架空送电线路设计方面的问题分析

刘金钊

摘  要：随着人们经济水平的不断提高，各种智能化电力设备逐渐被开发，人们对于电的需求也越来越大，给输电线路带来了更大的挑战。架空送电线路具有施工简单、低成本、高安全性的突出优点，如今在我国很多城市被广泛应用。架空线路的广泛应用，导致很多架空线路在施工时是互相交叉的，给国家电网带来了严重威胁。鉴于此，该文阐述了架空送电线路科学合理设计的必要性，分析了架空送电线路设计方面的问题。

关键词：架空  送电线路  设计

中图分类号：TM726.3                             文献标识码：A                         文章编号：1672-3791（2019）06（a）-0037-02

居民用电的不断增加，要求电网在设计时必须更加科学合理。城乡一体化建设进程的不断加快，规划的区域逐渐扩大，但是受到土地的限制，使架空送电线的设计空间逐渐变小，给路径选择上带来了一定的难度，也加大了施工的难度。除此之外，根据近几年架空送电线的施工情况来看，架空送电线的施工受很多方面因素的制约。怎样才能在时间紧、影响因素多、施工环境复杂的情况下顺利完成施工，是工作的重点。

1  架空送电线设计的重要意义

随着我国农村城镇化进程的加快，原有的送电线因为占地面积过大，给路面交通带来了诸多不便，而且已经无法满足农村未来的发展需求，因此设计一个能够有效保证电网安全输电，同时又节约占地空间的架空送电线显得非常重要。随着城镇化进程的不断推进，房子会越来越高，大型货车的高度也会有所增加，而且用電设备所需要的电量也会增多，面对这些问题，以往的普通送电线不能解决，必须在保证居民正常用电的情况下，对送电线路做有目的的调整[1]。例如：湖北省枝江市化肥厂附近经常会有超过10m高的加氢反应器路过，但很多路段的输电线高度都无法满足，对于净高10m的大型设备，输电线的高度要至少达到12m才能使其安全通过，因此，枝江市对输电线路做了及时的大规模调整。

2  架空送电线路概述

所谓架空送电线路是通过发电厂向用电居民及单位输送电力的线路，对整个电路系统及用电用户来说，都是非常重要的。其设计包含路径的选择、杆塔的选择、导线的防振等，这些设计是为了起到稳定塔杆、保证送电线安全的作用。架空送电线在设计过程中必须要根据实际情况，科学合理地进行设计，保证送电线的安全稳定，避免发生事故。

3  架空送电线路的设计内容

3.1 路径的合理选择

要在输电线路的起点和终点之间设计出一条既能符合国家要求，又可以保证线路安全、合理的施工方案。选择科学、合理的路径对于保证输送质量起到至关重要的作用。选线时要注意杆位的经济成本和关键塔位建造的合理性[2]。可以与交通运输、施工环境、地形环境、线路等进行技术和经济方面的比较，具体如下。

（1）尽量选择路线短、特殊地区少、地质和周围环境比较好的方案。

（2）最好绕开树林、公园、果园等树木密集的地方。

（3）尽量不在地形复杂的环境和土壤条件不理想的地区进行挖空量或排水量比较大的施工，要保证杆塔的稳定性不受地质环境的影响。

路径的选择上尽量降低转角的数量，尽可能进行直线建设，这样可以降低输电线的长度。与此同时，对于架空路线会经过的其他送电线的次数也要严格控制，尽量避免两条线路的交叉，可以适当增加高度确保两条线路都能正常工作，增加高度不仅会导致施工费用的增加，同时也要调整架空送电线的设计方案，如此势必会增加工程的造价，还有可能会延长施工的工期。在跨越江河、山川的特殊地区，必须要充分结合当地的实际情况，科学合理地设计架空送电线，对于不方便架空送电线的地区，要尽可能避开，特别是交通比较困难的地区[3]。除此之外，还必须考虑到架空送电线如果设计的过低，会给人们的生活和周围环境带来些许不便，因此要远离树木和住宅区，最大限度地减少赔偿。

3.2 杆塔型号选择

送电线路在设计时必须要考察周围的施工地形、选线情况，再根据档距的大小来选择适合的杆塔，最好可以选择成本低、符合要求的杆塔。如果杆塔的转角比较大，要尽最大可能降低高度，减少基础施工量。在规划区内的杆塔，例如，在道路绿化带周围设置的杆塔，最好可以使用同塔多回的钢管杆，尽量减少占地面积，使城市布局可以更美观。但是比较大的转角塔杆如果使用钢管杆，因为承受压力的方式不同以及结构上的因素很容易导致杆顶的挠度变形，而且费用相对来说也比较高。所以，对于转角大的地段最好可以使用角钢塔，钢管杆可以被用于直线塔，科学合理的选择可以在符合生态环境需要的同时，又能够降低成本的投入。在实际施工过程中，合理的杆塔型号，对于减少基础施工量，提高施工速度，保证工程的顺利施工非常重要。

3.3 排杆的定位

排杆的定位在架空送电线的整个设计中占有非常重要的比重，杆塔的选择是否科学合理，能够直接影响到输送线路的施工进程、经济投资供电安全及运行维护等[4]。所以，深入研究怎样选用合适的杆塔和对排杆进行正确的定位，在送电线的设计中十分重要。

