輸電線路工程與配電線路施工方案

時(shí)間:2022-12-29 02:46:01

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輸電線路工程與配電線路施工方案

摘要:文章主要討論輸電線路與配電線路同桿施工方案的構(gòu)建思路問題,并介紹了輸電線路的基本內(nèi)涵以及路徑的選擇、桿塔的選型及輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等輸電線路工程施工過程中經(jīng)常遇到的問題,另外重點(diǎn)闡述了輸電線路工程與配電線路同桿施工的施工方案,結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)提出幾點(diǎn)思考。

關(guān)鍵詞:輸電線路工程;配電線路;同桿施工方案;直流電;交流電

輸電線路和配電線路在企業(yè)的發(fā)展歷程中占據(jù)了相當(dāng)重要的地位,作用不容忽視,長期以來經(jīng)過不斷地歷練和發(fā)展,電力工程輸電線路工程質(zhì)量成為保證人們生活質(zhì)量的重要前提條件。當(dāng)前我國在輸配電及用電工程方面的建設(shè)工作開展并不超前,相較于國外的相關(guān)研究和應(yīng)用,在各種施工環(huán)節(jié)或針對相關(guān)技術(shù)的研發(fā)環(huán)節(jié)依然存在問題,須提出一些優(yōu)化升級的問題解決措施,以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化,不斷助推我國電力工程事業(yè)建設(shè)工作的進(jìn)步和發(fā)展。

1概述

架空輸電線路的組成部分包括線路桿塔、導(dǎo)線、絕緣子和線路金具及拉線、桿塔基礎(chǔ)或接地裝置等,架設(shè)于地面之上。根據(jù)輸送電流的性質(zhì),又可以將輸電劃分為交流輸電和直流輸電兩種。直流輸電誕生于19世紀(jì)80年代,但由于當(dāng)時(shí)的條件限制,直流輸電電壓很難提升,所以相對應(yīng)的輸電能力及輸電效益同樣也受到了限制。直至19世紀(jì)末期,交流輸電逐漸取代了直流輸電?;诖?,交流輸電的成功,也當(dāng)即加速了20世紀(jì)電氣化社會到來的步伐,進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代[1]。

2輸電線路工程施工中需注意的問題

2.1路徑選擇。在輸電線路的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),路徑的選擇與勘測當(dāng)作為其中的重點(diǎn),方案是否合理會影響到線路的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)及施工或運(yùn)行條件。為了保證使縮短路徑長度合理化、降低線路的投資并且又同時(shí)保證線路安全、運(yùn)行方便,一條線路必須徒步往返3~5次才能確定最佳方案。因此,線路勘測工作又特別要求設(shè)計(jì)工作人員具備較高工作水平和具備一定的耐心及責(zé)任心。設(shè)計(jì)人員在工程選線時(shí)必須結(jié)合工程實(shí)況,充分搜索并調(diào)研線路沿線的地上、地下、在建及擬建的工程設(shè)施,結(jié)合多途徑找到合適方案,要求所選擇的方案應(yīng)長度短、轉(zhuǎn)角少且交叉少,地形條件優(yōu)越。此外,還應(yīng)綜合考慮清賠費(fèi)用以及民事工作,盡量應(yīng)該避開樹木、房屋和經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)。工程勘測環(huán)節(jié),需要特別考慮桿位的經(jīng)濟(jì)合理性與關(guān)鍵桿位設(shè)立的可能性(包括轉(zhuǎn)角點(diǎn)、交跨點(diǎn)及必須設(shè)立桿塔的特殊地點(diǎn)等),針對部分比較特殊的地段需要進(jìn)行反復(fù)測量比較,保證桿塔的位置能夠避開一些交通困難地帶,為后續(xù)組立桿塔和緊線奠定良好的工作基礎(chǔ)條件。2.2桿塔選型。綜合考慮桿塔造價(jià)、占地和施工運(yùn)輸及運(yùn)行安全等問題,對于不同的桿塔形式的要求也是不同,另外,在整個(gè)工程費(fèi)用中桿塔的費(fèi)用可以占到30%~40%左右,因此必須選擇合理的桿塔形式。在條件允許的情況下,新建工程通常選擇使用1~2種直線水泥桿即可,在跨越、耐張和轉(zhuǎn)角處需要選擇角鋼塔,保證材料準(zhǔn)備井然有序,更有助于提高施工過程中的工作效率,有效提升線路的安全水平。如果遇到同塔多回且沿著規(guī)劃路線建設(shè)的線路一般都選用占地面積較少的鋼管塔。對于大的轉(zhuǎn)角塔來說,如果采用鋼管塔,會因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)原因?qū)е马敆U撓度發(fā)生變形,基礎(chǔ)性施工費(fèi)用會增加,比較合理的選擇方式是轉(zhuǎn)角塔選用角鋼塔的方案,原因是其在環(huán)境、投資及安全方面更符合要求。很多陳舊的老線路運(yùn)行十幾年后會陸續(xù)因?yàn)閷Φ鼐嚯x不夠產(chǎn)生隱患,所以在一些新建的線路中應(yīng)該選擇比較高的塔桿,縮小水平檔距用于提升導(dǎo)線的對地距離。線路加高工程設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)盡量選擇占地面積小而且安裝便捷的酒杯形(Y形)鋼管塔,同時(shí)其施工工期也可以由原來的3~5d縮短至1d,如此便能夠減少施工停電的時(shí)間。2.3基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。桿塔基礎(chǔ)屬于輸電線路結(jié)構(gòu)的核心組成部分,因此其在整個(gè)工程的造價(jià)、工期以及勞動消耗量方面占比都相當(dāng)大。施工工期占據(jù)整體工期時(shí)間的50%,而運(yùn)輸量則可以占到60%,費(fèi)用占比為20%~35%,此外基礎(chǔ)選型及設(shè)計(jì)施工質(zhì)量會直接與線路工程的建設(shè)掛鉤。結(jié)合工程地質(zhì)實(shí)況,優(yōu)化設(shè)計(jì)每基塔的受力時(shí),一般逐地段逐基進(jìn)行更合理,尤其一些影響力比較大的承力塔,應(yīng)該將其細(xì)化為兩拉兩壓或者三拉一壓方才最為經(jīng)濟(jì)、合理[2]。

