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摘要:随着国民经济的发展,对电力的需求不断加大,输电线路的建设数量不断增加,实现了跨越式发展。经济的发展,对供电可靠性、电网输送能力等也提出了更高的要求,但输电线路建设的内部环境和外部空间却越来越小。同时由于我国土地大量开发,造成线路出现了路径选择困难,线路改造停电时间短,工程建设资金短缺等问题。因此,电力输电线路的设计就显得尤为重要。文章主要通过笔者的工作实践,就输电线路设计中相关问题进行了研究,提出了自己的看法和建议。
关键词:线路设计;导线的选择;路径优化;防雷接地
随着国民经济快速增长,各地电网建设迅猛发展,供电可靠性进一步提高,电网输送能力大大增强,但输电线路建设的内部环境和外部空间却越来越小。各地进行土地开发线路路径选择困难,施工占地的民事工作难以协调,线路改造停电时间短,工程建设资金短缺等是电网建设中遇到的新问题。如何应对新形势,最大限度地满足电网建设需要已成为技术部门不断研究的课题。本文从设计角度围绕方便施工、降低造价、利于运行等方面,对输电线路设计中相关问题进行了探讨。
1、导线的选择
输电线路中最关键的就是导线,作为传输电流、输送电能的导线常年暴露在日晒雨淋中,经受不同温度的季节,这就要求在选择导线时一定要注意,导线不仅要有足够的机械强度,而且还要在很长时间内保持良好的电气性能。对于我们日常生活中常见的输电线路属于低压输电的范畴,一般220Kv以下多采用架空输电线路,这个类型的线路设备简单 所需费用较低,但是裸露的导线容易受到其它因素的影响,这就要求线路要与其它物体有较大的距离,无形中就增加了施工的成本;还有一种电缆线路具有不受外界影响的特点,多用在人口密集的城市区域,对于电压大于220Kv的高压输电过称程中导线内的电压等级高电流容量大,为了减少电晕的一些影响,一般在高压输电线路中采用多根分裂导线,线路所传输的电流密度以及许用电流损耗量和发热量决定了导线需要的横截面积,前些年南方雪灾暴漏了我国电力系统的一些缺点,为了增强抵抗自然灾害的能力,新企标规定对架空输电线路中导线弧垂最低点的最大张力以及悬挂点的最大张力提高了17%,同时对光纤复合线路进行了新的规定。在铺设线路时应对潜在危险点进行必要的理论计算。
2、杆塔的设计
杆塔的设计和建设在输电线路设计中也占有很重要的地位。如果没有好的支撑,再合理的线路也不能投入使用,稍微有点自然或人为的因素就会使线路遭受灾难性的破坏,接下来让我们从不同方面分析下杆塔设计时应注意的问题。
2.1 杆塔选型
不同类型的杆塔在施工期间的成本、施工长度、以及抵御自然灾害的能力是不同的,因此对于输电线路中杆塔类型首先考虑它的承受灾害能力,对于当地的土壤地质情况一定要做细致的分析,比如土壤湿度、温度、水质的酸碱性这些都对混凝土有一定的腐蚀能力,如果没有充分考虑这些因素很容易使线路在使用寿命期内发生损伤,根据成熟的技术一般选择混凝土作为杆塔的原材料,但是随着科技的发展,选择已经不拘泥一种材料,尤其是在广大的平原地区,混凝土的优势更不明显,根据实际的条件选用一些铁塔就是必然的选择了。例如在双回路交叉线路中,和混凝土杆塔比较起来采用双回路铁塔架线可以有效的节省用地,尤其在通过农民的耕地时候,这一措施就显得尤为重要了,总而言之杆塔类型的选择要从实际出发,以避免不必要的浪费耽误施工进度。
2.2 杆塔定位
在杆塔的定位上主要考虑线路的受力、以及避开一些涉及人民利益的地方,一定要紧跟国家的政策,做到少占用农民的耕地、林园等经济区域,这样可以节省很多成本,避免了一些不必要的经济纠纷,所以在选择杆塔位置时候应调查清楚土地的隶属关系。
在铺设输电线路时最重要的还是选择转角耐张点,根据一般常识转角耐张点不能选在地势较高的地方,应该设在平坦的地面上。对于山地线路来说,耐张点选在高出可以省去很多测量的步骤,但是可能导致一些其它问题,比如会使相邻的直线杆塔上拔,如果发生上拔就不得不采用耐张杆塔,这样不仅会增加成本。
在定位杆塔时如果需要通过一片通讯区,应该尽量避免和通信线路发生交叉,最大限度的减少对通讯线路电磁影响;当遇到普通的输电线路时一定要弄清其电压等级,此时应按照规矩预留下线路走廊,或者是在比较容易交叉的地点进行交叉,但是要考虑安全高度;当线路要通过居民区时不仅仅要考虑这些安全问题还要和当地居民多交流,不能因为铺设的线路影响了居民的正常生活。总之杆塔的定位要灵活多变,不能拘泥一种形式,只有考虑到各种原因才能确定最经济最实用的杆塔定位。
