輸電線路工程與配電線路施工方案
時間:2022-12-29 02:46:01
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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建思路問題,并介紹了輸電線路的基本內涵以及路徑的選擇、桿塔的選型及輸電線路基礎設計等輸電線路工程施工過程中經常遇到的問題,另外重點闡述了輸電線路工程與配電線路同桿施工的施工方案,結合工作經驗提出幾點思考。
關鍵詞: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的發展歷程中占據了相當重要的地位,作用不容忽視,長期以來經過不斷地歷練和發展,電力工程輸電線路工程質量成為保證人們生活質量的重要前提條件。當前我國在輸配電及用電工程方面的建設工作開展并不超前,相較于國外的相關研究和應用,在各種施工環節或針對相關技術的研發環節依然存在問題,須提出一些優化升級的問題解決措施,以實現經濟效益的最大化,不斷助推我國電力工程事業建設工作的進步和發展。
1概述
架空輸電線路的組成部分包括線路桿塔、導線、絕緣子和線路金具及拉線、桿塔基礎或接地裝置等,架設于地面之上。根據輸送電流的性質,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80年代,但由于當時的條件限制,直流輸電電壓很難提升,所以相對應的輸電能力及輸電效益同樣也受到了限制。直至19世紀末期,交流輸電逐漸取代了直流輸電。基于此,交流輸電的成功,也當即加速了20世紀電氣化社會到來的步伐,進入了一個新的時代[1]。
2輸電線路工程施工中需注意的問題
2.1路徑選擇。在輸電線路的設計環節,路徑的選擇與勘測當作為其中的重點,方案是否合理會影響到線路的經濟、技術指標及施工或運行條件。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保證線路安全、運行方便,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計工作人員具備較高工作水平和具備一定的耐心及責任心。設計人員在工程選線時必須結合工程實況,充分搜索并調研線路沿線的地上、地下、在建及擬建的工程設施,結合多途徑找到合適方案,要求所選擇的方案應長度短、轉角少且交叉少,地形條件優越。此外,還應綜合考慮清賠費用以及民事工作,盡量應該避開樹木、房屋和經濟作物種植區。工程勘測環節,需要特別考慮桿位的經濟合理性與關鍵桿位設立的可能性(包括轉角點、交跨點及必須設立桿塔的特殊地點等),針對部分比較特殊的地段需要進行反復測量比較,保證桿塔的位置能夠避開一些交通困難地帶,為后續組立桿塔和緊線奠定良好的工作基礎條件。2.2桿塔選型。綜合考慮桿塔造價、占地和施工運輸及運行安全等問題,對于不同的桿塔形式的要求也是不同,另外,在整個工程費用中桿塔的費用可以占到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、耐張和轉角處需要選擇角鋼塔,保證材料準備井然有序,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劃路線建設的線路一般都選用占地面積較少的鋼管塔。對于大的轉角塔來說,如果采用鋼管塔,會因為其結構原因導致頂桿撓度發生變形,基礎性施工費用會增加,比較合理的選擇方式是轉角塔選用角鋼塔的方案,原因是其在環境、投資及安全方面更符合要求。很多陳舊的老線路運行十幾年后會陸續因為對地距離不夠產生隱患,所以在一些新建的線路中應該選擇比較高的塔桿,縮小水平檔距用于提升導線的對地距離。線路加高工程設計當中應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間。2.3基礎設計。桿塔基礎屬于輸電線路結構的核心組成部分,因此其在整個工程的造價、工期以及勞動消耗量方面占比都相當大。施工工期占據整體工期時間的50%,而運輸量則可以占到60%,費用占比為20%~35%,此外基礎選型及設計施工質量會直接與線路工程的建設掛鉤。結合工程地質實況,優化設計每基塔的受力時,一般逐地段逐基進行更合理,尤其一些影響力比較大的承力塔,應該將其細化為兩拉兩壓或者三拉一壓方才最為經濟、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導地線設計。(1)結合導地線的型號繪制應力弧曲線,根據標塔定位圖來定位氣象條件,同時需要確定鋼芯鋁絞線的規格及導線橫截面積等,找出導線單位長度及荷載單位面積最佳參數值,例如可借助規定方式來計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)導線計算和拉力、導線抗拉強度、導線計算以及截面積全部被覆蓋在導線機械物理特性中,對此可以運用極限狀態展開計算。