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摘 要：随着国家退耕还林政策的实施、农户创收造林以及对环保要求的提高，无论是新建线路还是已经投产的线路，线行下威胁线路安全运行的树障问题已变得愈加突出。本文通过对树木高度的实际测量和统计分析来得出树木的自然生长高度，再利用模拟设计的方式探求树木自然生长高度优化对高压输电线路造价的影响。
关键词：自然生长高度；模拟设计；造价
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0241-01
1 研究背景及目的
一般对于能够威胁架空输电线路安全运行的线下树木或走廊内树木，我们将其统称为“树障”。在线路保护范围内的树木造成危及架空电力线路安全运行的情况，统称为树障隐患。一般常见的问题包括：树木靠近导线引发短路问题，导致线路的跳闸停电，甚至变电所失压；树枝挂上电线导致带电，引发人畜触电事故；枝叶挂断电线，导致线路停电等。树木与线路之间的矛盾所影响的不仅仅是电力企业的利益以及电网的运行安全，更关系着区域电网的稳定运行，关系着居民的用电安全，必须得到足够的重视。随着国家退耕还林政策的实施、农户创收造林以及对环保要求的提高，无论是新建线路还是已经投产的线路，线行下威胁线路安全运行的树障问题已变得愈加突出。
一般在进行架空输电线路设计时，碰到含有高跨树木的区域，需要根据林区主要树种的自然生长高度，来确定杆塔的高度。因此树木的自然生长高度就十分重要，因为其直接影响到杆塔的高度，间接影响到基础的用量、征地的面积、塔位青苗的面积以及杆塔使用率等等因素，从而造成投资的变化。通过高跨树木的高度进行测量，进行科学的统计分析来探求其自然生长高度，就能根据跨越树种的自然生长高度选择合适呼高的杆塔，从而使得高压输电线路的投资更加的经济合理，同时也能减少树木的砍伐，达到保护环境的目的。
2 数据的测量和研究
2.1 数据的测量
本次测量选择在海南省进行，因为海南省的森林覆盖率高、树木种类较多、树木生长茂盛。为了保证取样的准确性、科学性、合理性，测量队伍从海南海口出发，沿海南东中西三条线往三亚逐个市县进行测量，范围包括海南省十八个市县。测量的方式为先测量道路附近的树种，再沿公路往各个乡镇测量道路附近的树种，接着沿路往各个自然村进行树高测量。在无人居住的无车路能到达的地方要求步行带轻便的仪器进行测量。树木高度值主要采用全站仪对树木可见最高点进行测量，精度较高。对于一些难以观测的树木，可以再树木下方放置棱镜，通过发射激光来进行测量。一般测量两次，取中值。测量的树种主要为桉树、橡胶树新品种、橡胶树老品种、槟榔树、木麻黄、椰子树，基本涵盖了海南省主要高杆树种。
2.2 数据的有效性、代表性分析
本次调查的方法采取的是抽样调查，是根据部分实际调查结果来推断总体标志总量的一种统计调查方法，属于非全面调查的范畴。它是按照科学的原理和计算，从若干单位组成的事物总体中，抽取部分样本单位来进行调查、观察，用所得到的调查标志的数据以代表总体，推断总体。测量人员通过实地勘察平均在每个市县随机选取60个点对各类高杆树木随机测量，统计大量的样本提供原始数据。
样本資料满足大样本的要求，并尽可能地包含了现实森林出现的林分平均胸径和平均树高的变化范围，为探索客观规律的真实性和研究成果的广泛实用性奠定基础。测量样地基本覆盖该树种在海南的所有分布地区，取样科学合理，能够代表总体进行数据统计和分析。
2.3 测量数据的统计分析
对数据样本进行比例统计，求得80%、85%、90%以及95%的样本树高。80%样本树高指将统计样本的树木高度值从矮到高进行正序排列，位于80%的样本树高值称为80%样本树高。
通过查阅我国目前的规程规定，发现树木的自然生长高度尚无准确定义。从普遍认识上来讲，树木的自然生长高度就是树木在自然生长环境下，达到成龄的平均高度。观察上表发现，各个树中的平均树龄基本都在10年以上，根据各个树种的平均树龄可以推论，统计的样本是可以满足树木的自然生长高度这一概念的。从环境保护这一角度出发，为了减少对树木的砍伐，推荐选取某树种95%的样本树高为该树种的参考自然生长高度。
3 不同树高下的造价分析
