电力施工中110 kV输电线路质量控制研究

宋金龙

（甘肃省安装建设集团有限公司，甘肃 兰州 730050）

电力工程施工质量控制对电路使用安全性具有重要意义。以110 kV的输电线路施工质量控制为例，科学的施工方法可有效提高施工质量，避免施工过程与后续的使用过程出现安全隐患问题。对此，重点了解电力工程中输电线路的质量控制要点，结合现有电力工程施工现状提出相应的优化策略。

1 电力工程中输电线的质量管理

通过对输电线的质量管理可有效保证输电线的施工安全，因此必须强化工程建设的管理做好各项检测工作。同时，该项工作可以加强各施工环节之间的衔接性，确保各施工流程及施工工序高效完成。不仅如此，该项工作还可以保证电力工程施工及管理顺畅，提高施工流程及施工工艺的匹配度，以此确保工程保质保量按时竣工。此外，加强输电线质量管理可以提高电力工程经济效益，管理人员可以遵照施工图纸科学控制施工成本，提高资金利用率以及灵活性等。为此，电力企业需要加强对输电线施工的监督与管理，尽可能降低成本偏差，防止出现资金浪费现象，以此提高经济效益，实现企业发展目标。

2 电力工程建设过程中的质量管理

在电力工程施工过程中，对传输线进行控制的重点在于铁塔基础施工、杆塔组装施工以及架线工作。在实际的施工过程中，要对其进行详细的控制和关键技术环节的说明，以此方式避免普遍存在的电力输送线路的质量问题。

2.1 铁塔基础处理

在110 kV输电线路的建设中，不论是场地条件，还是土体的构造均十分复杂，如果建筑位置太过偏僻又太过隐秘的话，就有可能出现监测不力以及资料错误等问题。利用专门的技术方法对铁塔的接地阻力进行科学的调节，并对其进行适时的修改，以利于以后架设工作的顺利进行。有些建筑的土体其内部的电阻率比较高，再加上外面的交通条件不好或者是建筑的内容比较隐秘，所以在建筑的建设中必须要对其进行严密的监管，才能将其普遍存在的质量问题解决掉。

2.2 制作杆塔基础模板与组装

针对于110 kV输电线路的施工，施工模板主要分为两种，一种是钢模板结构，一种是木模板，其中钢模板结构属于常用模板，其性能以及强度等都优于木模板。为此，模板材质的选择需要施工人员引起重视，具体选择何种模板需要依据施工条件以及施工要求而定。如果施工需要选用木模板，施工人员需要严格控制模板尺寸，以此确保塔杆质量与安装工作的安全性。在组装过程中需要对组装环境进行考虑，即要保障施工过程中的安全性，同时也要保障组装完成后铁塔塔杆的稳定性，以提高塔杆的使用性能。

2.3 输电线路架设

在电力系统中，铁塔分为直线式和抗拉式两种。在架设导线之前要根据外界的施工条件进行导线的精确配线，杆塔的建造无论是何种工序，施工人员都需要认真完成，尤其是防雷、防污以及清洗等工序，施工人员需要保证杆塔质量，提高杆塔强度以及硬度等。在电力传输中，由于塔架的种类繁多其作用也各不相同，因此必须根据具体的项目背景和具体的条件对其进行优化，才能达到期望的品质管理目的，从而达到其各项指标。

3 杆塔动力学分析

输电杆塔在安装完成之后会受到自然环境的影响而出现振动，当震动足够频繁且持久后会造成输电塔杆的沉降。对此，针对于试验塔杆的敲击操作，可以选用自主人工激励装置，该装置具有模拟功能，其可以将输电塔在自然界中产生的微振动进行模拟，此时加之振动信号的收集，可以辅助工作人员分析110 kV输电塔的沉降变化情况。

3.1 振动微分方程

从空间角度对110 kV输电塔杆进行划分，其可以被视为多自由度振动系统的一种，所以工作人员可以优先从该系统的原理入手，开展一系列分析工作的同时构建物理参数模型，模型具体如下：

上式中：m表示塔杆单自由度结构的质量，c表示塔杆单自由度结构的阻尼，k表示塔杆单自由度结构刚度；m˙x˙(t) 表示振动时的加速度，cx˙(t) 表示振动时的速度，x(t) 表示振动时的位移，f(t) 表示激励，即为荷载作用。

上式可以被改写成正则形式，具体如下：

上式中：σ表示系统的衰减指数，0ω表示系统下的无阻尼频率，

上式（3）在微分方程中属于典型，求解可知：

则阻尼模态频率计算公式如下：

下（5）为结构形变量与刚度k的关系式：

上式中k：=F表δ示结构上的作用k力=；Fδ表示力施加后所产生的形变。由上（5）可知，110 kV输电杆结构出现变形问题之后，输电杆结构刚度减小。

3.2 振型节点计算

振型节点表示输电杆塔振动中模态振型与原始结构的交汇点，因此振型节点在实验中的振幅始终为零。为进一步得到塔杆震动产生的沉降关系，针对于输电杆塔振动数据的收集，可以使用振动传感器，为保证该传感器正常运行，其安装位置需要与振型节点保持距离，以此确保振动信息具有科学性。对此，实验以西安某大学110 kV猫头型输电塔模型为基础，进行模拟输电塔安装完成后受自然界影响而产生的沉降现象。该塔的主要使用材料为Q345和Q235等两种类型的边角钢。结合安装实际情况，模型的节点可以是输电铁塔杆中心轴线交点的连接位置，而节点间的角钢可以被简化。随后，针对于模型的模态分析，工作人员可以使用ANSYS命令流，而对于输电铁塔结构的模拟，工作人员可以使用Beaml88单元，安装输电塔实体与简化模型如图1所示。

