关于输电线路设计的一般设计方法浅谈

2016-08-11罗晋超

大科技 2016年5期

关键词：避雷线导线荷载

余烽罗晋超

（国网江西省电力公司赣州供电分公司运维检修部江西赣州 341000）

关于输电线路设计的一般设计方法浅谈

余烽罗晋超

（国网江西省电力公司赣州供电分公司运维检修部江西赣州 341000）

在进行输电线路设计时，为了保证经济效益，节约社会资源，需要从输电线路维护、输电线路使用寿命等方面入手，科学的进行设计。基于此，本文对输电线路设计的一般设计方法进行探讨。

输电线路设计；一般设计；方法

当前我国电力工业发展迅猛，为我国社会发展和经济发展做出了很大的贡献。在现代化建设脚步不断的加快下，电力和人们的生活关系日益密切。输电线路作为电路系统交换、传输、分配和调节的关键环节，是保证电网正常运转的基础。输电线路设计的合理性，对线路的经济指标以及线路运行的安全性均有比较大的影响。

1 选择路径

在建设输电线路工程时，通常会优先采用架空输电线路的方法进行施工。但是当需要从水域穿过、从拥挤地段穿过或者从城区穿过时，需要使用电缆线路进行施工。本文重点对架空线路设计进行探讨。在进行设计时，一般将线路路径分为室外勘探和室内选线两种。设计初期需要利用1：10000的地图进行选线，然后对方案进行综合对比，找出最佳的施工方案。将合理的路径保留下来，然后进行室外勘测。

在进行勘测时要做好以下方面的工作：①要对线路的长短进行检查；②根据地质情况、地势情况、地物条件、不良地形等对线路的影响进行分析；③勘测交通运输的便利程度；④检查杆型选择的要求是否达到要求；⑤选择主材料和总投资。通常要选择转角少、线路造价低、线路更短、占用树林田地少、施工便利的施工路径[1]。

2 电气部分和机械力学部分的设计

2.1 计算机械力学

在对线路导线受力进行计算时，主要是利用柔索理论进行计算。在进行力学计算时，先要将线路的各类荷受力荷载准确确定出来。其中荷载主要分为垂直荷载、纵向荷载和横向荷载，综合考虑断线情况和正常情况后，采用分偏断线荷载耐张90°转角来进行校核计算。下文主要使用非均匀和均匀荷载进行计算：

（1）荷载不均匀的情况下，最高温度下导线的最大弧垂：

式中：g1指的是导线自重比载；σ指的是最高环境温度下比载为g1时导线应力大小。导线上任意点切想张力大小为：

式中：T0指的是导线水平张力；cosa指的是导线倾斜角。

（2）荷载均匀的情况下导线应力和弧垂计算：

在荷载均匀的情况下，导线比在为：g1+g2+g3，其中（g1指的是导线自重比载，g2指的是冰重比载，g3指的是风压比载）。进行简单推算后：g= 0.6127KC（d+2b）V2/A×10-3，C指的是空气动力系数、K指的是风压高度变化系数、（d+2b）指的是临风导线直径、A指的是导线截面、V指的是设计风速。

在最高环境温度下均匀荷载最大弧垂为：

导线最低点用到的最大应力：

式中：σr指的是导线瞬时破坏应力；K指的是导线安全系数。均匀荷载下导线平均应力大小为：

式中：σc指的是档距中央导线切向应力。

2.2 电气部分设计

在进行导线截面的选择时，要根据经济电流密度进行选择，线路导线截面使用以下公式进行计算：

式中：v指的是额定电压；P指的是输送功率，单位为kW；J指的是经济电流密度，单位为A/mm2。根据导线截流量对截面进行核对，对导线载流量进行计算：

长期允许荷载流量大于I，可以达到要求。根据额定电压、额定电流进行电气设备的选择，并根据动稳定和热稳定对电气设备进行校验，根据电压损耗对线路末端电压进行核对。

3 防雷设计

在输电线路设计中，防雷是非常重要的一项工作，可以有效降低电力系统雷害事故率，降低电量损失。输电线路防雷设计除了可以提升线路自身的稳定性和可靠性，而且可以防止雷电波对发电厂和变电所造成影响，保证电力系统可以稳定、安全的运行[2]。在进行输电线路防雷设计时，要对线路所经区域雷电活动的强度、电压的等级进行分析，进行计算对比后制定相应的保护措施。

按照附盐密度、污秽性质、气候等对污秽等级和污秽区段的等级进行划分，并制定出具体的防污措施，保证绝缘设计质量。此外，还要选择选择不同类型的缘子串，片数要根据荷载条件、电压等级进行选择。并且要明确规定绝缘子串的使用条件。

根据线路电压、雷电活动情况、线路运行情况确定档距、保护角、避雷线根数，使用避雷线进行防雷，保证避雷线保护角保持在最小范围中。考虑到避雷线的成本比较高，一般不会全线都设计避雷线，在设计时会使用导线三角形进行排列，并利用最上侧一相导线作为避雷线。并使用水平排列门型杆塔架设避雷线进线段，不仅可以降低雷击掉闸率，并且可以延长进线段距离。为了避免出现闪络现象，要尽量提升进线段电杆抗雷水平。

4 杆塔和基础型式的选择

4.1 设计塔杆

首先将直线杆的杆型确定出来，根据导线确定使用双杆还是双杆，然后根据线路所经地区的地质情况，设计使用浅埋式或深埋式加拉杆型。确定好直线杆的尺寸和杆型后，却低ing加高直线杆、终端杆、转角杆杆型。对于立杆困难的区域，使用和水泥杆配合的铁塔。

4.2 基础型式的设计

根据水文情况、地质情况、地形情况选择基础型式，并根据基础受力情况，水文情况、地质情况和地形情况设计基础型式，铁塔和钢筋混凝土杆的基础按照受力类型进行划分，主要分为倾覆类基础、下压类基层、上拔类基础。铁塔基础通常使用装配预制基础，对于砂土或粘性土使用灌注桩基础进行施工。

5 确定线路排杆位置

在对线路排杆位置进行确定时，要在勘察测量数据的基础上对线路进行实量模拟，可以利用定位CAD系统进行线路排杆定位。首先先进入到CAD系统测量状态，然后进行单位图式的选择，将比例尺设计好，并导入测量数据，标注出需要跨越的障碍物，对数据库进行编辑和浏览，设计线路的安全参数和导地线配置，进入到操作系统的状态界面后进行立塔，然后对跨越距离进行检查[3]。合格后，将设计成果输出来，进而将线路的各种跨越方法直观的体现出来。

6 输电线路设计需要注意的地方

①对于变电所的架空线路终端和出线端要合理的进行引线，做好区域防雷保护和架空线防雷保护之间的衔接工作。②放线测量人员要到设计现场进行勘察，将实践和理论结合到一起，根据地质地貌情况，进行杆型的选择。③输电线路使用“T”接时，要将“T”接点使用的杆型设计出来，并将连接方法说明。④要认真勘察输电线路的水文情况、地貌情况、地质情况，合理设计卡盘规格、电杆埋深、地盘规格，并结合实际情况将电杆根部的防腐工作做好。⑤要明确输电线路路径，清晰明了。⑥按照先勘察、后设计、最后施工的基本原则开展施工，不允许不按照规定的建设流程进行施工。