电力配网架空线路工程施工技术优化研究

刘建伟 LIU Jian-wei

（国网新疆电力有限公司阿克苏供电公司，阿克苏 843000）

0 引言

配电系统属于电力建设中十分重要的一部分，架空线路是否质量可靠也关乎到配电网的运行稳定。为充分保证架空线路施工质量，在实际施工作业中应当全方位把控技术要素，深入剖析潜在的各类隐患因素与问题，并且要严格依照施工规范与标准，从而保证施工效果满足预期目标。所以，为保障电力工程施工活动的高质高效开展，需要采取可靠措施，如避雷、塔杆安装与线路铺设等，从而显著提高施工作业的效率以及安全水平。

1 电力配网架空线路工程在施工中存在的问题

1.1 倒塌的问题

在电力配网架空线路工程的施工作业中，电力杆塔面临着多种问题。为节约成本，部分施工者可能选择使用低质量的材料，这不仅影响了杆塔的稳定性，还使其在面对大风天气时倾倒倒塌的风险增加。此外，常存在埋设深度太浅的问题，如此会导致杆塔基础不够牢固。这种情况下，杆塔无法承受强风的冲击，容易发生倒塌事故[1]。

1.2 短路的问题

部分电力工程施工人员缺乏正确连接线路的知识和技巧，无法准确检测线路的走向和设计装置，如此就可能导致线路短路问题的出现。为了确保电力线路的稳定和安全运行，施工人员需要提高技术水平，加强对线路连接和检测的培训和监督。

1.3 雷电的问题

雷电天气在夏季是比较常见的现象，会给架空线路带来额外的风险。当雷电直击架空线路时，电线可能会受到电击，导致爆裂与掉落。为了减轻这种情况带来的影响，一般是使用并沟技术，即通过将电线并排安装在多个横杆上来分散电击的影响。然而，部分施工人员未能全面掌握这项技术，从而无法很好地解决雷电问题。

2 电力配网架空线路工程施工技术分析

2.1 基础施工过程

在塔杆下设坑道的基础施工过程中主要包含以下三种技术：①掏挖技术，适合应用在土质松软区域的挖掘施工中，但需要注意选择合适的位置和做好砼浇筑加固工作；②在具有岩石地质条件的区域，需要采用岩地施工基础技术，在打孔浇筑环节应注意避免对岩石结构造成破坏；③联合基础技术则需要根据地质条件选取不同的基础形式，如地台式、桩基式等，以满足塔杆的稳定性和整体性能要求。

在实际施工过程中，需要根据不同地质条件进行相应的施工管理，包括开展前期勘测、设计施工方案、制定安全计划等。同时，还需要严格按照施工流程进行操作，对混凝土浇筑过程进行振捣和防护，确保浇筑质量。在施工结束后，还需进行验收和检查，确保塔杆基础的稳定性和安全性。

2.2 线路铺设施工过程

在布线环节，首先需要选取适合的布线方式。对于跨越电压大于35kV 的线路，高空度线法是常用的选择，这种方法要求布线时线路不能接地。通过高空度线法，线路可以安全地跨越高压电线，避免了可能产生的电弧飞跃和电击风险。在施工中，如果条件允许，应尽可能选择张力展放的方式[2]。此种方式可以有效减少线路磨耗程度，提升铺设效率。当线路需要通过地面时，也可以选择拖地展放方法，但需要注意拖地展放会对线路造成较大的磨损，同时需要投入更多人力资源。除了选择合适的布线方法，还需要在布线施工中及时检查线路有否存在破损或异常情况，如断裂、老化等，从而及时加以处理和修复，确保线路的正常运行和安全性。

在开展紧线作业之前，需要注意一些关键步骤。首先，要确保子导线的位置正确，防止导线出槽或绞绕。其次，要对导线进行捋顺，以确保线路的整齐与美观。同时，也要仔细调试压接管的位置，确保连接质量和稳定性。为了确保施工过程的安全性，还需要安装临时接地线设备。这样可以有效地将施工现场的电流引导到地下，防止电击事故的发生。只有在确认临时接地线设备设置正确后，才能进行紧线作业，确保施工过程的顺利进行。

