架空输电线路跨越高铁线路设计安全可靠性研究

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年39卷9期   作者:王磊
[导读] 随着我国经济建设取得非凡成就,各地区经济蓬勃发展,

         摘要:随着我国经济建设取得非凡成就,各地区经济蓬勃发展,为了提高用电安全,电力企业不断提高自身实力,保障人们正常生产生活安全。现阶段输电线路覆盖范围广泛,容易受到外界的影响,架空输电线路遭到外力的破坏事件频发,需要电力企业加强对线路的保护工作。本文对架空输电线路跨越高铁线路设计安全可靠性进行分析,以供参考。
         关键词:架空输电线路;跨越高铁;研究
引言
         铁路和电力系统在国民经济中均具有基础性、公共性和先导性的特点,双方的路、网均有点多、线长、面广的特点,在建设过程中相互交叉、跨越、占用的情况较多。随着高速铁路和电网建设速度的加快,越来越多的电力线路与高速铁路发生交叉跨越。高速铁路不同于客货混跑的普速铁路,其作为快速运送旅客的专用铁路,确保运行畅通、保障旅客人身安全是首要任务,因此研究高速铁路上跨输电线路的可靠性十分必要。
1架空输电线路防雷措施
         1.1加强架空输电线路绝缘水平
         防雷和绝缘密不可分,加强绝缘不仅仅能达到避雷效果,并且还能够有效提高人们生活安全以及用电安全。在架空输电线路中可以通过增加绝缘子的数量来获得加强绝缘水平的效果,并且在架空输电线路中的接地电阻越低,那么绝缘水平效果就越加明显。即使是在不能够实现降低接地电阻的架空输电线路中,通过增加绝缘子的片数其耐雷也能够有效提升6kA左右。一般来说,在架空输电线路中所采用的绝缘子是有机合成的绝缘子,通过大量的研究表明,有机合成的绝缘子比陶瓷以及玻璃绝缘子的性能相对差些,但是在有机合成的绝缘子中含有不击穿结构,当输电线路受到雷击后,能够有效预防雷击放电进而产生不可逆现象发生,绝缘效果非常明显。因此,在受到雷击率高以及雷击很强的地区都会运用有机合成的绝缘子,有效加强架空输电线路的绝缘水平。
         1.2在架空输电线路中合理安装避雷针
         避雷针是架空输电电路常用的防雷措施,并且在生活中也非常的常见,那么在架空输电线路中安装避雷针一定要具备合理性,这样才能真正起到防雷效果。首先,安装侧向避雷针。在架空输电线路中的架空地线以及塔杆上安装侧向避雷针,这种情况下能有效避免雷电电流绕击在导线中。其次,在塔杆顶安装可控避雷针,在塔杆顶安装避雷针是较为传统的防雷措施,在塔杆顶安装可控避雷针,其保护范围能够有效扩大。在塔杆顶安装可控避雷针后,雷电电流就能够通过避雷针流向地面,有效减少雷击放电电力对输电线路产生的破坏影响。最后,安装架空地避雷针,安装架空地避雷针能够加强导线的屏蔽性能以及引雷作用,很大程度上能够减少雷击造成输电线路跳闸现象发生。
2跨越路径及方式
         对于架空输电线路跨越高铁独立耐张段,在路径选择方面需考虑交叉跨越角度、地质条件及与出站信号机的位置关系。架空输电线路跨越高铁应采用独立耐张段,一般采用“耐-直-直-耐”、“耐-直-直-直-耐”、“耐-直-耐”、“耐-耐”方式,直线塔不宜超过3基。
3气象条件
         3.1风速取值
         一般而言,百年一遇风区图中的风速取值已高于输电线路设计规范中要求,但按照高速铁路设计规程要求,动车组在风速小于30m/s时仍正常运行,若此时按照电网规定的极限风速设计,有可能出现输电线路断线而动车组仍在运行的情况,将严重危及旅客人身安全,故风速取值应综合考虑电网百年一遇风区图及铁路的停运风速,两者之中取数值大者。
         3.2地震烈度
         动车组列车安全运行规定:动车组列车停车限制地震烈度小于高速铁路设施毁坏设计地震烈度。跨越段杆塔及基础地震烈度应不小于被跨越高速铁路设计地震烈度,避免杆塔和基础发生倒塔事故而影响行车安全。