3、防雷接地设计
防雷技术是电力系统维护的重要策略,能够保证电力系统在恶劣气象系统下的正常运行。架设避雷线是输电线路最基本也是最有效的防雷保护措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时也可以起到减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位以及通过对导线的耦合作用来减小线路上绝缘子的电压,还可以对导线产生屏蔽作用以降低导线上的感应过电压。通常来说,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。
降低杆塔的接地电阻也是提高线路耐雷能力的有效措施,通过接地可以把电力系统上的强电流、电压引入地下以达到防雷效果特别是对没有架设避雷线的杆塔更要做好接地。特别是在山区由于接地电阻率大于1000Ω·m,可以采用降阻剂使接地电阻进一步下降(如石墨构成的降阻模块)。
在设计时还可以考虑采用架设耦合地线、装设自动重合闸装置、采用中性点非有效接地方式、加强绝缘和采用不平衡绝缘等方式来保护线路。
4、配电箱的选择
目前,配电箱有两种:一种是采用铁皮制作而成,另一种是塑料表箱。两种表箱都有各自优缺点,前者因用铁皮制作,不易变色,表镜清晰;但工艺不够精密,接线盒内电源线不易密封。后者接线端子工整,外表美观;但表镜易退色,变得模糊不清,给抄收工作带来困难。经过比较优劣,可选择不同型号的表箱,以安装单相、三相、配互感器的三相或三只单相电能表使用。
5、结语
总之,输电线路建设工程是一个影响到国民经济发展的重要领域,而设计工作又是这类工程的基础,因此我们要做好输电线路的设计工作,推进设计深度和广度,并结合工程实际,因地制宜,通过优化方案,不断探索与创新,才能满足电网建设的要求,为我国的电力工程的建设提供参考与借鉴。
参考文献:
[1]李军锋,武太平.浅谈架空送电线路设计中的新问题[J].中州煤炭,2008.
[2]卢文.110kV 架空输电线路设计[J].城市建设理论研究,2012(1).
[3]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册.北京:水利电力出版社,2008.
[4]李峰,袁骏,等.我国输电线路铁塔结构设计可靠度研究[J]. 电力建设,2010(11).
关键词:线路设计;导线的选择;路径优化;防雷接地
随着国民经济快速增长,各地电网建设迅猛发展,供电可靠性进一步提高,电网输送能力大大增强,但输电线路建设的内部环境和外部空间却越来越小。各地进行土地开发线路路径选择困难,施工占地的民事工作难以协调,线路改造停电时间短,工程建设资金短缺等是电网建设中遇到的新问题。如何应对新形势,最大限度地满足电网建设需要已成为技术部门不断研究的课题。本文从设计角度围绕方便施工、降低造价、利于运行等方面,对输电线路设计中相关问题进行了探讨。
1、导线的选择
输电线路中最关键的就是导线,作为传输电流、输送电能的导线常年暴露在日晒雨淋中,经受不同温度的季节,这就要求在选择导线时一定要注意,导线不仅要有足够的机械强度,而且还要在很长时间内保持良好的电气性能。对于我们日常生活中常见的输电线路属于低压输电的范畴,一般220Kv以下多采用架空输电线路,这个类型的线路设备简单 所需费用较低,但是裸露的导线容易受到其它因素的影响,这就要求线路要与其它物体有较大的距离,无形中就增加了施工的成本;还有一种电缆线路具有不受外界影响的特点,多用在人口密集的城市区域,对于电压大于220Kv的高压输电过称程中导线内的电压等级高电流容量大,为了减少电晕的一些影响,一般在高压输电线路中采用多根分裂导线,线路所传输的电流密度以及许用电流损耗量和发热量决定了导线需要的横截面积,前些年南方雪灾暴漏了我国电力系统的一些缺点,为了增强抵抗自然灾害的能力,新企标规定对架空输电线路中导线弧垂最低点的最大张力以及悬挂点的最大张力提高了17%,同时对光纤复合线路进行了新的规定。在铺设线路时应对潜在危险点进行必要的理论计算。
2、杆塔的设计
杆塔的设计和建设在输电线路设计中也占有很重要的地位。如果没有好的支撑,再合理的线路也不能投入使用,稍微有点自然或人为的因素就会使线路遭受灾难性的破坏,接下来让我们从不同方面分析下杆塔设计时应注意的问题。