2.3 塔杆施工技术

2.3.1 距离确定

电杆通常是由具有一定强度和抗风能力的材料制成，如钢铁、混凝土或木材。在安装前，必须对电杆进行严格的检查和处理，以确保其质量符合要求。一旦发现电杆存在封堵、脱落或其他安全隐患，应当立即采取行动进行修复和维护，以确保线路的正常运行和安全性。根据安全规定，电杆的距离应当符合规定要求。其中，偏移量是一个重要指标，一般要求低于50mm，以确保电杆与其他设备或结构的安全距离。此外，杆尖偏移量也需要低于杆直径的1/2。对于转角杆，其倾斜角度不得超过原直径，这样可以保证转角杆的强度和稳定性，并避免因倾斜过度而引起的线路问题。在双杆结构施工时，对于支柱高度差的控制至关重要，规定要求最小应当达到20mm[3]。此外，两支柱的中心间距也有限制，不可超过50mm。

2.3.2 位置确定

电杆的位置确定需要考虑多个因素，包括线路的走向、地形地貌、土壤条件等。合理的电杆布置可以确保线路的稳定性和安全性。如果线路的偏移超过了一根杆的限制，便应当重新定位电杆。同时，若是架空线路设计方案未明确规定电杆埋深，则电杆的埋深应满足国家有关标准。合理的电杆埋深可以增加电杆的抗倾覆能力，确保线路在各种条件下的正常运行。在特定部位（如高风区、地震带或其他地质灾害易发区域）的杆塔施工作业中，需要密切关注杆塔的稳定性，并采取加固措施，如增加基础面积、使用加固钢筋等，可以提高杆塔的稳定性，保障电力配网的安全运行。

2.3.3 基坑底盘

在建设基坑底盘时，遵守有关的施工规范非常关键。如何保证基坑底盘的稳定性是一个非常重要的问题。首先，为了保证开挖深度满足要求，施工人员需要根据测量结果确定开挖深度，并在不断检查的同时逐步开挖。同时，为了确保底盘一直保持水平状态，施工人员还需要使用水平仪器进行检查，以及使用专业设备对底盘进行调整。在底盘检查结束后，需要夯实电杆周围环境以确保牢固安装。为减少地基沉降等问题，应在夯实土壤前进行地基处理，包括排水、填充和压实。此外，应将电杆卡盘顶端和地面的间距控制在0.5m，以防止电杆受到水土流失等自然灾害的影响。在电杆安装完毕后，地下水和雨水可能会渗透进基坑中，导致基坑内的水位上升并阻碍施工。在这种情况下，需要立刻破碎填充的土壤并在50cm 处加以夯实，以便排除积水，并确保基坑内部保持干燥状态[4]。

2.4 防雷施工技术

为了有效应对雷击对电力配网架空线路的影响，可以从以下三方面进行防雷施工。①安装绝缘体。作业人员可以在杆塔上安装特定类型的绝缘材料，以提高架空线路的绝缘性能。并且，通过调整架空线路和地面之间的间距，可以减少雷击对线路的直接影响，从而降低雷击造成的损坏和故障风险。②依照相关要求在架空线路上设置防雷器，可以在雷击发生时有效降低雷击对架空线路带来的影响，提高线路供电质量和稳定性。③使用接地降阻剂，其作用在于当雷击发生之后，把雷电能量尽量传导至地下，从而削弱雷击给线路带来的影响。这种技术可以有效地保护电力配网架空线路，降低雷击导致的损坏和故障风险，提高线路的稳定性和可靠性。

3 健园线10kV 架空线路工程实例分析

3.1 工程概况

该工程最初的设计方案以及造价标准均参考的是《配电网工程标准设计》。优化设计方案中，主要由杆塔选材、导线安全性的改善角度入手，侧重于绿色节能、降低空间占用面积、便于施工操作、降低投资成本等，以此实现绿色配网建设目标[5]。

3.2 工程方案设计说明

以110kV 健康路变10kV 健园线线路新建工程为例，依照《配网基建工程标准设计》制定设计方案，再按照设计技术参数，把水泥杆材料替换成聚氨酯复合材料，同时对双回路直线横担进行针对性调整。

3.2.1 工程标准设计方案

从110kV 健康路变出10kV 健园线，线路长度为958m，包括了出站新铺设的10kV 交联电缆、单回10kV 交联电缆、双回与单回10kV 架空线路，长度分别为192m、300m、466m、300m。一共新修建了15 基立杆塔，包括4 基铁塔、11 根电杆。使用JKLGYJ-240/30 导线。按照新疆电网10kV 架空线路模块标准，电杆与铁塔分别使用GDP-10K-S2-Z2 模块与GDP-10K-H2J69-11 模块。

