10kV配网架空线路抗风加固设计改造及应用

梁国硕

摘 要：文章结合实际经验，论述了10kV配网架空线路抗风加固技术的改造常见问题和措施，以供相关实践参考借鉴。

关键词：10kV配网架空线路;抗风加固设计;改造措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.157

0 前言

气候特征和地理环境的差异，使得不同地区对10kV配网架空线路的抗风加固设计存在不同的要求。在沿海区域，台风登陆次数较为频繁，自然灾害影响范围广，现阶段，该地区线路的抗风能力存在明显缺陷，因此提高线路的抗风性能设计势在必行。针对设计中不同的问题进行有效的改造，才能够在今后的运行中保证供电的安全性与稳定性。

1 10kV配网架空线路抗风加固设计中的主要问题

通过对实际应用情况的勘察，线路抗风加固设计中主要存在以下问题：

一是线路档距普遍较大，削弱了防风力度，如图1所示。

10kV配网架空线路档距一般都为60～120米，这也使得耐张长度增大可达到1200米以上。

同时，在实际应用中，很多工程施工技术不能达到国家标准，综合各种评价指标结果表明抗风能力非常差。

二是水泥杆基础建造牢固程度较低，尤其是自然土、卡盘基础在抗倾覆力方面存在严重缺陷，如图2所示。

三是很多电杆存在严重的老化问题，在服役期内就出现断裂问题，如图3所示。

此外，还有一些电杆表面出现裂纹，另一些水泥杆存在不同程度的剥落，导致配筋裸露在外，不仅很容易造成断裂，也大大降低了使用的安全性。

四是采用SC-210型的全瓷横担时，防风加固效果受到固定螺栓锈蚀程度的影响，出现锈蚀的螺栓往往将全瓷横担胀裂，安全性得不到保证。但是更换P-20T或者P-20M的针式绝缘子，又有随时遭受雷击损害的危险，安全性和运行的稳定性同样令人担忧。

五是10kV配网架空线路使用的钢芯铝绞线受到环境的影响，很容易产生锈蚀。沿海地区的温度普遍较高，空气湿度也非常大，同时还受到海边高盐分环境的制约，又因为钢绞线一般在导线的里面，一旦出现锈蚀便很难在第一时间被检查出来，并增加了维修的难度，这就导致运行中随时会出现不稳定因素。另外，对一些截面积较小的导线而言，通常只有一条钢芯，有些导线则没有钢芯，这两种导线在外力的作用下，非常容易断裂，也难以在短时间内修好，因此给线路的正常使用带来了很多不利影响。

2 10kV配网架空线路抗风加固设计改造原则

针对10kV配网架空线路常见设计问题进行改造时，主要遵循以下几个原则：

首先，要对沿海区域内经常出现的气象灾害进行研究与分析，详细统计热带气旋过境时的影响地点、风力等级、雨量大小等数据，在此基础上，提高气象预报准确性，尤其要科学准确掌握区域风力等级状况，增强对线路抗风加固设计安全的指导性。其次，针对新建的配网架空线路，要根据地理环境的状况，科学选择建造路径，在设计时避开地形恶劣的区间，也要避开建造基础薄弱的地段，同时也要避开植物高度与密度均非常大的地段，设定好安全距离，线路档距不要超过50米，耐张段长度要控制在400米以内才较为安全。最大设计风速每秒要大于40米，针对一些特殊用电部门可增加到45米，例如政府部门、医院等单位。杆塔的选择最好为预应力水泥杆，标准较高地区使用高强度电杆。交通运输不便的地方也可以采用自立塔。电缆线路的架设根据不同的级别需求选择不同的配电方式。最后，针对已经建成的配网架空线路经常出现的问题，先要根据气象状况对其最大设计风速进行检验和校对，最大风速不能小于每秒35千米。水泥杆要安装防拉风线，根据实际情况慎重选择电杆和电塔的类型。耐张长度也要控制在400米以内，确保运行使用的安全性。线路档距较大的地方，可以单独设置耐张段。必须更换老化程度较为严重、配筋裸露和出现裂缝的电杆，提高电力供应的稳定性。针对建造基础比较薄弱的电杆，根据实际的地理环境和电杆种类进行加固处理，例如铁塔使用灌注桩比较牢固，或者在基础垫层内部使用松木桩增强牢固性。跨越一级公路、铁路和高速公路的跨越段部分采用电缆穿越方式，针对城区内重要环网路线可采取有针对性的电缆线路改造方案。

