配网架空线路及杆塔基础设计探究

柳鹏

【摘要】本文针对配网架空线路及杆塔基础设计，结合理论实践，先分析了浙江温岭配网架空线路现存的问题，然后分别探究了配网架空线路和杆塔基础设计要点。探究结果表明，配网架空线路结构组成复杂，设计内容众多，任何一个环节控制不当，都会影响后期施工和使用的安全性，在具体设计中需要结合目前存在的问题，开展有针对性的设计，以提升设计效果，保证配网架空线路运行的安全性和稳定性。

【关键词】配网架空线路;杆塔基础;短路;线路导线

【引言】在当前社会经济高速发展的背景下，用电量与日俱增，对配网架空线路运行的可靠性、稳定性、安全性提出了更高的要求。配网架空线路是电力系统主要组成部分，一旦发生问题，会引起大范围停电，影响用电质量。杆塔基础是配网架空线路设计的重中之重，其设计效果，对配网架空线路造成的影响比较大，基于此，开展配网架空线路及杆塔设计探究就显得尤为必要。

1. 目前配网架空线路中存在的问题

1.1短路故障频繁发生

一些配网架空线路设计人员专业水平有限，无法按照要求设计出高质量的配网架空线路设计方案，无法为后期施工提供必要的参考和指导，导致线路安装错误。再加上配网架空线路比较复杂，在设计中经常发生结构混淆问题，难以保证设计方案的完善性，埋下了严重的安全隐患。配网架空线路结构复杂，且受到外界环境的影响比较大，在设计中，任何一个设计标准不达标，都会引发短路故障，不但会影响用电质量，而且容易发生火灾、爆炸等安全事故。

1.2杆塔设计不合理

当配网架空线路的位置、功率确定好之后，杆塔的结构、形式也就基本确定，在设计时需要结合配网架空线路的特性，制定设计方案，并按照专业标准进行设计，保证杆塔的最低限度能够承受10级台风破坏，以保证配网架空线路运行安全性^【1】。但就目前设计现状来看，一些单位为压缩成本，尽快开工，没有进行实地调查，只是参照类似的工程进行设计，致使杆塔抗风能力不足、埋设深度不够、紧固性不达标。当风力较大时，经常发生杆塔倒塌问题，致使供电中断，安全事故频发。

1.3避雷设计不到位

雷击对配网架空线路造成的影响非常大，配网架空线路多位于空旷的野外，或者高山峻岭中，如果避雷设计不到位，在雷雨天遭受雷击之后，会对配网架空线路造成严重破坏，也是引发配网架空线路发生供电故障的主要原因之一。配网架空线路所选的导线具有非常好的导电性，遭受雷击的概率也就大大增加。因此，在具体设计中，需要采取有针对性的防雷措施和结构，能够将雷电流及时导入地下，降低对配网架空线路自身总成的影响。

1. 配网架空线路设计要点

2.1科学合理的选择线路导线

配网架空线路比较长，电能损耗比较严重，电能损耗量和导线电阻息息相关，按照配网架空线路电压的要求，合理选择导线材质和截面积，可大幅度降低电能损耗^【2】。配网架空线路通常和用电用户相连，要想在不改变负荷输送的条件下，降低电能损耗，在设计中要适当增大导线截面积，降低导线电阻。比如：每度电的价格是a元，相邻两截面点电线每米的差价为b元，当导线截面积增大之后，线损电费可减少M元，线路投资成本增加N元，M和N的计算公式如下：

这两个公式中，Wx表示配网架空线路中有功功率损耗的下降值，L表示导线的长度，如果能够保证M=N，在增加的投资量和节约电费的费用相同，导线截面积增大之后，可节约的电能量如表1所示：

通常情况下，配网架空线路选用导线，其使用寿命为10年，如果在设计中适当增加导线的截面积，有助于降低线路损耗，而且还能获得客观经济效益。

2.2导线排列连接和档距设计

为便于后期线路架设，在设计时要尽量将导线设计成三角形或者水平排列形式。而导线档距则要结合当地条件合理设计，配网架空线路中有一些城镇架设线路，挡距要控制在40～50m之间，如果穿越乡村地区，则档距可适当提升，但也要控制在60～100m之间。配网架空线路导线的排列情况需要结合档距合理设计，当档距离小于或者等于40m时，导线排列时最小间距为0.6m，此后，档距每增加10m，导线的最小间距增加0.5m^【3】。在进行导线连接设计中，必须保证导线的连接和档距有一定的距离。如果配网架空线路导线搭设在相同的横担之上，则要保证每个搭在横担上的导线截面距离都在三级以上。