3輸電線路工程與配電線路同桿施工方案探討

3.1導(dǎo)地線設(shè)計(jì)。(1)結(jié)合導(dǎo)地線的型號繪制應(yīng)力弧曲線,根據(jù)標(biāo)塔定位圖來定位氣象條件,同時(shí)需要確定鋼芯鋁絞線的規(guī)格及導(dǎo)線橫截面積等,找出導(dǎo)線單位長度及荷載單位面積最佳參數(shù)值,例如可借助規(guī)定方式來計(jì)算架空線自身引起的自動比載。冰重/加工線長度(加工截面積)=冰重比。(2)導(dǎo)線計(jì)算和拉力、導(dǎo)線抗拉強(qiáng)度、導(dǎo)線計(jì)算以及截面積全部被覆蓋在導(dǎo)線機(jī)械物理特性中,對此可以運(yùn)用極限狀態(tài)展開計(jì)算。同時(shí)必須保證設(shè)計(jì)導(dǎo)線導(dǎo)向及地下安全系數(shù)或者避雷線時(shí)其安全系數(shù)均要高于導(dǎo)線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)。(3)結(jié)合單位長度荷載進(jìn)行計(jì)算地線比載,以此得到相應(yīng)參數(shù),結(jié)合架空線路自身自重計(jì)算出其長度和衡截面積。3.2架空線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)。(1)需要結(jié)合具體的環(huán)境、交通狀況以及各種施工因素來選擇線路路徑及定位桿塔。如果有必要可以采取運(yùn)用GPS、GRS等一些測量技術(shù),借此途徑得到航片和位片,秉持線路路徑的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及合理性的原則,且所選擇的路徑應(yīng)盡量避開工礦企業(yè)。此外對于一些重要設(shè)施的設(shè)置要求必須滿足城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)的相關(guān)要求,避開一些不良地帶,同時(shí)還要在容易影響施工安全的區(qū)域內(nèi)設(shè)置必要的安全設(shè)施。結(jié)合發(fā)電廠與變電所的整體規(guī)劃,需對兩回路及多回路相鄰的路線途經(jīng)人口密集區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,運(yùn)行條件允許的情況下,將單導(dǎo)線路控制在5km以內(nèi),并且可以適當(dāng)延長耐張長度,需要將分列線路控制在20km內(nèi)。選擇路徑或者進(jìn)行定位時(shí)應(yīng)對與之相應(yīng)的高差進(jìn)行限制,盡可能避開桿塔的大小懸殊問題。結(jié)合大跨度懸點(diǎn)方案來決定最終的方案,另外如若要采取必要的措施,必須要考慮其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)條件。(2)結(jié)合電壓導(dǎo)線來選擇并設(shè)計(jì)避雷線,同時(shí)根據(jù)電壓和雷電情況或者歸檔中央導(dǎo)線線路運(yùn)行的情況為架空線路提供必要的避雷防護(hù)措施,保證避雷線的根數(shù)設(shè)置的科學(xué)性以及保護(hù)角設(shè)置的合理性。除此之外,避雷線距離應(yīng)盡可能小,于線路當(dāng)中加設(shè)22km左右的避雷線,對發(fā)電廠或變電所的進(jìn)出線起到保護(hù)作用,而且角越小,其遮蔽效果也就越好,所以必須要將避雷線保護(hù)角設(shè)計(jì)參數(shù)控制在最小。由于目前線路設(shè)計(jì)當(dāng)中所采用的避雷線造價(jià)比較高,因此要求全程都采取避雷線架設(shè)措施并不現(xiàn)實(shí)。另對輸電線導(dǎo)線的截面積以最小法計(jì)算得到的數(shù)值必須要符合綜合技術(shù)要求,保證其經(jīng)濟(jì)實(shí)用。海拔在1000m以內(nèi)的地區(qū)一般采用現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn),要求鋼芯鋁絞線的外徑應(yīng)該大于等于所規(guī)定數(shù)值的大跨度導(dǎo)線截面,借助綜合性技術(shù)比較得到最大的輸送電流,無線電的干擾范圍也應(yīng)該控制在國際規(guī)定值以內(nèi)。