同時必須保證設計導線導向及地下安全系數或者避雷線時其安全系數均要高于導線的設計安全系數。(3)結合單位長度荷載進行計算地線比載,以此得到相應參數,結合架空線路自身自重計算出其長度和衡截面積。3.2架空線路設計要點。(1)需要結合具體的環境、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用GPS、GRS等一些測量技術,借此途徑得到航片和位片,秉持線路路徑的安全性、經濟性以及合理性的原則,且所選擇的路徑應盡量避開工礦企業。此外對于一些重要設施的設置要求必須滿足城鎮規劃建設的相關要求,避開一些不良地帶,同時還要在容易影響施工安全的區域內設置必要的安全設施。結合發電廠與變電所的整體規劃,需對兩回路及多回路相鄰的路線途經人口密集區域進行統一規劃,運行條件允許的情況下,將單導線路控制在5km以內,并且可以適當延長耐張長度,需要將分列線路控制在20km內。選擇路徑或者進行定位時應對與之相應的高差進行限制,盡可能避開桿塔的大小懸殊問題。結合大跨度懸點方案來決定最終的方案,另外如若要采取必要的措施,必須要考慮其經濟技術指標條件。(2)結合電壓導線來選擇并設計避雷線,同時根據電壓和雷電情況或者歸檔中央導線線路運行的情況為架空線路提供必要的避雷防護措施,保證避雷線的根數設置的科學性以及保護角設置的合理性。除此之外,避雷線距離應盡可能小,于線路當中加設22km左右的避雷線,對發電廠或變電所的進出線起到保護作用,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角設計參數控制在最小。由于目前線路設計當中所采用的避雷線造價比較高,因此要求全程都采取避雷線架設措施并不現實。另對輸電線導線的截面積以最小法計算得到的數值必須要符合綜合技術要求,保證其經濟實用。海拔在1000m以內的地區一般采用現行的國際標準,要求鋼芯鋁絞線的外徑應該大于等于所規定數值的大跨度導線截面,借助綜合性技術比較得到最大的輸送電流,無線電的干擾范圍也應該控制在國際規定值以內。對避雷荷載導線進行計算時,計算當中對自重比載及無冰導線風比載或有冰綜合比載等參數值獲取時必須保證其合理性。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站腳和旋轉立腳兩種,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線垂直排列的情況時,應該綜合考慮相對地垂直相間的水平位移,其受力結構于桿塔傳力過程中傳力比較清晰且受理力也相對均勻,對此可在設計優化的基礎上參照導向及地線的排列方式選擇并設計經濟合理的設計方案,對于不同的桿塔在選擇時必須以環保作為前提條件,結合路徑特點與地形特點予以高低基礎配合。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該具體綜合考慮均壓,同時還應考慮采取對應的防電暈措施。待荷載及安全系數達標之后,運用金屬制金具在其表面采取防腐措施,檢驗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,繼而提高線路機械的工作強度。與此同時,必須綜合考慮線路防雷以及防風片的性能,此外如果有必要,需要加設防鳥害的設施。在絕緣組合中操作過電壓防護或雷電防護,絕緣子機械強度應不小于標準值。絕緣配置高桿塔需增加絕緣子,另外根據路線的誤區分布圖選取最佳絕緣子形式,設計環節運用耐污壓法。檢驗絕緣子時,桿塔基礎設計應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,支架環節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,假如此時土壤的電阻率相對較低,這時自然接地電阻應該小于等于標準值。
4結語
綜上所述,在現代化輸配電線路設計及架空輸電線路設計體系當中,架空輸電線路鐵塔結構與其技術設施往往屬于工程施工當中特別重要的一個環節。輸電架空線路的整體性工作及運行效果均由設計性能及設計質量來決定。而實際設計時,必須遵循科學的設計理念,確保設計得到的線路結構更加完善,并對其基礎設計進行優化,如此才能夠將架空輸電線路在實際運行工作中的作用充分發揮出來,保證架空輸電線路能夠安穩工作和運行。
參考文獻
[1]劉河林.電力工程輸電線路施工技術探析[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:廣西新電力集團有限責任公司
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