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内容摘要:本文结合笔者实际工作经验,对35kv及以下电力线路设计的思路进行分析,介绍当前设计中应用较多的两种电杆类型,并提出电力线路防雷设计的设备与方法。
关键词:35kv; 电力线路; 设计; 电杆; 防雷
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
随着我国社会经济的不断发展与完善,35kv及以下电力线路的应用越来越广泛。但是由于设计水平问题以及科学技术水平滞后,对线路安全、稳定运行产生一定影响。当前,我国电力系统的专业设计人员不断努力,开展深入的探究与实验,不断推进35kv及以下电力线路设计的水平,取得一定成效。
1、35kv及以下电力线路设计要点
针对35kv及以下电力线路设计的实际情况,可主要从以下几方面加强考虑与规范:
1.1 可行性分析
可行性分析作为电力线路设计的基础环节,需根据相关规范、标准等开展,做好前期工程调研工作。一般情况下,在可行性分析阶段,应包括以下设计内容:①设计方案的优化。在对设计方案进行优化与确定过程中,需要针对各种方案进行考虑、分析、研究,遵循专业性、谨慎性原则,为后期工作的开展做好准备。对于可行性报告中的相关内容、数据、信息等,应确保真实性、完整性,不允许存在任何偏差;②增强预测与判断能力。做好项目的预测和判断,为工程投资决策奠定基础,需要在活动尚未开始之前,就对可能发生的问题、存在的风险以及各种情况实行预计;③严谨论证可行性研究报告。对于可行性研究报告来说,论证是其特征之一,一方面運用系统性的分析、判断方法;另一方面全面分析可能对系统产生影响的因素,以获得最佳结果和状态。
1.2 初步优化设计
对于电力线路设计来说,该环节是中间性环节,对整个工程来说非常重要。需结合不同的线路、不同的方案,综合分析技术水平,实现最先进的技术、经济效益最大化目标,最终确定合理防范。可采取论证方法对导线、绝缘配合、避雷线、防雷设计等保障其安全性、可靠性、精准性,但是对于较为严重的地段,如潮湿区、大风区、不良土质区等地段,需要进行专项考察与深层研究,应确保每一次设计都具有安全性、可靠性,实现合理优化。
1.3 设计施工图
设计施工图是整个设计的最后环节,既可以结合可行性研究报告进行确定,也可以根据初步设计原则,综合审核意见,提出具体的设计方案。当施工图通过评审并为最佳方案,则进入测量放线环节,确定杆位桩。
2、35kv线路设计中的新型电杆应用
从我国35kv及以下电力线路设计来看,经过多次考察、分析、对比、论证等,当前最具应用价值的为两种电杆,与传统电杆相比具有诸多优势,是今后电力线路设计中的优选方案,分析如下:
2.1 混凝土结构的大弯矩电杆
该电杆采取Φ20的螺纹钢作为钢筋,与传统的电杆外形不同,其锥度比约为75:1,电杆杆头的直径约为270mm,其长度可分为6m和9m两种形式。通过应用混凝土结构的大弯矩电杆,可以根据实际情况进行优化设计与组合,在杆段之间实行电焊处理;该电杆的弯矩大,根部弯矩与一般型号的电杆相比约为1-3倍,并且现场安装更加便捷,可保障工程项目的效率与质量水平。
2.2 离心钢管结构的混凝土电杆
与普通的电杆相比,二者的外形基本相同。但是离心钢管结构的混凝土电杆,主要在薄壁钢管内的混凝土内衬中安装,以此保障钢材的受拉性能,提高混凝土耐压性,以此保障电杆的工作性能,避免独立使用过程中可能出现的各种缺陷。一般该电杆具有良好的承力能力。
以上两种新型电杆的应用,不仅便于安装,而且投资成本相对较低,当前已经在设计中得以认可,并在架设35kv及以下电力线路中实际运用,产生良好的效益水平。
3、35kv及以下电力线路防雷设计初探
3.1 典型防雷保护接线分析
一般情况下,电力线路设计中防范雷击的最有效方法就是架设避雷线,但是在雷击避雷线过程中,避雷线中就会形成较高的电位,如果采用35kv线路的绝缘水平,将难以承受高电压,可能出现反击问题,引发线路跳闸故障;因此,可以考虑在35kv线路中,仅在变电所设置出线段,结合变压器的容量,假设约1-2km的避雷线,可避免避雷器中形成的雷电流,同时对入侵波陡度进行合理控制。但是对于变电所的避雷器来说,对雷电流的承受作用较小,一般在5kA范围内,再加上可承受的雷电陡度有限,可能由于雷电作用而对设备绝缘造成破坏力。为了更好地控制侵入波陡度、峰值等参数,在35kv及以下电力线路设计中,除了架设避雷线之外,还可以在两端杆塔分别安装管型避雷器或者采取保护间隙的方法,即典型的防雷保护接线。