图1 输电塔实体与简化模型

安装完成后的输电塔塔脚与混凝地桩以地脚螺栓的方式相连接，为保证输电塔的结构稳定需要4个塔腿节点下的6个自由度全部进行约束。对输电铁塔工作过程中承受风载荷对风荷载进行计算，其表达式为：

上式中：W表示杆塔结构上的作用风荷载（N/m2）；µow表示基本风压（N/m2）；rµ表示调整系数（重现期），结构一般为1；µµzµ表示风压高度变化系数（取值3.13）；βcsµµ表示风荷载体型系数（取值1.29）；cµβ表示铁塔风荷载调整系数，实验模型取值为1.05。

结合安装实际的风险扰动风速，设定实验风速为15 m/s，风向纵向垂直于铁塔结构。依据上式（6）以及架空输电线路杆塔结构设计技术规定，可知晓分段荷载F，数据汇总见下表1。

表1 输电杆塔各段塔材风载荷分布W（/N·m-2）

由上表中数据能够看出，输电塔结构尚未失去稳定结构时，低阶模态频率的变化与风速大小成正比，且其变化高于高阶模态频率变化。由此证明，输电塔的震动扰动是输电塔产生沉降的主要原因之一，为保证110 kV输电塔安装完成后能够长时间保持结构稳定，不会出现沉降、结构点失稳以及倾斜等问题，需要结合实际安装地区情况进行实验，得出输电塔的应力结构变化参数，以期为110 kV输电塔的安装与加固施工奠定基础。

4 电力系统110 kV线路的安全运行对策

在配电线路的运行过程中，受外界的干扰以及不能及时的运行维护等原因，会对110 kV线路的安全运行造成一定的威胁。要确保110 kV配电网的正常运转，就必须加大监管力度，并采取相应的对策与方法。

4.1 110 kV线路网络架构的理性设计

在对配电网络架构进行优化时，必须综合考虑各种影响因素，才能保证整体架构的科学性和合理性。110 kV线路的选取应当减少线路的使用长度并降低线路的运营效益，尽可能地采取一条线，并且要尽可能地减少线路的损耗。同时，还要尽可能地避开树林，以免受到植物、动物的干扰，以期确保110 kV线路设计的科学性、稳定性、经济效益，降低对耕地的占用以及降低二次建设的发生。

4.2 健全安保和警报制度

中国幅员辽阔地区差别较大，特别是北方和南方的差别较大，所以在长途输电110 kV路的操作与维护方面，不能仅有一种统一的规范，各个相关的电网企业要结合自己的实际情况，构建一种能够反映配电110 kV路实际工作情况且符合当地实际情况的预警体系，以便能够将潜在的安全管理问题找出来，并采取相应的措施予以解决。在此基础上，提出一种基于电力网络的电力网络安全监测方法，并与气象站保持联络，随时掌握110 kV线路的气象状况，以便在发生意外事故时，能够第一时间告知调度员，将隐患消除在萌芽状态，确保电力系统的运行。

4.3 强化110 kV线路日常巡视

为确保配电系统运行的安全性，应加大110 kV线路日常巡查力度，及时发现问题及时解决。此外，还要经常对户线之间的间距、110 kV路、建筑物与地面的交叉情况等进行定期的检测，看清110 kV路设备的老化、腐蚀情况，对电线的支承，比如电线杆件的稳定性进行彻底的检测，一旦出现腐蚀或损坏，就需要进行加固或替换，以确保电力系统的正常运行。

4.4 对110 kV线路进行检验

（1）雷电防护。雷电灾害严重威胁着配电网的安全，故110 kV线路的雷电防护已成为电网企业必须重视的课题。当前，110 kV线路的防雷措施有3种：①布设避雷线；其特点是能对铁塔起到良好的保护作用，还能起到一定的防雷作用，适用于中高压线路。②减小杆件的地阻，增强其防雷性能。③在配电网络中，增加接地线路，使接地线路与接地线路相连接，使接地线路上的绝缘子串的电压大幅度下降。

（2）抗风力。在110 kV线路的常规运行中，强风对电网的安全性有很大的威胁，所以必须做好强风防护工作。为确保铁塔的稳定，应对塔基进行加固，并对其进行检测，以确保铁塔的稳定。在110 kV新线路上增设抗张力铁塔，避免由于110 kV线路的部分薄弱而引起断线倒柱，在线路的设计中，应根据线路在线路上的实际情况，综合分析确定线路在线路上的最佳布线密度。

（3）火灾预防。要认真地检查110 kV输电线路周围环境，制定相应的消防安全保障计划，并采取相应的对策，不断强化对110 kV路边的运行状况的全方位的监视，从而达到对配电网110 kV路边的实时监视，改善和完善山火的防范和应急处理计划，提高110 kV线路的主体安全性。

5 结语

综上所述，电力工程施工具有较高的危险性，需要施工人员提高施工质量，借助现代化技术手段优化110 kV输电线路的施工，最大限度保障施工完成后的输电线路质量，提高电路的使用效率。虽然110 kV的输电线路施工可借助现代化技术规避可能发生的一系列问题，但是仍需要加强应急预案的建设工作，保障110 kV输电线路的安全。