對避雷荷載導(dǎo)線進(jìn)行計(jì)算時(shí),計(jì)算當(dāng)中對自重比載及無冰導(dǎo)線風(fēng)比載或有冰綜合比載等參數(shù)值獲取時(shí)必須保證其合理性。3.3桿塔選擇。通常桿塔可以劃分為耐張性、懸垂性桿塔,懸垂性桿塔又分為旋轉(zhuǎn)站腳和旋轉(zhuǎn)立腳兩種,耐張性桿塔可以分為雙回路、多回路桿、單回路桿塔三種,采用水平排列的方法能夠降低桿塔高度,需要采取水平或垂直組合的方式。如遇雙回路或多回路桿塔導(dǎo)線垂直排列的情況時(shí),應(yīng)該綜合考慮相對地垂直相間的水平位移,其受力結(jié)構(gòu)于桿塔傳力過程中傳力比較清晰且受理力也相對均勻,對此可在設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)上參照導(dǎo)向及地線的排列方式選擇并設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案,對于不同的桿塔在選擇時(shí)必須以環(huán)保作為前提條件,結(jié)合路徑特點(diǎn)與地形特點(diǎn)予以高低基礎(chǔ)配合。3.4絕緣組合、金具的選擇。無論是絕緣子子串還是金具都應(yīng)該具體綜合考慮均壓,同時(shí)還應(yīng)考慮采取對應(yīng)的防電暈措施。待荷載及安全系數(shù)達(dá)標(biāo)之后,運(yùn)用金屬制金具在其表面采取防腐措施,檢驗(yàn)合格之后便可以投入線路施工中使用。對于路徑極其走向的選擇必須合理化,需盡量避開輸電線路,且要以最大的偏角來減小檔距,繼而提高線路機(jī)械的工作強(qiáng)度。與此同時(shí),必須綜合考慮線路防雷以及防風(fēng)片的性能,此外如果有必要,需要加設(shè)防鳥害的設(shè)施。在絕緣組合中操作過電壓防護(hù)或雷電防護(hù),絕緣子機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)不小于標(biāo)準(zhǔn)值。絕緣配置高桿塔需增加絕緣子,另外根據(jù)路線的誤區(qū)分布圖選取最佳絕緣子形式,設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)運(yùn)用耐污壓法。檢驗(yàn)絕緣子時(shí),桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)該埋置接地體在耕作深度下處位置,使用鋼鍍鋅鋼腳架來外敷接地引下線,支架環(huán)節(jié)必須要有電氣作為主要連接。地下支架或爬梯等附件部位的要求,假如此時(shí)土壤的電阻率相對較低,這時(shí)自然接地電阻應(yīng)該小于等于標(biāo)準(zhǔn)值。

4結(jié)語

綜上所述,在現(xiàn)代化輸配電線路設(shè)計(jì)及架空輸電線路設(shè)計(jì)體系當(dāng)中,架空輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)與其技術(shù)設(shè)施往往屬于工程施工當(dāng)中特別重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。輸電架空線路的整體性工作及運(yùn)行效果均由設(shè)計(jì)性能及設(shè)計(jì)質(zhì)量來決定。而實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),必須遵循科學(xué)的設(shè)計(jì)理念,確保設(shè)計(jì)得到的線路結(jié)構(gòu)更加完善,并對其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,如此才能夠?qū)⒓芸蛰旊娋€路在實(shí)際運(yùn)行工作中的作用充分發(fā)揮出來,保證架空輸電線路能夠安穩(wěn)工作和運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]劉河林.電力工程輸電線路施工技術(shù)探析[J].建材與裝飾,2015(51):231-232.

[2]高志立.高壓輸配電線路工程施工技術(shù)研究[J].通訊世界,2016(2):265-266.

作者:何建臺 單位:廣西新電力集團(tuán)有限責(zé)任公司