为探寻高跨树种在经过高度优化后对架空输电线路工程投资的影响，下面分别在110kV以及220kV电压等级下，对树木自然生长高度分别为25m、24m、22m、21m、19m、18m、16m进行架空输电线路模拟设计。
3.1 对110kV线路工程造价影响分析
110kV架空输电线路工程计算的边界条件如下：设计风速为35m/s，导线型号JL/LB1A-300/40，杆塔模块为1C2W9，双回线路长度为6km，分为2个耐张段，各3km，地形按平地考虑，线下青苗按槟榔考虑，征地费用按10万/亩考虑。
3.2 对220kV线路工程造价分析
220kV架空输电线路工程模拟设计的边界条件如下：设计风速为35m/s（设计风速为35m/s，但220kV工程从安全角度考虑，会留有适当裕度，一般采用37m/s塔型进行设计），导线型号2*JL/LB1A-630/45，杆塔模块为2F2Wa，双回线路长度为6km，分为2个耐张段，各3km，地形按平地考虑，线下青苗按槟榔考虑，征地费用按10万/亩考虑。
3.3 自然生长高度优化对线路工程造价总体分析
通过以上分析，可以发现随着树木自然生长高度的下降，架空输电线路工程的投资费用也呈线性下降。在对树木采取高跨设计时，树木高度主要影响选用塔的高度。同一高度的塔，在跨越不同高度的树木，排位设计时对其档距的利用率也有所不同。树木高度高，两塔之间距离要收紧，树木高度低，两塔之间距离可以放松，使档距加大。当高跨线路长度达到一定的距离，就可以达到减少塔数的效果，就能缩减相应的塔的造价、基础的造价、金具的造价以及塔基青苗等。不仅能够节省投资，同时达到保护环境的目的。
4 结束语
电网的发展就离不开架空输电线路的建设，但来随着各地环境保护意识的提高，架空输电线路的青苗难度也愈加增大。对各地树种的自然生长高度的研究和优化，可以对线路的基础建设和验收工作进行指导。对沿线地区具体树种的自然生长高度的明确，可以在保证线路运行安全的同时，减少清障的费用，与建设绿色3C电网相契合。
参考文献
[1]丁家淮，胡志珍，阮爱民.由树木自然生长高度谈输电线路通道清障[J].宿州学院学报，2013，28（8）：85～87.
[2]《110～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）[S].2010.
收稿日期：2018-11-4
关键词：自然生长高度；模拟设计；造价
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0241-01
1 研究背景及目的
一般对于能够威胁架空输电线路安全运行的线下树木或走廊内树木，我们将其统称为“树障”。在线路保护范围内的树木造成危及架空电力线路安全运行的情况，统称为树障隐患。一般常见的问题包括：树木靠近导线引发短路问题，导致线路的跳闸停电，甚至变电所失压；树枝挂上电线导致带电，引发人畜触电事故；枝叶挂断电线，导致线路停电等。树木与线路之间的矛盾所影响的不仅仅是电力企业的利益以及电网的运行安全，更关系着区域电网的稳定运行，关系着居民的用电安全，必须得到足够的重视。随着国家退耕还林政策的实施、农户创收造林以及对环保要求的提高，无论是新建线路还是已经投产的线路，线行下威胁线路安全运行的树障问题已变得愈加突出。
一般在进行架空输电线路设计时，碰到含有高跨树木的区域，需要根据林区主要树种的自然生长高度，来确定杆塔的高度。因此树木的自然生长高度就十分重要，因为其直接影响到杆塔的高度，间接影响到基础的用量、征地的面积、塔位青苗的面积以及杆塔使用率等等因素，从而造成投资的变化。通过高跨树木的高度进行测量，进行科学的统计分析来探求其自然生长高度，就能根据跨越树种的自然生长高度选择合适呼高的杆塔，从而使得高压输电线路的投资更加的经济合理，同时也能减少树木的砍伐，达到保护环境的目的。
2 数据的测量和研究
2.1 数据的测量