2.1 杆塔选型
不同类型的杆塔在施工期间的成本、施工长度、以及抵御自然灾害的能力是不同的,因此对于输电线路中杆塔类型首先考虑它的承受灾害能力,对于当地的土壤地质情况一定要做细致的分析,比如土壤湿度、温度、水质的酸碱性这些都对混凝土有一定的腐蚀能力,如果没有充分考虑这些因素很容易使线路在使用寿命期内发生损伤,根据成熟的技术一般选择混凝土作为杆塔的原材料,但是随着科技的发展,选择已经不拘泥一种材料,尤其是在广大的平原地区,混凝土的优势更不明显,根据实际的条件选用一些铁塔就是必然的选择了。例如在双回路交叉线路中,和混凝土杆塔比较起来采用双回路铁塔架线可以有效的节省用地,尤其在通过农民的耕地时候,这一措施就显得尤为重要了,总而言之杆塔类型的选择要从实际出发,以避免不必要的浪费耽误施工进度。
2.2 杆塔定位
在杆塔的定位上主要考虑线路的受力、以及避开一些涉及人民利益的地方,一定要紧跟国家的政策,做到少占用农民的耕地、林园等经济区域,这样可以节省很多成本,避免了一些不必要的经济纠纷,所以在选择杆塔位置时候应调查清楚土地的隶属关系。
在铺设输电线路时最重要的还是选择转角耐张点,根据一般常识转角耐张点不能选在地势较高的地方,应该设在平坦的地面上。对于山地线路来说,耐张点选在高出可以省去很多测量的步骤,但是可能导致一些其它问题,比如会使相邻的直线杆塔上拔,如果发生上拔就不得不采用耐张杆塔,这样不仅会增加成本。
在定位杆塔时如果需要通过一片通讯区,应该尽量避免和通信线路发生交叉,最大限度的减少对通讯线路电磁影响;当遇到普通的输电线路时一定要弄清其电压等级,此时应按照规矩预留下线路走廊,或者是在比较容易交叉的地点进行交叉,但是要考虑安全高度;当线路要通过居民区时不仅仅要考虑这些安全问题还要和当地居民多交流,不能因为铺设的线路影响了居民的正常生活。总之杆塔的定位要灵活多变,不能拘泥一种形式,只有考虑到各种原因才能确定最经济最实用的杆塔定位。
3、防雷接地设计
防雷技术是电力系统维护的重要策略,能够保证电力系统在恶劣气象系统下的正常运行。架设避雷线是输电线路最基本也是最有效的防雷保护措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时也可以起到减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位以及通过对导线的耦合作用来减小线路上绝缘子的电压,还可以对导线产生屏蔽作用以降低导线上的感应过电压。通常来说,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。
降低杆塔的接地电阻也是提高线路耐雷能力的有效措施,通过接地可以把电力系统上的强电流、电压引入地下以达到防雷效果特别是对没有架设避雷线的杆塔更要做好接地。特别是在山区由于接地电阻率大于1000Ω·m,可以采用降阻剂使接地电阻进一步下降(如石墨构成的降阻模块)。
在设计时还可以考虑采用架设耦合地线、装设自动重合闸装置、采用中性点非有效接地方式、加强绝缘和采用不平衡绝缘等方式来保护线路。
4、配电箱的选择
目前,配电箱有两种:一种是采用铁皮制作而成,另一种是塑料表箱。两种表箱都有各自优缺点,前者因用铁皮制作,不易变色,表镜清晰;但工艺不够精密,接线盒内电源线不易密封。后者接线端子工整,外表美观;但表镜易退色,变得模糊不清,给抄收工作带来困难。经过比较优劣,可选择不同型号的表箱,以安装单相、三相、配互感器的三相或三只单相电能表使用。
5、结语
总之,输电线路建设工程是一个影响到国民经济发展的重要领域,而设计工作又是这类工程的基础,因此我们要做好输电线路的设计工作,推进设计深度和广度,并结合工程实际,因地制宜,通过优化方案,不断探索与创新,才能满足电网建设的要求,为我国的电力工程的建设提供参考与借鉴。
参考文献:
[1]李军锋,武太平.浅谈架空送电线路设计中的新问题[J].中州煤炭,2008.
[2]卢文.110kV 架空输电线路设计[J].城市建设理论研究,2012(1).
[3]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册.北京:水利电力出版社,2008.
[4]李峰,袁骏,等.我国输电线路铁塔结构设计可靠度研究[J]. 电力建设,2010(11).