面向电网工程的架空输电线路施工技术研究

刘涛

摘要：为改变传统架空输电线路对搭设环境要求较高、工期较长等问题，对面向电网工程的架空输电线路施工技术展开研究。首先使用无人机放置导引线，然后进行杆塔雷电防护，以避免因雷击而导致的线路跳闸，同时设置接地电阻进行安全防护。最后进行绝缘索桥的布置与拆除，以保证索桥下端与电线之间的安全间距。实例分析结果表明：采用面向电网工程的架空输电线路施工技术后，各个测点的导线拉力均低于施工最大允许拉力，证明该技术方法满足工程需求的精度，具有较高的可行性。

关键词：施工技术；输电线路；电网工程；电力

0   引言

为了更好地满足中国现代经济社会的发展需要，面对电网工程中10kV输电线路架空规划与设计，已成为当前电力系统工作中的一个重要课题。科学规范的设计是保证线路安全运行的关键，同时也是降低线路损失率、延长线路寿命的关键，需要进一步研究10kV配电线路的规划与设计，并确定其设计要点，以使其设计更加严謹和规范化。

丁萍刚[1]等人建立了线路建设约束条件下的数学模型，并利用 MMC复合电容电压脉动调控方法，实现了对线路负荷的稳定调控。考虑到电力系统中的混杂拓扑，采用多因子反馈调整方式，实现对电力系统中负电平输出线的稳定调控。基于模块化切换的交流-直流混联高压电网负荷平衡控制算法，使用优先级的分步算法来平衡输变电器分步运行过程中各模块间的电容电压，从而实现混联高压电网架空输电线路施工工艺的优化。

在架空10kV输电线路施工过程中，传统的施工方式通常是通过展放细牵引绳拖动电缆，即将在地面上建筑施工者放一次牵引钢丝绳受力，然后再将牵引绳的另一头与待放电地线连接，并逐步展放[2-3]。该技术的应用已比较成熟，但却存在施工时间长、效率低、安全风险大等不足。

为解决上述方法存在的问题，本文提出使用无人机放置导引线技术。该技术能够有效提升施工效率，具有较低的安全风险和较高的经济效率[4-5]。

1   电网工程架空输电线路施工流程

1.1   使用无人机放导引线

首先根据该电网工程项目的具体情况，选择符合项目的技术特征和施工需要的无人机，进行导引线的展开和释放。

根据实地考察，在4#～5#线耐拉段的两端选择相对开阔且视线良好的平地进行布线。经过评估，5#塔位置较高，视野开阔，适合进行无人机起降操作。在该位置下方安装了一根导引绳[6]，具体的导引线展放流程如图1所示。该工程中使用的导引线具体参数规格如表1所示。

之后无人机驾驶员站在4#塔的下方，控制无人机将第1导引线，通过铁塔对应相序横担下方的定滑车。滑车必须具性能良好，且滑轮需转动灵活。随后，驾驶员操作无人机沿着路线飞向5#塔，在抵达5#铁塔后，通过对讲机向铁塔上的工作人员进行确认，并将无人机下方的第一个导引线的绳端取下，将其引到地面。然后与4#铁塔的工作人员取得联系，由人工拉动第二个导引线。逐根拉出导引线直至到达目的地，即完成牵引导引线的展放工作。

导引线的线长计算公式如下：

式中：β表示线档悬挂点连接线倾斜角/°，l代表档内线长，?代表档内弧垂，L表示档距。

在展放导引线作业中，受到放线盘释放牵引绳的影响，设备的飞行速度应该控制在4～6m/s的范围内。在550m的裆距时，可在10min内完成飞行作业，全部的导引线的展开和收放要控制在10min以内。

1.2   杆塔雷电防护

考虑到输电线路杆塔接地电阻小，可能导致雷电潮流波在杆塔顶部产生完全反射，为此在雷击间隔距离的中部，雷电流量概率曲线内的雷电流量应减半。雷电还会产生感应雷电压，可能导致线路跳闸，并有可能引发直接的雷电冲击，因此需要对输电线路杆塔进行雷电防护。

感应雷中的过电压是指线路附近的地面上大量电流通过线路时产生的过电压，该过电压的计算公式如下：

公式中：I表示雷电流幅值，单位为kA；Ui表示最大值感应过电压，单位为kV；S代表雷击点距线路距离，单位为m；hαv表示导线平均高度，单位为m。

杆塔的抗雷击能力，与杆塔的高度和电压有很大的关系，随着高压输电线的高度和电压的提升，高压输电线的架空地线屏蔽功能也随之降低。在实际应用中，可以通过选择适当的地线保护角度、控制塔高、减小接地电阻、加绝缘子串、增加雷电过电压间隙等方法，来提高线路的雷电防护等级。