2.3电杆选择设计

在配网架空线路设计中，电杆设计是重中之重，其设计效果对配网架空线路的总体运行效果有较大影响。因此，需要结合当地实际情况，选择合理的电杆。比如：对 10kV配网架空线路而言，可选择制质地比较坚硬混凝土电杆。400 标高电杆的最小保护距离1cm圆形截面混凝土电杆，300 标号电杆是以1.5cm为最小保护距离的矩形截面预应力混凝土電杆。在电杆设计中，除标号选择之外，还要结合当地实际情况和周围环境，进行埋设深度和安全系数设计，以保证电杆的稳定性。

2.4防雷设计

防雷设计也是配网架空线路设计的重点，配网架空线路位于野外和地势比较高的区域，在雷雨天极易遭受雷击，从而发生短路故障，影响供电质量，如果情况严重，甚至会发生火灾和爆炸，为当地用户造成不利影响。所以在防雷设计中，需要结合配网架空线路所在区域的气候条件，地形地貌，选择有针对性的防雷措施^【4】。比如：可选择防雷能力比较强的绝缘子，提升配网架空线路的防雷能力和耐压能力，针对那些容易发生雷击的场所，可设计一些避雷器，并提升避雷器设计密度，保护配网架空线路免受雷击侵害。还可以按照具体地形情况来设计相应的防雷路线，降低配网架空线路遭受雷击的概率。此外，在设计还要适当降低杆塔接地电阻，减低配网架空线路发生跳闸的频次，提升配网架空线路运行的稳定性。

1. 配网架空线路杆塔基础设计

3.1杆塔基础承受荷载设计

地基质量对杆塔的影响比较大，也杆塔基础设计的重点，需要适当提升杆塔地基的强度和承载力，以保证杆塔运行的安全性。杆塔在运行中荷载来源比较多，包括：风力荷载、线路自重、各种设备的竖向荷载。此外，杆塔和线路在架设时，也会出现安装荷载，为满足承受多项荷载的要求，在杆塔基础设计中，需要对各项荷载进行统计、计算、分析，得出最后的荷载数据，为杆塔承重设计提供数据支持，保证设计效果。

3.2抗风加固杆塔基础设计

配网架空线路杆塔基础设计中还要充分考虑风力的影响，需要加强抗风加固设计，可适当加设防风拉线来提升杆塔基础的加固效果。对加装防风拉线的配网架空线路电杆而言，电杆的埋设深度要符合表2中的规定，如果现场条件特殊，无法满足需要适当加固基础。

防风拉线材料最好选择镀锌钢绞线，且截面积不应小于35mm2，拉线和电杆之间的夹角要控制在45°左右。如果收到地形条件的限制，夹角可适当减少，但最小不应小于30°。

3.3斜坡位置杆塔基础设计

配网架空线路比较长，难免会遇到特殊地形，当杆塔布置在斜坡上时，杆塔腿间必然会存在一定的高度差，此时需要通过高低腿进行平衡处理，可在任意四个放心上设计高低腿。前塔腿级差可设计为1.5m，最大差值设计为9m，地面高差而言可任意设计。如果在具体设计中，长短腿无法有效平衡地面高差，可通过布設主柱的方法进行弥补，通过此种设计方法，长短腿差值的最大量也可以适当扩大。在斜坡上设计杆塔基础时，需要综合考虑杆塔在陡峭山顶的位置，尽量减少后期施工工程量^【5】。如果基础设计无法满足实际要求，在一些特殊地段，可采取特殊的设计方法，比如：如果主柱无法升高，可适当放大短腿所在的基面，以便更好的适应不规则地形。

【结束语】

综上所述，本文结合理论实践，探究了配网架空线路及杆塔基础设计，探究结果表明，配网架空线路及杆塔基础设计难度较大，具有很强的技术性和综合性，涉及到的因素比较多。在具体设计中，需要结合当地地理条件、气候条件、地形地貌等，寻找有针对性的设计方法，加强现场调研，保证设计方案具有可行性和科学性，为后期施工建设提供参考和指导，促使配网架空线路事业稳健发展。

【参考文献】

[1]孙岩，孙威，刘赫.架空输电线路杆塔基础设计施工技术分析[J].农家参谋，2018，586（12）：199.

[2]罗钰.输电线路杆塔基础设计分析[J].资源信息与工程，2018，33（05）：149-150+152.

[3]杨文智，鲁先龙.山区输电线路基础设计与岩石地基勘察研究[J].土木工程， 2019，8（2）：P.309-336.

[4]权锋， 闫可为. 某750kV输电线路杆塔基础加固设计[J].山西建筑，2019， 45（17）：45-46.

[5]周天雨，黄子豪，施巍杰.城区配网10kV架空线路地埋改造设计研究[J].科技创新与应用，2019，259（03）：93-94.