图1:变电站典型防雷保护接线平面图
由图1来看,通过GB1型发生作用,如果进线段的外侧没有避雷线段受到雷击作用,一旦雷电波经过衰减之后出现变形,陡度就会适当减少;经过GB1放电作用,就可降低侵入波的陡度与峰值;另外,当变电所中以35kv的双回路进行供电,一个回路处于运行状态,另一个回路则处于备用状态,断路器为断开;如果雷电波与断路器的触头接触,就会出现全反射,此时电压大幅度上升,如果没有GB2的保护作用,那么触头间的介质就可能被击穿,进而产生较大的陡度并侵入变电站。因此,通过安装GB2管型避雷器或者放电间隙,可有效发挥防雷作用。
3.2 绝缘子防雷设备
通过采用绝缘子,可以对放电间隙实行并联作用,进而实现疏导型的防雷技术。通过该技术的运用,可有效保障重合的成功率,尤其在35kv及以下电力线路设计中较为适用。实际上,安装防雷放电间隙,也是在绝缘子串的两端,分别并联金属电极或者引弧角,以此形成保护间隙。一般情况下,保护间隙之间距离低于绝缘子串的长度;如果架空线路受到雷击作用,那么在绝缘子串一端就可能产生雷电过电压,而保护间隙也可能第一时间出现放电,当工频电弧处于连续性作业下,那么通过点动力、热应力等,就可能形成放电通道,直接引到弧角端部,然后实现燃烧作用,以此保护绝缘子,避免受到电弧的灼烧作用。
3.3 杆塔接地电阻的控制
对于35kv及以下电力线路来说,应用范围较为广泛,但是由于考虑到地形的复杂因素,因此加强输电线路的杆塔接地电阻检测,非常重要。以下将对当前常用的控制杆塔接地电阻的方法进行分析:
(1)降阻剂的应用
将降阻剂应用于接地极周边地区,以此增加接地极的外形尺寸,进而减少和周围土地介质之间产生的接触电阻,以此控制接地极电阻问题;但是也要注意到,一般只能在小面积的集中接地或者接地网中使用。降阻剂主要通过若干化学物质构成,具有较好的导电性能,包括强电解质、水分等,它们被网状胶体包围,而其中的空隙部分则被水解的胶体填充既可,以免随着雨水、地下水等流失。因此,在良好的保护作用下,可确保其导电性能。
(2)爆破接地技术
近年来,应用爆破接地技术已成为控制接地装置接地电阻的有效技术,主要实行爆破制裂过程,再利用压力机压破电阻率的材料,以此增加土壤中的导电性能。
(3)多支外引接地设备
通过采取该种方法,要求接地装置的周围具有良好的导电性,在设计以及安装过程中,必须考虑到与接地极干线连接的电阻产生的影响,一般外引接地的长度控制在100m之内。
3.4 线路避雷器的维护与管理
安装完线路避雷器之后,采取管理与维护措施必不可少;结合避雷设备的结构、特征等,一般采取如下维护措施:
(1)对于35kv及以下电力线路,需要设置专门的巡线人员,做好线路的日常巡视工作,并记录避雷器运行情况、出现的故障、潜在风险等。由于该工作具有风险性,因此为了更好地保障工作人员安全,可以利用望远镜完成观测过程;
(2)在对避雷设备进行管理与维护过程中,应格外注意设备是否由于外力作用或者松动而出现脱落,以免发生雷击时,不能正常发挥作用;
(3)避雷设备需要定期进行检查,一般5年进行一次分路段检验,避免发生重大安全事故,以确保电力线路的安全、稳定运行。
参考文献:
[1]易军.35kv输电线路工程设计中遇到的问题及注意事项[J].民营科技,2010(6)
[2]都兴国.以科学设计为基础的老城区电力线路改造[J].黑龙江科技信息,2010(5)
[3]高永全,洪辉,田波,等.35kv超导限流器中超导绕组骨架的设计[J].机械设计,2007(9)
[4]王川.对35kv电力线路遭雷击的原因及应对措施探讨[J].中国电子商务,2010(10)
[5]范汝藻.提高电力线路的防雷水平的探讨[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版,2012(2)
[6]贾逸伦,古圳.35kv变电站的设计配置与优化选择[J].企业技术开发:中旬刊,2012(5)