1.3   设置接地电阻

接地电阻在电力系统中起着关键的作用，当系统发生故障时，其通过将电网设备的中性点接地，可以将过电压引导至地下，降低触电风险，保护人员的生命安全。同时其能够实现地网的良好连接，确保在故障发生时电流能够有效地回流至地下，减少对电网的干扰，维护系统的正常运行。

合理选择和设置接地电阻是电力系统设计和运行中不可忽视的重要环节。表2为雷雨季节干燥条件下，杆塔的工频接地电阻的设计规范数值。常规工程经常在塔基周围布上铺设镀锌钢板，以使杆塔周边接地电阻达到规范规定的要求。

1.4   绝缘索桥的布置和拆除

1.4.1   绝缘索桥的布置

如果电线落在桥面上，需要特别关注地线或导向绳与吊架之间最后一根电线的最小间距。如果该间距发生较大变化，应及时通过承载绳锚定处的手动起重装置进行调整，以确保索桥下端与电线之间的安全间距。绝缘索桥的布置如图2所示。

1.4.2   绝缘索桥拆除

在横档两端铁塔导线的辅助装置安装完毕后，即可拆卸绝缘索桥。拆卸的次序应为：先拆承力钢索，然后拆循环钢索，最后拆除索桥的支撑和临时钢索。

松开与地面锚杆之间的承力索端后，在绳索的末端，有一条迪尼玛绳，可以使用旋转连接器将绳索拉紧。在A号塔架上拉起承力索的A头，并使其在半空中慢慢越过被吊挂的物体，直到承力索的B头达到A号塔架上。将迪尼玛绳与承力索连接处松开，将其放回原处。经过反复的牵引后，直至卸下承力索，将主导绳反转，然后进行人工拉回。

之后检查工地卫生状况，确保没有残留物，并及时清除。锚杆拆除后，应对所有的坑洞进行回填，并将其还原成原状。现场残留的塑胶袋、铁丝等必须清除并进行回收。

2   实例应用状况

2.1   工程概况

本次工程是针对一条新建的10kV架空输电线路进行施工。该线路采用2根LGJ-470/43号电缆、LBGJ-150-30交流电接线和35根OPGW电缆。线路总长度为1.2km，经过广深港高速铁路和A1至A4线。跨接裆A3至A4的跨度为235m。

最近的塔架为A2塔架，距离为57.3m，交叉跨接角为60°。铁塔的高度为32m，铁轨顶部的高度为11.8m，宽度为14.5m，接触线高度为8.5m。工程设计要求在线路架设完成后，导线与轨道之间的垂直高度为17.1m（在考虑65℃温度时计算）。本次工程相关的施工规模数据如表3所示。

2.2   施工效果分析

基于以上工程概况，使用本文设计的面向电网工程的架空输电线路施工技术进行施工。由于对变电站的门框进行改装，导致进线档的位置和高度发生了变化，因此需要重新进行挂线。工程导线施工示意图如图3所示。

为进一步获取工程数据，证明本文方法的有效性，使用检测仪进行检测，其测试结果如表4所示。

由表4施工结果可以看出，使用面向电网工程的架空输电线路施工技术施工后各个测点的导线拉力均低于施工最大允许拉力，证明该技术方法满足工程需求精度，符合電网工程的施工需求，有一定的参考价值。

3   结束语

在10kV输电线路的施工建设规划中，其电网工程施工的设计方案是一个非常关键的问题，其设计方案直接关系到电网的供电质量与安全。所以，在进行具体的规划设计时，必须与建筑工程的基础条件相结合，进行科学规范的设计。

10kV配电网络输电线路的设计是一项相当复杂的工作，在具体的设计工作中，相关的设计人员要不断地加强自己的学习，提高自己的设计水平和综合素质，让自己的设计更适合于现实的需求，从而推动电网技术的的进步与完善。

参考文献

[1] 丁萍刚，杨洲，王祎.高压交直流混联电网架空输电线路施工技术研究[J].电气自动化，2021，43（1）：59-62.

[2] 陈华新，姚望，景俊伟等.基于改进YOLOv5的矿区输电线路鸟群检测算法[J].能源与环保，2023，45（8）：200-206.

[3] 张云阁，周英博，李吕满等.浅谈全过程机械化施工在输电线路工程中的应用[J].低碳世界，2023，13（8）：73-75.

[4] 杨德浩，张娟，张燕等.输电线路分布式故障精确定位装置的设计[J].电子技术，2023，52（7）：270-271.

[5] 杨剑飞，姜志鹏，舒胜文等.输电线路杆塔分形外延接地网接地特性及影响因素研究[J].智慧电力，2023，51（7）：1-8+38.

[6] 孙安黎，向春，喻建波.基于三维设计主成分分析的电网工程算量信息权重提取方法[J].计算机应用与软件，2023，40（8）：104-109.