3 10kV配网架空线路抗风加固设计改造的措施和应用

在实际应用中，遵循以上改造原则的过程中，还要秉持着因地制宜和因时制宜的设计与改造理念，具体的改造措施包括以下几个方面。

第一，针对耐张段大、线路档距较远的问题，依据微地形特征，可以肯定10kV配网架空线路的档距要在50米以内，耐张段长度控制在400米以内。针对线路档距大于100米的情况，为了防止大面积内的串倒问题出现，要在此种类型的线路中另外建造电杆，用来缩小档距，这样可以提高线路的抗风效果，确保运行的稳定性和安全性。第二，套筒混凝土基础的使用极大地增强了水泥杆的稳定系数，尤其是针对一些没有办法设置防风拉线的杆塔，具体的使用方案如图4所示。

我国沿海区域土体质量较差，采用自然土或者卡盘基础不能满足实际的需求。这两种方式在内陆地区使用较多，可以满足电杆的抗倾覆弯矩程度，但是在沿海地区却很容易造成电杆的倾倒。使用套筒混凝土基础则可以提高电杆的抗倾覆力度，这与其结构特征密切相关。该基础主要有内套筒和外套筒两个部分构成，中间灌注混凝土。外套筒的作用是避免开挖过程中出现淤泥塌陷问题，增强抗倾覆力度。立杆时将水泥杆置于内套筒中，并用中砂把中间的缝隙都填满，在套筒最顶面约50毫米的地方采用混凝土砂浆密封好。如需重新更换水泥电杆只需将表面的砂层凿开，再拔出电杆，维护的效率得到了极大的提高。

此外，根据不同的地形，选择不同形状的基础可以有效节约资源，提高稳定性和经济效益。例如，在一些丘陵地区，配网线路钢塔分体基础使用掏挖类型作为基础，能够提高原状土的总体承载能力，降低混凝土和土石方的用量，减少对钢材的损耗，并且施工过程简单容易操作，对环境也可以起到较好的保护作用。又例如，在水田地段配网架空线路塔的基础可以使用台阶造型，不仅节约工程建造的用料，也可以保护地下水资源质量。往往新建的基础体积是原有基础的两倍。第三，不同类型的杆塔在充分满足标准档距后，高度不应过高，可减小高强度风的影响。防风拉线多采用“人”字形，要在转角、内角和外角处均设置防风加固拉线，最大限度增强电杆的抗倾覆性能，提高使用的稳固性高和安全性。另外，在一些山顶线路上或者风口位置使用铁塔更加稳妥，同时要依据风力大小，选择重量大的铁塔，一般比老铁塔重2倍的铁塔，其抗倾覆弯矩可以提高3倍以上。针对容易出现的锈蚀问题，采用铝包钢绞线和胶装式陶瓷横担较为稳妥。

根据实际应用可知，本区域10kV配网架空线路抗风加固设计技术改造之后，最大设计风速为40米/秒的线路一年运行中，每公里所花费的维修与养护费用比改造前节约了3.5万元，55米/秒的线路一年运行过程中，每公里所花费的维护费用比改造前节约了4.7万元，极大地节约了运营成本。

4 总结

综上所述，受到沿海区域气候特征与自然环境的制约，10kV配网架空线路设计和应用的抗风能力一直以来都备受重视。根据现有的客观条件，采取因地制宜和因时制宜相结合的解决方案，增强技术的可操作性，不断增强线路的抗风水平，从而减小运行维护方面的支出，最大限度提高经济效益。

参考文献：

[1]彭向阳，黄志伟，戴志伟.配电线路台风受损原因及风灾防御措施分析[J].南方电网技术，2010.

[2]广东沿海地区电网防御台风技术标准和加固措施[J].广电计部[2011]101号.endprint