浅谈电力线路设计与应用
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【摘要】：随着社会经济快速发展,电网建设发展也随之，在电力工程建设中，输电线路设计是整个工程建设中十分重要的一个环节。首先讨论了直线小转角塔,分析了同塔多回路在电力线路设计中的应用合理选择线路路径推行限额设计,最后提出了对三个校验的思考。
【关键词】：线路设计；直线塔；同塔多回路
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1引言
通常,输电线相间导线的水平和垂直距离由导线与输电塔之间要求的最小间距所决定。实际上,对于安装在悬吊铁塔上的绝缘子串和耐张铁塔上使用的跳线环,通常对于相应的导线―――铁塔间距,规定2种不同的摆动角。此外,相导线间距还受以下因素影响：
（1）底部横担顶部连接构件的倾角（与水平面）越大,为维持规定的导线间距,任意两横担之间的垂直距离也必须越大，这导致了相导线垂直间距的增加。
（2）铁塔障碍物外面（最近）构件的倾角（与水平面）越大,导线的布置必须离得越远,以保持规定的导线间距，这导致了相导线水平间距的增加。
（3）为防止相导线之间十分垂直,从而降低在出现振动现象时发生碰撞的可能性,中间横担通常保持比其他两个（顶部和底部）横担稍长。这也导致相导线水平间距的增加，这些考虑决定了输电线铁塔的正常导线间距。但是,对于丘陵地区,遇到很长的档距,在固定导线水平和垂直间距最小值的同时,还必须为导线振动和覆冰留有余地。
2直线小转角塔
我国500kV紧凑型线路大都采用两类杆塔,一是不带转角的直线塔,一是耐张转角塔，这不仅给线路路径的选择带来了诸多不便,而且也增大了工程造价;同时,500kV紧凑型线路耐张转角塔采用倒三角布置的干字型铁塔,存在以下缺点绝缘子耗量大、跳线安装复杂,且跳线引流板接头处易发生故障,增大了工程安装费用和检修工作量,保护金具多,钢材以及基础用量大。另一方面,耐张塔是线路绝缘及防雷的薄弱环节,不少闪络事故频发在耐张塔上,耐张塔的增多会给安全运行带来一定隐患，由以往500kV送电线路的设计经验可知,对较小的线路转角尽量采用直线带转角塔,在一定程度上减少了耐张转角塔的数量,起到降低工程造价的作用。然而,对于500kV紧凑型输电线路,三相导线呈倒三角形布置,相间距离大大缩小,且均用V型绝缘子串悬挂于同一塔窗内,这给直线带转角塔的设计增加了许多控制条件,必须在线间距离变化不大的情况下,合理地选择V型绝缘子串的布置方式,以保证其安全运行。也就是说,在最大风偏和角度负荷的共同作用下,V型绝缘子串的下风肢串不能有太大的卸载角,同时,线间距离也不能有较大的增加。
3同塔多回路在电力线路设计中的应用
同塔多回路由于通常深入到人口密集地区,线路附近的房屋、通信等设施众多,因此要着重研究多回线路的电磁环境影响,其主要内容应包括:线路对通信线路的干扰和危险影响:对无线电、广播电视的干扰影响;可听噪声的影响;高压静电场的环境影响;接地装置的地电位升高影响。近年来由于光缆通信的发展,线路对通信线路的影响已经逐步降低,并且采用良导体地线或加装耦合线的措施,通常能使沿线的通信线路的危险影响水平满足要求。同塔多回路由于铁塔的外部荷载及塔身风压与单回线路相比,将成倍增加,铁塔的自重、基础作用力均将大幅度增加。为保证可靠性要求,多回路铁塔和基础设计可参照大跨越工程的重要工程乘重要系数的做法。对多回路结构设计的安全系数适当加强。从电网建设的远景来看,线路不断增多,走廊越来越紧张。特别是由于规划部门对土地审批越来越严格,线路通道在很多地区已经成为影响电网建设的主要因素。由于采用同塔多回线路可充分利用线路走廊,其应用必然不断增加,因此同塔多回线路也不断增加，从环境保护和节约土地资源等综合社会效应等方面统筹考虑,同塔多回路具有广阔的应用前景。