[7]叶龙,龚建立.电力线路拉线的设计问题与研究[J].城市建设理论研究(电子版),2012(18)
关键词:35kv; 电力线路; 设计; 电杆; 防雷
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
随着我国社会经济的不断发展与完善,35kv及以下电力线路的应用越来越广泛。但是由于设计水平问题以及科学技术水平滞后,对线路安全、稳定运行产生一定影响。当前,我国电力系统的专业设计人员不断努力,开展深入的探究与实验,不断推进35kv及以下电力线路设计的水平,取得一定成效。
1、35kv及以下电力线路设计要点
针对35kv及以下电力线路设计的实际情况,可主要从以下几方面加强考虑与规范:
1.1 可行性分析
可行性分析作为电力线路设计的基础环节,需根据相关规范、标准等开展,做好前期工程调研工作。一般情况下,在可行性分析阶段,应包括以下设计内容:①设计方案的优化。在对设计方案进行优化与确定过程中,需要针对各种方案进行考虑、分析、研究,遵循专业性、谨慎性原则,为后期工作的开展做好准备。对于可行性报告中的相关内容、数据、信息等,应确保真实性、完整性,不允许存在任何偏差;②增强预测与判断能力。做好项目的预测和判断,为工程投资决策奠定基础,需要在活动尚未开始之前,就对可能发生的问题、存在的风险以及各种情况实行预计;③严谨论证可行性研究报告。对于可行性研究报告来说,论证是其特征之一,一方面運用系统性的分析、判断方法;另一方面全面分析可能对系统产生影响的因素,以获得最佳结果和状态。
1.2 初步优化设计
对于电力线路设计来说,该环节是中间性环节,对整个工程来说非常重要。需结合不同的线路、不同的方案,综合分析技术水平,实现最先进的技术、经济效益最大化目标,最终确定合理防范。可采取论证方法对导线、绝缘配合、避雷线、防雷设计等保障其安全性、可靠性、精准性,但是对于较为严重的地段,如潮湿区、大风区、不良土质区等地段,需要进行专项考察与深层研究,应确保每一次设计都具有安全性、可靠性,实现合理优化。
1.3 设计施工图
设计施工图是整个设计的最后环节,既可以结合可行性研究报告进行确定,也可以根据初步设计原则,综合审核意见,提出具体的设计方案。当施工图通过评审并为最佳方案,则进入测量放线环节,确定杆位桩。
2、35kv线路设计中的新型电杆应用
从我国35kv及以下电力线路设计来看,经过多次考察、分析、对比、论证等,当前最具应用价值的为两种电杆,与传统电杆相比具有诸多优势,是今后电力线路设计中的优选方案,分析如下:
2.1 混凝土结构的大弯矩电杆
该电杆采取Φ20的螺纹钢作为钢筋,与传统的电杆外形不同,其锥度比约为75:1,电杆杆头的直径约为270mm,其长度可分为6m和9m两种形式。通过应用混凝土结构的大弯矩电杆,可以根据实际情况进行优化设计与组合,在杆段之间实行电焊处理;该电杆的弯矩大,根部弯矩与一般型号的电杆相比约为1-3倍,并且现场安装更加便捷,可保障工程项目的效率与质量水平。
2.2 离心钢管结构的混凝土电杆
与普通的电杆相比,二者的外形基本相同。但是离心钢管结构的混凝土电杆,主要在薄壁钢管内的混凝土内衬中安装,以此保障钢材的受拉性能,提高混凝土耐压性,以此保障电杆的工作性能,避免独立使用过程中可能出现的各种缺陷。一般该电杆具有良好的承力能力。
以上两种新型电杆的应用,不仅便于安装,而且投资成本相对较低,当前已经在设计中得以认可,并在架设35kv及以下电力线路中实际运用,产生良好的效益水平。
3、35kv及以下电力线路防雷设计初探
3.1 典型防雷保护接线分析
一般情况下,电力线路设计中防范雷击的最有效方法就是架设避雷线,但是在雷击避雷线过程中,避雷线中就会形成较高的电位,如果采用35kv线路的绝缘水平,将难以承受高电压,可能出现反击问题,引发线路跳闸故障;因此,可以考虑在35kv线路中,仅在变电所设置出线段,结合变压器的容量,假设约1-2km的避雷线,可避免避雷器中形成的雷电流,同时对入侵波陡度进行合理控制。但是对于变电所的避雷器来说,对雷电流的承受作用较小,一般在5kA范围内,再加上可承受的雷电陡度有限,可能由于雷电作用而对设备绝缘造成破坏力。为了更好地控制侵入波陡度、峰值等参数,在35kv及以下电力线路设计中,除了架设避雷线之外,还可以在两端杆塔分别安装管型避雷器或者采取保护间隙的方法,即典型的防雷保护接线。