3.2.1.1 直线电杆强度等级选择

由于此工程导线是双回架设，单根导线受到的风荷载作用力Wx=1.1kN，电杆杆身受到的风荷载作用力Ws=0.79kN，电杆标准弯矩值=83.4kN·m。将电杆安全值设为1.4，则可以得出电杆设计弯矩值M=83.4×1.4=116.76kN·m。按照电杆招标型号取值190×15m×125kN·m。电杆底、卡盘采用DP-8、KP-12。

3.2.1.2 铁塔选择

铁塔综合荷载=塔身风载+导线张力。按照工程建设场地的实地勘察结果可知，该工程各部分综合荷载为：终端塔Fz=56kN；直线耐张塔Fz=18kN。所以，结合《配电网工程标准设计》中关于铁塔型号的要求，最终选定GDP-10K-H2J69-11，直线杆附件选取Z215A-190M-15，铁塔基础图与安装图见图1、图2。

图2 优化前电杆安装图

3.2.2 绿色优化设计方案

把直线型砼电杆替换成聚氨酯复合材料电杆；把主柱承台两米铁塔基础替换成1.5m 基础；直线杆中所用金具替换成Z315A-190M-15，并且，金具替换之后，原本的CD段接近房屋一侧的电缆由于符合安全距离变更成架空模式。优化后的点电杆安装图可见图3。

图3 优化后电杆安装示意图

3.3 工程方案对比

3.3.1 电杆附件性能对比

3.3.1.1 《配电网工程标准设计》传统混凝土电杆

旧式输电电杆塔具有质量大、容易腐蚀生锈与产生裂缝等缺点，耐久性较低，而且不论是在运输环节还是投入使用后的维护工作难度都较大，极易产生各类安全风险。在高寒地带，砼杆极易因为冻融循环而受损，铁塔则极易因为低温环境而发生冷脆损坏，同时钢材也容易因为人为盗窃而遭到破坏。此次使用φ190×15m×125kN·m。原本的双回路金具若是依照标准设计方案，只可选取Z215A-190M-15 此类杆上铁件，使得导线安装和电杆中心间距一致，CD 段架空导线和周围建筑体间距仅为1.2m，低于行业规定的1.5m，因此，CD 段邻近周边建筑体一侧的架空导线要求变更为电缆。

3.3.1.2 绿色优化复合聚氨酯电杆

电杆重量偏轻，仅为普通电杆的六分之一，但是强度能够达到普通电杆的四倍以上，设计使用年限在65-125年之间，而且还能够改善闪络事故率过高的问题。复合材料杆具有良好的电气绝缘能力，能够防止铁杆频发雷击事故，还能够缩小导线和塔身之间的空隙，让输电线路结构更加紧凑，缩小线路走廊宽度，此种特质使其尤其适合应用在建设空间有限的条件下。复合材料电杆本身属于一种免/低维护型结构，这便使得线路的运行安全性更加具有保障，同时还能减少线路维护费用。此次选取的电杆是φ190×15m×193.22kN·m。通过优化调整，杆上金具导线安装和电杆中心间距两侧长度不一致。并且，使用Z315A-190M-15 杆上横担，如此一来CD 段和周围建筑体的间距便可增加至1.65m，满足行业规范。

3.3.2 投资对比

优化之前的标准设计方案在电杆与金具方面的造价是125.61 万元。根据优化后的方案，假设一基电杆为450千克，聚氨酯材料单价为每吨13600 元，则只需花费77.45万元的成本。优化前后的经济对比数据见表1。因此，在前期阶段的建设施工中，双回架空线路总长0.766km，采用绿色优化设计方案相较于标准方案可减少48.16 万元的成本，实现了建设成本的大幅节约。

表1 经济对比表

4 结束语

总地来说，伴随社会经济以及科学技术的持续发展，国内电力配网架空线路施工水平也在持续提升，然而在具体施工作业中依旧存在一定缺陷，使得工程建设质量高低不一，常出现倒塌、短路以及雷电问题。所以，相关人员必须要全面掌握架空线路的各方面施工技术要点，加强对线路铺设和塔杆、防雷、基础施工等方面的技术进行研究探索，并且及时分析总结过往经验教训，不断对现有施工方案予以优化，解决施工问题，提升架空线路的运行安全与稳定性，为人们提供更加可靠的电力服务。