本次测量选择在海南省进行，因为海南省的森林覆盖率高、树木种类较多、树木生长茂盛。为了保证取样的准确性、科学性、合理性，测量队伍从海南海口出发，沿海南东中西三条线往三亚逐个市县进行测量，范围包括海南省十八个市县。测量的方式为先测量道路附近的树种，再沿公路往各个乡镇测量道路附近的树种，接着沿路往各个自然村进行树高测量。在无人居住的无车路能到达的地方要求步行带轻便的仪器进行测量。树木高度值主要采用全站仪对树木可见最高点进行测量，精度较高。对于一些难以观测的树木，可以再树木下方放置棱镜，通过发射激光来进行测量。一般测量两次，取中值。测量的树种主要为桉树、橡胶树新品种、橡胶树老品种、槟榔树、木麻黄、椰子树，基本涵盖了海南省主要高杆树种。
2.2 数据的有效性、代表性分析
本次调查的方法采取的是抽样调查，是根据部分实际调查结果来推断总体标志总量的一种统计调查方法，属于非全面调查的范畴。它是按照科学的原理和计算，从若干单位组成的事物总体中，抽取部分样本单位来进行调查、观察，用所得到的调查标志的数据以代表总体，推断总体。测量人员通过实地勘察平均在每个市县随机选取60个点对各类高杆树木随机测量，统计大量的样本提供原始数据。
样本資料满足大样本的要求，并尽可能地包含了现实森林出现的林分平均胸径和平均树高的变化范围，为探索客观规律的真实性和研究成果的广泛实用性奠定基础。测量样地基本覆盖该树种在海南的所有分布地区，取样科学合理，能够代表总体进行数据统计和分析。
2.3 测量数据的统计分析
对数据样本进行比例统计，求得80%、85%、90%以及95%的样本树高。80%样本树高指将统计样本的树木高度值从矮到高进行正序排列，位于80%的样本树高值称为80%样本树高。
通过查阅我国目前的规程规定，发现树木的自然生长高度尚无准确定义。从普遍认识上来讲，树木的自然生长高度就是树木在自然生长环境下，达到成龄的平均高度。观察上表发现，各个树中的平均树龄基本都在10年以上，根据各个树种的平均树龄可以推论，统计的样本是可以满足树木的自然生长高度这一概念的。从环境保护这一角度出发，为了减少对树木的砍伐，推荐选取某树种95%的样本树高为该树种的参考自然生长高度。
3 不同树高下的造价分析
为探寻高跨树种在经过高度优化后对架空输电线路工程投资的影响，下面分别在110kV以及220kV电压等级下，对树木自然生长高度分别为25m、24m、22m、21m、19m、18m、16m进行架空输电线路模拟设计。
3.1 对110kV线路工程造价影响分析
110kV架空输电线路工程计算的边界条件如下：设计风速为35m/s，导线型号JL/LB1A-300/40，杆塔模块为1C2W9，双回线路长度为6km，分为2个耐张段，各3km，地形按平地考虑，线下青苗按槟榔考虑，征地费用按10万/亩考虑。
3.2 对220kV线路工程造价分析
220kV架空输电线路工程模拟设计的边界条件如下：设计风速为35m/s（设计风速为35m/s，但220kV工程从安全角度考虑，会留有适当裕度，一般采用37m/s塔型进行设计），导线型号2*JL/LB1A-630/45，杆塔模块为2F2Wa，双回线路长度为6km，分为2个耐张段，各3km，地形按平地考虑，线下青苗按槟榔考虑，征地费用按10万/亩考虑。
3.3 自然生长高度优化对线路工程造价总体分析
通过以上分析，可以发现随着树木自然生长高度的下降，架空输电线路工程的投资费用也呈线性下降。在对树木采取高跨设计时，树木高度主要影响选用塔的高度。同一高度的塔，在跨越不同高度的树木，排位设计时对其档距的利用率也有所不同。树木高度高，两塔之间距离要收紧，树木高度低，两塔之间距离可以放松，使档距加大。当高跨线路长度达到一定的距离，就可以达到减少塔数的效果，就能缩减相应的塔的造价、基础的造价、金具的造价以及塔基青苗等。不仅能够节省投资，同时达到保护环境的目的。
4 结束语
电网的发展就离不开架空输电线路的建设，但来随着各地环境保护意识的提高，架空输电线路的青苗难度也愈加增大。对各地树种的自然生长高度的研究和优化，可以对线路的基础建设和验收工作进行指导。对沿线地区具体树种的自然生长高度的明确，可以在保证线路运行安全的同时，减少清障的费用，与建设绿色3C电网相契合。
参考文献
[1]丁家淮，胡志珍，阮爱民.由树木自然生长高度谈输电线路通道清障[J].宿州学院学报，2013，28（8）：85～87.
[2]《110～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）[S].2010.
收稿日期：2018-11-4