4基础
         各类杆塔基础应进行稳定性计算(包括上拔、下压及倾覆)、强度计算,有特殊要求时还应进行水平位移验算、不均匀沉降及抗滑移计算、基础裂缝验算。当基础位于地震烈度7度及以上地震区、膨胀土、冻土、湿陷性黄土、盐渍土等特殊地质条件时,应采取有效的防护措施。为提高基础安全性,基础设计荷载重要性系数不应小于1.2。
5交叉跨越、倒杆距离
         输电线路跨越高铁时,跨越档与高铁的水平距离应满足高速铁路技术规程要求,即电力线路的电杆内缘至线路中心的水平距离不小于杆高加3100mm;另跨越点导线距轨顶最低距离如表1所示。
         
6架空输电线路防治有效措施
         6.1优化输电线路巡视工作
         电力企业为有效保护输电线路防治工作,需要加强人工巡视工作。在电力企业内部,需要建立完善的输电线路台账。通过输电线路台账的使用,帮助企业更好的了解输电线路本身,真实有效的台账可以帮助巡视工作人员提高工作效率,加强输电线路的保护工作。输电线路台账的使用,可以让管理人员对输电线路周边环境进行有效区分,明确输电线路的基本情况。在建立输电线路台账的时候,需要标注各区域的地理环境,让管理人员对地区风险进行有效评级,制定合理的巡视制度。通过台账的使用,优化巡视工作。例如:在预测的无风险区域,管理人员可以减少人员的巡视工作,放宽巡视的周期,特别是一些高山无竹木环境下,可以适当减少人工巡视工作的力度。但是对于一些存在安全隐患的区域,比如竹木、山火频发的危险区域,需要建立严格的巡视制度,确保可能出现的问题及时有效的区分,提高人工巡视工作的效率。针对危险程度极高的地区,需要安排专人看守,及时发现问题。有效利用互联网设备,通过可视化监控设备的应用,实现输电线路的巡视工作。电力企业通过台账的应用,对不同区域采取不同的巡视制度,加强输电线路的保护工作。
         6.2加强设计阶段的把控
         电力企业在设计新线路的时候,需要设计人员对地区环境有一个充分的了解,对可能影响到电力企业架空输电线路安全的因素需要及时规避,尤其是气候、环境等因素,在设计阶段就应该充分考虑治理措施,提高线路设计的安全合理性。作为电力企业的运行维护部门,需要对设计图展开评审工作,对其中存在的问题需要及时指正,提高整体输电线路设计的科学性,同时提出自己的建议,帮助设计单位提高对电路铺设的认识。通过电力企业各单位之间的协作,提高架空输电线路的防治工作,增强输电线路的稳定性。
         6.3对输电线路路径进行合理选择
         大量的实践经验表明,输电线路遭受雷击的部位往往集中在某些区域地段,相关人员称其为“易击区”。这这些区域对线路加以重点保护,或者绕开易击区建设架空线路,能够有效降低雷击频率。一般情况下,易击区主要集中在以下几个地段:一是地下水位较高或地下存在导电性矿产资源的地面;二是岩石、山坡、断层等土壤电阻率突变的地带;三是向阳山坡、山顶突出地段;四是顺风的峡谷、河谷以及山区风口区域。
结束语
         架空输电线路是电力系统输电的重要组成部分,也是人们生活中常见的输电线路,因此,架空输电线路的安全性十分重要。在针对架空输电线路的防雷措施进行研究的同时也一定要注重考虑线路能够遭受到雷击的种类,结合实际情况运用合理有效的防雷措施,才能够真正使得架空输电线路起到防雷作用。
参考文献
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