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探究110 kV 电力输电线路施工方法及技术要点

2023-08-16赵耀权

科技与创新 2023年11期
关键词:中性点灌注桩配电

赵耀权

(珠海市恒源电力建设有限公司,广东 珠海 519100)

随着科技的飞速发展,人民的生活质量不断提高,各种电力设施的使用也日益增多,这也使得整个社会对电力的需求日益增长。无论是工业用电,还是生活用电,都需要保证电网稳定和安全。因此,要保证电力系统的运行参数在一定范围之内。所以,如何做好配电网的安全管理工作,是当前电力行业亟待解决的问题。由于线路工程的展开面比较广,沿线的基础条件也比较苛刻,因此设计人员应根据现场地形、地貌情况采取适当的处理措施,才能达到预期的安全效果。在电缆线使用的基础处理工程中,地基处理方法的选择往往受地形、地质条件等各种因素的限制。考虑到施工安全、工程经济、施工进度和施工难度,已采用的基础处理技术有变土垫层法、预压法、动压法、灌浆法、振动冲洗法、压实桩法、搅拌桩法、钻孔混凝土灌注桩法等。

1 电力系统配电110 kV 路特征分析

配电网是指由电网变电所为最终用户供电的线路,或者是位于农村和农村变压器之间的供电线路[1]。配电110 kV 路在电网中具有如下特点:①对可靠性的要求更高。在当前电力设备普遍使用的情况下,电力系统的安全运行直接关系到国民经济的发展,如果发生停电事故,造成的经济和财产损失是无法估计的,甚至会造成生命危险。因此,配电网的安全性和可靠性要求非常高。②维修非常困难。当前,随着电网覆盖范围不断扩大,输电110 kV 路铺设面积不断扩大,输电110 kV 路所经过的地方地理环境条件较为复杂,加之天气条件等因素,使得供电维修变得更加困难。③安全风险日益突出。造成电力系统安全问题日益严重的原因是输电110 kV 路的覆盖范围越来越广,对电网的自然环境和社会环境的影响也越来越复杂,从而严重危及了输电110 kV 路的安全。

2 加强配电110 kV 路安全管理的重要性

2.1 确保供电安全

配电网的主要功能是承担输电任务,确保居民安全用电。本电流电力系统具有一定的安全隐患,因此,加强对电力系统的安全管理,保证电力系统正常运行,保证电力系统的运行安全具有重要意义。

2.2 保证供电质量

通过对电力系统的安全管理,可以保证电力系统在电力传输过程中超负荷运行,降低输电110 kV 路对电力的损失,保障用户的供电质量。

3 电力系统配电110 kV 路安全管理措施

在电力系统配电网运行中,影响110 kV 路运行安全的因素很多,包括外部动力的破坏、110 kV 路网络结构不合理、运行和维护不及时等。只有加强对这些问题的监督,采取有效的措施和手段,才能有效保证110 kV 配电系统安全运行。

3.1 合理设计110 kV 路网络结构

在进行配电网结构设计时,应该考虑多种因素,使整个系统的体系结构更加科学合理。在选择110 kV路时,应尽量采用直线布置,以缩短110 kV 路的长度,降低输电110 kV 路的运行效率,降低成本,同时尽量避开森林,避免植被和动物对110 kV 路产生影响;保证配电110 kV 路的设计科学性、稳定性和经济效益,减少对农田的占用,减少二次施工情况的出现[1-2]。

3.2 完善安全预警系统

中国地域广阔,且存在着明显的地域差异,南北差异尤为突出。因此,对于长途输电110 kV 路的运营和维修,不可能只有一个统一的标准,各有关电力公司必须根据自身的实际,建立一套符合当地实际、能够反映配电110 kV 路实际运行状况的预警系统,及时发现存在的安全管理隐患,并加以针对性处理[2]。通过建立安全预警系统,实现了对电网实际运行状态的实时监控,实现了由静态管理向动态管理过渡的动态管理。同时,通过与气象部门的联系,了解输电110 kV路上的天气情况,一旦出现突发故障,就能及时通知电网的管理者,将问题扼杀在摇篮中,保证电网的安全。

3.3 加强对110 kV 路的常规巡检

为保证配电网的安全,供电公司必须加强对110 kV 路的常规巡视,并对存在的问题进行处理。同时,定期检查户线之间的间距、110 kV 路、建筑物和地面的交叉情况是否符合相关的安全标准和规范,对110 kV 路设备的老化、腐蚀情况进行检查,对电线的支承,例如电线杆件的稳定性进行全面的检查,如果发现电线腐蚀或损坏,必须加强或更换,对周围的环境进行严密检查,消除潜在的安全隐患,并采取相应的保护措施,保证电力系统正常运转。

3.4 实施110 kV 路保护检查

3.4.1 防雷

雷击是影响配电系统安全运行的重要因素,因此,输电110 kV 路的防雷问题一直是电力公司需要长期关注的问题。目前,在110 kV 路上常用的3 种防雷方法如下:①设置避雷线。这种方法的优点是可以对铁塔进行有效的防护,并能在一定程度上防止雷击,在中和高压线上使用。②降低电杆的接地电阻,提高电线杆的抗雷性。③在配电网的地面上增设接地线,通过与导线的耦合,可以大大降低绝缘子串的电压。