图1:变电站典型防雷保护接线平面图
由图1来看,通过GB1型发生作用,如果进线段的外侧没有避雷线段受到雷击作用,一旦雷电波经过衰减之后出现变形,陡度就会适当减少;经过GB1放电作用,就可降低侵入波的陡度与峰值;另外,当变电所中以35kv的双回路进行供电,一个回路处于运行状态,另一个回路则处于备用状态,断路器为断开;如果雷电波与断路器的触头接触,就会出现全反射,此时电压大幅度上升,如果没有GB2的保护作用,那么触头间的介质就可能被击穿,进而产生较大的陡度并侵入变电站。因此,通过安装GB2管型避雷器或者放电间隙,可有效发挥防雷作用。
3.2 绝缘子防雷设备
通过采用绝缘子,可以对放电间隙实行并联作用,进而实现疏导型的防雷技术。通过该技术的运用,可有效保障重合的成功率,尤其在35kv及以下电力线路设计中较为适用。实际上,安装防雷放电间隙,也是在绝缘子串的两端,分别并联金属电极或者引弧角,以此形成保护间隙。一般情况下,保护间隙之间距离低于绝缘子串的长度;如果架空线路受到雷击作用,那么在绝缘子串一端就可能产生雷电过电压,而保护间隙也可能第一时间出现放电,当工频电弧处于连续性作业下,那么通过点动力、热应力等,就可能形成放电通道,直接引到弧角端部,然后实现燃烧作用,以此保护绝缘子,避免受到电弧的灼烧作用。
3.3 杆塔接地电阻的控制
对于35kv及以下电力线路来说,应用范围较为广泛,但是由于考虑到地形的复杂因素,因此加强输电线路的杆塔接地电阻检测,非常重要。以下将对当前常用的控制杆塔接地电阻的方法进行分析:
(1)降阻剂的应用
将降阻剂应用于接地极周边地区,以此增加接地极的外形尺寸,进而减少和周围土地介质之间产生的接触电阻,以此控制接地极电阻问题;但是也要注意到,一般只能在小面积的集中接地或者接地网中使用。降阻剂主要通过若干化学物质构成,具有较好的导电性能,包括强电解质、水分等,它们被网状胶体包围,而其中的空隙部分则被水解的胶体填充既可,以免随着雨水、地下水等流失。因此,在良好的保护作用下,可确保其导电性能。
(2)爆破接地技术
近年来,应用爆破接地技术已成为控制接地装置接地电阻的有效技术,主要实行爆破制裂过程,再利用压力机压破电阻率的材料,以此增加土壤中的导电性能。
(3)多支外引接地设备
通过采取该种方法,要求接地装置的周围具有良好的导电性,在设计以及安装过程中,必须考虑到与接地极干线连接的电阻产生的影响,一般外引接地的长度控制在100m之内。
3.4 线路避雷器的维护与管理
安装完线路避雷器之后,采取管理与维护措施必不可少;结合避雷设备的结构、特征等,一般采取如下维护措施:
(1)对于35kv及以下电力线路,需要设置专门的巡线人员,做好线路的日常巡视工作,并记录避雷器运行情况、出现的故障、潜在风险等。由于该工作具有风险性,因此为了更好地保障工作人员安全,可以利用望远镜完成观测过程;
(2)在对避雷设备进行管理与维护过程中,应格外注意设备是否由于外力作用或者松动而出现脱落,以免发生雷击时,不能正常发挥作用;
(3)避雷设备需要定期进行检查,一般5年进行一次分路段检验,避免发生重大安全事故,以确保电力线路的安全、稳定运行。
参考文献:
[1]易军.35kv输电线路工程设计中遇到的问题及注意事项[J].民营科技,2010(6)
[2]都兴国.以科学设计为基础的老城区电力线路改造[J].黑龙江科技信息,2010(5)
[3]高永全,洪辉,田波,等.35kv超导限流器中超导绕组骨架的设计[J].机械设计,2007(9)
[4]王川.对35kv电力线路遭雷击的原因及应对措施探讨[J].中国电子商务,2010(10)
[5]范汝藻.提高电力线路的防雷水平的探讨[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版,2012(2)
[6]贾逸伦,古圳.35kv变电站的设计配置与优化选择[J].企业技术开发:中旬刊,2012(5)
[7]叶龙,龚建立.电力线路拉线的设计问题与研究[J].城市建设理论研究(电子版),2012(18)