4合理选择线路路径
线路路径的选择影响本体工程的多个单位工程,工程造价的主要因素，线路曲折系数越小,线路越短,造价自然就低。在工程的路径方案选择中综合各方因素,推荐优秀的路径方案。路径方案的选择:按照已掌握的沿线路径资料,对全选出各有特点的两、三个路径方案进行比较,在大的方案中也可选出不同的小方案参加比较。各路径方案要从路径长度,可利用的铁路、公路、水路等交通条件,沿线路地形、地势、水文、地质情况,特殊气象,污秽地区,森林资源,矿产资源,跨越河流。各种障碍物,选用的线路转角及线路曲折系数等情况,来说明各路径方案的优劣。经过对各路径方案的选择,除从技术上看出各路径方案的优劣程度外,还要从安全运行、方便施工、降低造价、经济运行、障碍物的处理及大跨越情况等方面进行全面分析比较后,推荐优秀的路径方案。
5推行限额设计
（1）增强设计人员的经济观念,在设计各阶段与工程造价人员密切联系,避免设计人员只管画图,造价人员只管算钱,投资多少与设计人员无关的现象，设计人员应在初步设计阶段重视方案选择,施工图预算严格控制在批准的概算以内,同时加强设计变更管理,树立动态管理意识，造价人员要从经济角度参与设计阶段全过程管理,当好设计人员的经济参谋,为设计人员提供有关经济指标,准确测算和论证最节省投资的技术方案,使概算投资更加准确合理,达到控制工程投资实行限额设计的目的;统揽项目全局,达到控制投资优化设计的目的。
（2）建立健全设计单位的经济责任制,实行“节奖超罚”建设单位与设计部门要签订设计承包合同,明确双方的权利和义务,对设计而造成的工程浪费的工期延误及超出投资限额的损失,要追究设计人员责任,进行赔偿;对科学合理、经济的设计方案,按限额造价与设计造价进行比较,节省部分按比例给予设计人员奖励。设计阶段控制造价还充分体现了事前控制的思想。设计阶段是项目即将实施而未实施的阶段,为了避免施工阶段不必要的修改,应把设计做细、做深入。
6三个校验的思考
6.1直线杆塔摇摆角的校验
有些位于低处的杆塔,它的垂直档距较小,所以当风吹导线时,悬垂串摇摆较大,当摇摆角超过杆塔的允许摇摆角时,将引起带电部分对杆塔构件的安全间隙不够,所以必须对其进行校验。允许摇摆角根据允许间隙用作图方法确定，而对直线换位杆塔的摇摆应按三相中最严重的一相对其进行校验。
6．2直线杆塔的上拔校验
在定位时,若直线杆塔位于低处,除需校验摇摆角外,还需对其进行上拔校验。当杆塔的垂直档距为负值时则必定有上拔力产生，而这种上拔力产生的气象条件一般为最低气温时（重冰区有时在覆冰和相应风速时）,所以校验上拔时必须按此气象条件进行计算,或用此气象条件下的比载和应力计算模板系数K值,选最小弧垂模板在定位图上找出杆塔的垂档距对其进行校验，为了消除直线杆塔的上拔现象。可采用防止摇摆角过大的有关措施，必要时也可采用轻型耐张杆塔。根据经验,摇摆角常起控制作用,即摇摆角许可后,就勿需校验上拔了。
6.3耐张绝缘子倒挂校验
定位于低处的耐张型杆塔和为抵消上拔而采用的轻型耐张杆塔,均将引起耐张绝缘子串上仰,致使部分绝缘子裙边积雨、积雪、积灰尘、污垢等,从而降低了绝缘子的绝缘强度。因此,当耐张绝缘子串在常年运行情况下（即年平均气温、无风、无冰）产生这种现象时,则该串绝缘子应当采取倒挂方式装设。