3.4.2 防风

在正常的110 kV 路运营中,大风天气对电力系统的安全影响很大,因此做好防风工作是非常必要的[3]。为保证杆塔的稳定性,必须加强塔柱基础,检查塔基有无下沉、裸露等情况,以保证杆塔的稳定性;为新建的输电110 kV 路增加一定的抗拉塔,以防止因110 kV 路局部较弱造成倒杆;在设计时,要充分考虑110 kV 路运行时的天气条件,选择最优的110 kV 路布置密度。

3.4.3 防火

要对110 kV 路沿线进行细致巡视,制定火灾隐患的应急预案和应对措施,继续加强对110 kV 路的运行状态进行全面监测,以实现对配电110 kV 路的实时监控,并持续改进和完善山火预防和应急处置方案。

4 工程地基处理方案的选取[3-5]

施工周期长,投资预算短,沿线地质情况变化多变、复杂,因此非常需要选择合适的基础处理方法。电缆是电力电缆工程中的重要设备,它对结构变形和位移尤为敏感。珠海高栏港为填海区,表层主要为大块状回填岩,占50%以上。另外,由于项目场地为沿海地区,粉土层厚度较大,平均厚度为10.9 m。根据本工程的具体情况,综合考虑地基处理深度,是否跨越岩体层、施工速度、施工成本、设计地基承载力、沉降等因素,采用水泥搅拌桩法、钻孔混凝土桩法、沉管混凝土桩法均满足要求。本文简要论述了水泥搅拌桩法、钻孔混凝土桩法和振捣管浸入混凝土桩法。

4.1 桩基础施工

搅拌桩以水泥、石灰等物质为主要固化剂,通过深层搅拌粉(泥)和地基土混合,得到某一桩的整体稳定性和强度。混桩法是处理地基承载力小于120 kPa的粉砂土和饱和土的一种地基。水泥搅拌桩的优点如下:适合于不同类型的土壤,可在15 m 以下进行加固;适合的项目范围广泛;施工工期短,造价低;施工机械化占用小;施工速度快。水泥混合桩法存在的问题为必须进行压桩试验,施工质量难以保证,对大块石不适合。

4.2 钻孔素桩法

钻孔素砼灌注桩是一种以钻头为基础,在基础上注入素混凝土,以达到桩身稳定的目的。钻孔素混凝土灌注桩具有快速及较好的基础处理效果、适用范围广泛、施工自动化程度低、施工质量易于控制等特点。采用素混凝土钻孔灌注桩方法存在的问题为造价高。钻孔素混凝土灌注桩作为一种新的地基处理技术,在中国已得到广泛的应用,但由于它在地基处理方面的优良性能,它在工程中的应用将会非常广泛。根据工程的具体情况,综合考虑地基处理深度、是否穿越岩石块层、施工速度、施工费用、设计地基承载力、沉降量等因素,采用水泥搅拌桩法、钻孔素混凝土桩法、沉管素混凝土桩法都达到了要求。

4.3 采用素砼灌注桩的振动沉管法

振动沉管灌注素混凝土桩法是一种采用振动打桩方法,将钢管埋入土中,在管内进行充填的方法。采用振动法在混凝土中拔出管柱。振动沉管素混凝土桩具有快速、安全可靠、基础处理效果好、基础处理深度大、便于穿越孤石等特点。振动沉管灌注素混凝土桩方法存在造价高、对周边建筑产生影响、机械占用较大等问题。振动沉管灌注素混凝土桩为一种较为成熟的地基处理技术,但因它对周边建筑的影响,已被禁止在一些城市城区内应用。

5 结论

配电110 kV 路是电网的重要组成部分,其安全运行关系到整个电网的安全和可持续发展,因此,供电公司应采取多方面、多方式、多途径、多种措施,将安全生产工作落实到具体工作中,确保电网的安全稳定运行[4]。目前,国内110 kV 电网普遍采用中性点有效接地,但由于受单相接地和继电保护的限制,以及在不同操作模式下实现零序保护,减少对通信网络的影响,一些变压器中性点不能正常工作。但是,在接地不接地的情况下,如果出现单相接地、单相断线、杆塔、线路等故障,则会引起变压器中性点的高电压,从而危及中性点的绝缘。所以,对变压器的中性点过电压进行深入研究,并制定出适合的接地方式。

为解决以上问题,国内外学者进行了大量探讨。给出了一种精确简化的变压器高频模型,并对各种均衡负荷条件下的模拟结果进行了验证。在此基础上,利用ATP-EMTP 软件对变压器的过电压进行了时域分析。一种新型的羊角形电极结构能有效地抑制间隙放电的腐蚀,并能确保放电电压的稳定。通过对常规杆-杆间隙的改造,开发出了一种新型的棒-板-棒式复合防护间隙,从而减小了工频放电电压,并能有效地改善雷击放电电压。建议在不设置放电间隙的情况下,采用低电阻接地的中性点保护方法,降低中性点过压。然而,如何使变压器中的中性点保护达到最佳的绝缘配合,还是一项较完整、较系统的工作。

单相接地故障出现的地点与变压器的中性点过压幅度成反比,且随着故障位置增加,其过电压幅度也随之减小。而当电流达到峰值时,由于单侧接地故障,导致中性点过压现象最为严重。B 相电压相位为90°,在10 km 处发生故障时,最大短路电流为117.73 kV。

在单相断线状态下,最大过电压为52 kV,过电压值很低,并且不依赖于故障的时间和地点。当线路靠近变电站时,发生雷击的地方中性点过电压较大;在反攻过程中,最大的中性点过压为118 kV,而在绕击时,最大的中性点过压为102 kV。

在中间位置设置有间隙的并联式避雷器,当放电间隔为13~14 mm 时,可获得最佳的绝缘配合效果。

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