并行距離為108m。該處已建750kV 線路檔距為536m，新建750kV 線路檔距為516m，兩線路桿塔位置基本同步，此處弧垂按較大的檔距進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)計(jì)算水泵房對應(yīng)位置導(dǎo)線弧垂為21m，一般檢修作業(yè)時(shí)應(yīng)選擇天氣較好風(fēng)速較小的時(shí)間段，所以按一般工況10m/s 風(fēng)速計(jì)算，風(fēng)偏角度約為7°，考慮串長因素影響后確定導(dǎo)線風(fēng)偏距離約為3.5m。

根據(jù)以上內(nèi)容確定起重機(jī)的作業(yè)安全線（是一條假定的平行線路邊導(dǎo)線的一條直線），即在檢修作業(yè)時(shí)起重機(jī)及被吊物的任何部位不超過安全作業(yè)線則不會發(fā)生安全事故。綜上所述確定兩750kV 線路安全作業(yè)線為線路邊導(dǎo)線外14.5m（11m+3.5m）。

在圖上量取安全作業(yè)線實(shí)際坐標(biāo)后，現(xiàn)場相應(yīng)位置豎立標(biāo)志牌或其他明顯標(biāo)志以警示后續(xù)水泵房檢修起重機(jī)操作員。

起重機(jī)吊臂長度按主副臂完全伸出考慮，即24.5m+7.5m=32m，一般起重機(jī)吊臂上揚(yáng)角度為0°～75°，假設(shè)起重機(jī)位于距機(jī)井13m 遠(yuǎn)的位置，此時(shí)吊臂角度定為66°，吊臂頂端與地面距離為29.2m，機(jī)井房高度按2.5m 考慮，假設(shè)吊裝井管鋼索長度為2m，起重機(jī)吊臂底端距地面為2m，則剩余垂直距離為29.2-2.5-2=24.7m，此時(shí)最多可吊起井管數(shù)量為4根（按每根6m 計(jì)算），總重為600kg滿足20t 起重機(jī)的性能要求。

3.2.2 井管起重機(jī)作業(yè)范圍

起重機(jī)作業(yè)平面范圍如圖1所示。起重機(jī)將4根井管從井中吊出并平放至地面的起重機(jī)作業(yè)范圍，起重機(jī)背對擬建亞達(dá)Ⅱ線，車頭及吊臂面對井房，吊臂向前和向左、右轉(zhuǎn)動(dòng)，作業(yè)范圍為一個(gè)弧形和直線圍成的一個(gè)封閉范圍。該范圍距前側(cè)亞達(dá)Ⅰ線的安全控制線的水平距離為14.8m，距后側(cè)亞達(dá)Ⅱ線的安全控制線的水平距離為16.4m。水泵房所處位置兩750kV 線路并行距離為108m，由上面計(jì)算可知仍有31.2m（14.8m+16.4m）的裕度。實(shí)際操作時(shí)若吊起小于4根井管的作業(yè)范圍邊導(dǎo)線距安全作業(yè)線的距離將更大，完全可以滿足11m 的安全距離要求。起重機(jī)作業(yè)A 向側(cè)視圖如圖2所示。

圖1 起重機(jī)作業(yè)平面范圍

圖2 起重機(jī)作業(yè)A 向側(cè)視

3.3 現(xiàn)場試驗(yàn)

通過理論計(jì)算已經(jīng)證明，在現(xiàn)有塔位布置的前提下，對水泵房進(jìn)行吊裝檢修作業(yè)是安全的，為了進(jìn)一步驗(yàn)證以上結(jié)論的正確性，又實(shí)地進(jìn)行了現(xiàn)場吊裝檢修試驗(yàn)。

首先制定了井管吊裝作業(yè)步驟：起重機(jī)在作業(yè)前必須做好接地，滿足相關(guān)規(guī)定中關(guān)于起重機(jī)接地的要求，作業(yè)人員作業(yè)過程中需穿戴絕緣手套、絕緣鞋等防護(hù)措施。同時(shí)應(yīng)有750kV 輸電線路運(yùn)行維護(hù)人員現(xiàn)場監(jiān)督作業(yè)，并配備至少3人手持彩旗指揮起重機(jī)操作員。

水泵房維修作業(yè)天氣應(yīng)滿足：風(fēng)力不大于5級，非雷雨天氣，導(dǎo)線無覆冰情況。整個(gè)過程中嚴(yán)格按照預(yù)先制定好的操作步驟進(jìn)行試驗(yàn)，本次試驗(yàn)真實(shí)地模擬了水泵房吊裝檢修的全過程，并未發(fā)生任何安全問題，證明了前面理論計(jì)算的準(zhǔn)確性，達(dá)到了預(yù)期效果。起重機(jī)作業(yè)前接地保護(hù)措施如圖3所示，起重機(jī)作業(yè)前準(zhǔn)備如圖4所示。

圖3 起重機(jī)作業(yè)前接地保護(hù)措施

圖4 起重機(jī)作業(yè)前準(zhǔn)備

4 鄰近水泵房安全距離的確定

當(dāng)新建線路一側(cè)有水泵房時(shí)，新建線路應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離水泵房，至少保證不在水泵房正上方跨越，若必須跨越時(shí)應(yīng)留有足夠的起重機(jī)作業(yè)空間，同時(shí)建議與主管部門提前聯(lián)系溝通。當(dāng)水泵房一側(cè)有線路，需在另一側(cè)新建并行線路時(shí)除滿足兩回線路并行距離要求，還需滿足水泵房檢修的安全距離，如要考慮吊車對導(dǎo)線距離的要求（包括水平和垂直兩個(gè)方向），還需根據(jù)井房位置、線路位置考慮起重機(jī)和吊出井管的擺放位置。最終確定合理、安全的路徑方案。

5 結(jié)語

原則上兩電力線路并行時(shí)，應(yīng)盡量減小并行距離，可以節(jié)約用地，減少對當(dāng)?shù)匾?guī)劃的影響。但在非路徑緊張地區(qū)，對于類似包夾水泵房這種情況出現(xiàn)時(shí)，可適當(dāng)加大并行間距，便于其檢修、維護(hù)等，減少對當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)、生活的影響。一般750kV 線路最小并行距離在70m 以上即可滿足要求，該段線路為了避讓基本農(nóng)田適當(dāng)加大了并行距離。考慮水泵房檢修安全距離是一個(gè)空間距離要求，所以輸電線路并行距離較小時(shí)，可以升高桿塔高度以保證安全距離。

本文中案例并行距離為108m，通過理論結(jié)合實(shí)踐的方式證明若合理設(shè)計(jì)兩750kV 線路并行距離和桿塔位置的前提下，對被包夾水泵房進(jìn)行吊裝檢修是可以滿足安全要求的，并且可以在108m 距離的基礎(chǔ)上滿足水泵房檢修的安全距離前提下再進(jìn)行壓縮，最終確定合理、安全的路徑方案。今后其他工程在遇到類似問題時(shí)，可參照本文進(jìn)行計(jì)算或校驗(yàn)是否滿足安全距離。