杆塔定位标准：（1）杆塔定位要避开水田、果园等，尽量不占用耕地。（2）不要在陡峭的坡地上定位，降低土石方量。（3）尽量避开池塘、水库、洼地等特殊地区。（4）如果杆塔有拉线，必须要充分考虑拉线处的施工条件。（5）要选择地址条件良好的地方施工，保证施工条件和紧线条件。

科学合理的塔位有利于基础型式的施工，合适的档距可以明显降低基础作用力，减少建造成本。档距的配置方法有：（1）可以充分利用塔杆的强度，严格掌控杆塔的使用条件。（2）每2个档距之间的距离要掌握好，不要过于悬殊，以免致使不平衡力因为距离过大而增加。（3）对于不同的杆塔类型相邻时，施工时要注意档距的大小，必须充分考虑到档中导线的接近情况，如果换位杆塔之间因为导线交叉，必须要缩小档距。（4）防止出现孤立档，尤其是小档距的孤立档。

3.4 杆塔的基础设计

杆塔的基础部分是整个送电线系统中非常重要的组成结构，既能够承载来自下方的压力，又能承载上方的拔力，与此同时，还拥有出色的水平力，因此，设计时要全面衡量，绝不能忽视[5]。杆塔基础的设计必须要保证杆塔的安全、可靠，在此基础上，尽可能降低施工成本、减少对环境的破坏、降低施工难度。

（1）轴心直柱基础。

此部分的中心位于塔脚的垂直线上。按照抵抗上拔承载方式的不同，轴心直柱基础可以分为直柱式台阶基础和板式直柱基础，其中直柱式台阶基础又称为刚性基础，板式直柱基础又称为柔性基础。刚性基础是依靠自重平衡基础上拔的力量，而柔性基础不单单只依靠自重，还依靠基础底板上面部分，回填土重量平衡基础上拔力，以上两种基础的共同点是，都可以在山区或者施工条件比较好的、较为平坦的路段进行施工。突出优点是施工过程非常简单，铁塔很容易调整位置。缺点是基础尺寸相对较大，基底部必须保证平整，挖方量比较多，刚性基础在施工时需要使用非常多的混凝土，柔性基础施工时可以使用稍微少一些混凝土，但是底板配筋需要使用的钢筋非常多，如此很不利于环保，同时成本比较高。

（2）机械钻孔桩基础。

适用于基础荷载比较大，同时机械又比较容易到达的平坦路面。在设计时，针对位于不同地质条件的杆塔，可以选择使用钻孔灌注桩或者冲孔灌注桩。在相对来说比较软的土层通常使用钻孔桩基础，冲孔桩基础大多数用于风化岩石基础。机械钻孔桩基础能够随着不同基础作用力的大小和地基的实际情况，调整直径和深埋程度。其缺点是造价比较高，同时钻孔时会产生非常大的机械噪音。基础成孔时，因为有泥浆排放，如果无法对泥浆进行及时有效的处理，那么对周围的环境会造成一定程度的破坏。在桩长比较长，而且土层下砂层比较厚的情况下，桩身很容易發生夹层或断桩，如果出现任何质量问题，想要修复非常难，维修费用非常高。

（3）挖桩孔基础。

挖桩孔基础的施工过程全部需要人工完成，不需要动用大型机械设备，主要适用于地质条件比较好且机械不方便施工的特殊山地。突出优点在于从基础中心到保护边坡的距离比较小，主柱可以比基面高，需要挖掘的土石方量比较少;能够随着基础作用力的大小和地基的实际情况，科学合理地设计桩径、深埋。此基础可以最大限度地发挥原状土的承载能力，而且占地面积比较小，能够很好地起到保护环境的作用。缺点在于如果施工地质有风化岩石或者水，则很难形成基坑，施工时，因为相关管理人员监督不及时、操作人员缺乏责任感，容易导致施工人员不按照规范操作进行防护措施的设置等工作，很有可能造成安全事故的发生。

4  结语

总而言之，架空送电线在设计阶段，必须考虑到路径的合理选择、杆塔型式的选择和排杆的科学定位等，这些因素对送电线有很大的影响，设计的合理性关乎整个工程的质量。架空送电线的设计需要根据实际施工情况有针对性地制定，生搬硬套不能够很好地保障施工质量和电网的未来发展需要。因此，必须充分结合实际情况，针对不同情况采取不同的施工方案，提高施工技术，增强施工人员的责任与安全意识，才能促进电网线路的未来发展。

参考文献

[1] 孙谊媊，董小顺，袁铁江，等.新疆极端环境下架空输电线路时变停运模型分析[J].电网与清洁能源，2017， 33（10）：29-36.

[2] 李显鑫，程述一，侯中伟，等.输变电工程初步设计内容深度规定第6部分：220kV架空输电线路部分解读[J].智能电网，2017，5（5）：502-506.

[3] 王吉岱，张良，王森，等.架空输电线路巡检机器人控制系统可靠性设计[J].机床与液压，2018，46（3）：54-57.

[4] 杜志强，徐玉华，陈泓，等.架空输电线路微地形区风害故障分析及防治方法研究[J].电工电气，2017（12）：42-45.

[5] 侯中伟，程述一，李显鑫，等.输变电工程初步设计内容深度规定第7部分：330～1100kV交直流架空输电线路部分解读[J].智能电网，2017，5（4）：413-416.