输电线路路径选择优化及狭窄走廊中风偏计算

发表时间:2020/12/17   来源:《当代电力文化》2020年第21期   作者:钟海光 施少山
[导读] 本文介绍了输电线路路径选择的常用的原则及注意事项,并以当地一输电线路的工程计算实例,说明输电线路风偏计算的过程
        钟海光 施少山
        溧阳瑞源电力有限公司   江苏常州     213000
        摘要:
        本文介绍了输电线路路径选择的常用的原则及注意事项,并以当地一输电线路的工程计算实例,说明输电线路风偏计算的过程,利用技术手段减少输电线路对土地占用,防止工程实施过程中不必要的变更。
        关键词:电力设计企业;输电线路设计;导线风偏
        0 引言
        近年来,随着城乡建设,留给高压输电线路的走廊减少,需考虑的因素通常有水文地质、气象、压覆矿产、民航、水利航运、生态红线、环保等。输电线路设计路径选择的时候应当秉承着“以位控线、线中有位”、“计算准确、留有余量”、“立足规范、查有依据”的思想,尽量沿河、沿路、沿现状的电力走廊来规划电力通道。
        1 沿现状及规划道路
        前期工作是输电线路设计中最为重要的一步,要与规划等各级政府部门充分对接,咨询拟定的路径有无与规划相冲突的,若有规划道路,首选沿着规划道路架线,并对路面标高、路宽和道路两侧规划进行收资,必要时对杆塔基础升降基。若路径比较宽阔,与道路宜满足倒塔距离加3.1米,若路径较为狭窄,塔基与道路的距离如下:

        为方便施工放线、减少线路运行的不安全因素,输电线路与道路最好为直交,若必须斜交,斜交角度宜大于70°,最小不宜小于45°。
        2.沿河架设输电线路
        线路沿非通航的河流、小沟渠,输电线路基础宜离河流5米以上,视情况做保坎、护坡、防洪的安全措施。
        线路与通航河流交叉跨越或者平行架设,与航道管理部门核实航道等级、征地红线、规划红线、最高通航水位、洪水位、交叉跨越相关规定,最大船舶空载高度一般如下:

        基础外沿与航道护坡距离不小于10米,若路径狭窄,不能小于5米。
        3.沿现状电力走廊
        沿现状电力走廊架设输电线路,要保持适当距离,若太远,则会占用大量耕地,太近则有混线的危险。推荐距离如下:

        若路径狭窄,则需进行风偏计算,计算原则为“一动、一不动”,计算一侧线路风偏后对另一侧线路横担的风偏。
        4、塔位选择
        合理选择塔位,可以有效降低施工难度和工程造价。
        塔位选择宜靠近道路,钢管杆施工抱杆的施工工艺,决定其施工机械较大,若选择杆位在田地中央,则需要修建较长施工便道,毁坏农田较多。
        塔位选择宜在同一块田地,不可骑在田埂上,避免赔偿费用翻倍。
        在高差比较大的区域,根据直线塔和耐张塔的区别,优先将耐张塔放在低处,直线塔放在高处,避免直线塔上拔。跨越铁路、高速公路或者重要输电通道,采用耐-耐、耐-直-耐、耐-直-直-耐、耐-直-直-直-耐的方式。
        若杆塔立在道路旁,回避有国防光缆、燃气管道侧,若不能回避,则满足5米以上的距离。
        电缆终端杆塔位选择时,考虑导线下杆时,与周边地物、管线的安全净距。
        5.碳元科技进线风偏计算
        碳元科技进线为220kV中关村站-110kV碳元科技的电源线路,路径中经过工厂厂房,路径狭窄,需精确计算风偏对厂房的影响。计算过程如下:
        5.1 现场资料
        根据现场实测资料:220kV碳元科技线路:G4~G5档距为134m、G5~G6档距为144m,得出计算代表档距为139m。
        G4杆塔型号为:1B-SJG1-24,G5杆塔型号为:1B-SZG1-27,G6杆塔型号为:1B-SJG1-23。
        5.2 检验计算
        厂房高度为17.5米,对线路中心位置距离为16.8米。如下图所示:

备注:本工程应用的导线型号为1×JL/G1A-400/35钢芯铝绞线,风偏综合比载r=0.040817N/mm2·m,代表档距按139m考虑,得最大风导线应力σ=36.4N/mm2。
        G5杆塔绝缘子风偏角:

备注:根据平断面定位,G5杆塔的水平档距Lh为139,垂直档距Lv为153,悬垂串重G1为376.704N,风荷载P1为30.51N,导线风荷载P为11.25N/m,重力荷载为13.22N/m。
        G5两侧导线风偏角:

备注:本工程应用的导线型号为1×JL/G1A-400/35钢芯铝绞线,根据导线力学特性,大风比载r4=0.02645N/mm2·m,自重比载r1=0.031087N/mm2·m。
另: 1B-SZG1-27钢管杆呼高27米,下导线横担长2.2米,110kV悬垂串长1.77米,通过绘制G4-G5段导线风偏得,悬垂串风偏后外侧导线对厂房的距离为13.11米。
依据以上计算结果和现场数据,绘图如下:

        满足《110kV-750 kV架空输电线路设计规范》(GB50545-2010)在最大风偏情况下,边导线与建筑物之间的最小净空距离,应符合4米以上,以及无风情况下,最小水平距离2米以上的规定。
        结语
        优化的路径选择可以最大程度的满足工程安全运行需求、降低工程造价,是工程能够按期竣工投产的重要环节。
        参考文献:
        [1]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京:中国电力出版社,2002.595-600.
作者简介  
钟海光,男,本科,注册电气工程师(发输电),从事输电线路设计研究
施少山,男,大专,技师,从事输电线路设计研究
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