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电力建设中架空输配电线路的设计分析张枫

发表时间：2021/5/27 来源：《基层建设》2021年第2期作者：张枫

[导读] 摘要：电力网络是推动经济建设的强大动力。为了适应经济和社会发展的需要，更好地发挥其在经济运行中的作用，我国目前电力基础保障等基础设施还需要进一步巩固和提高。

        身份证号码：3204811986XXXX4824；常州市金阳设备安装有限公司江苏常州 213000
        摘要：电力网络是推动经济建设的强大动力。为了适应经济和社会发展的需要，更好地发挥其在经济运行中的作用，我国目前电力基础保障等基础设施还需要进一步巩固和提高。文章主要就电力建设架空输配电线路设计展开分析。
        关键词：电力建设；架空输配电线路；设计
        1明确线路定位定测
        在电力建设中设计架空输配电线路时，首先要明确线路的选择、定位和测量问题。其中，在路线选择和定位环节，有必要提前收集相关信息，然后比较室内路线选择的结果，在顶部标记出线路的具体塔位，最后在施工图上实施。例如，在设计水平剖面图时可以采用“模板曲线定位法”，逐步确定直线的水平剖面图。首先，需要用“定位高度”的概念来确定杆塔的位置，具体可以通过拉杆、终端杆和特殊跨距杆塔来确定；其次，利用设定的杆塔位置来确定固定的杆塔位置的中间位置，然后利用已知的杆塔位置来找到杆塔的位置并进行标点。最后，从这里可以得到距离地面的高差。借助于模板曲线，可以对直线的平面剖面进行详细而准确的设计，从而达到精确设计的目的。在现场测量阶段，在设计初期，相关人员需到达设计现场，测量地形环境和跨越交叉线的物体高度，防止在设计时对交叉线造成破坏，影响线布置效果。
        2注重线路设计选型
        2.1基础
        在设计架空输配电线路时，还应注重设计成果的质量，其中更重要的是基础的合理设计。杆塔基础设计可采用基于概率论的极限状态设计方法，通过可靠度指标来衡量基础和基础的可靠度。在规定的各种荷载组合或各种变形的极限条件下，它能满足安全运行的要求，地基稳定性和地基承载力可按设计荷载值计算；地基不均匀沉降、地基位移等可按荷载标准值计算。
        2.2杆塔
        因为架空输电线路往往跨越多个地区，需要考虑到不同的地质条件、水文条件和气候条件，所以需要对这些因素进行准确的分析，并对土体和水样进行现场取样测试，以作为铁塔结构设计的依据，提高设计的准确性。同时，架空输电线路铁塔结构的设计应充分考虑当地的风速、平均最高温度值和最低温度值、日晒指数等因素，并结合周边地区现有架空线路的运行状态和自然危害状况等信息，确定合理的铁塔结构设计方案，使其符合当地的自然环境，确保其在运行过程中的稳定性。
        2.2.1合适的主力杆塔类型
        为保证选型与工程导向型的一致性，在杆塔选型时，应根据现场地质、水文等条件，考虑工程导线的型号。一般情况下，施工设计人员会参考现有的输电线杆塔结构，对其施工效果进行综合评价，选择合适的杆塔类型，并根据杆塔选型结果，制定相应的维护管理方案。对于新建输电线路工程，杆塔结构一般可在不同的施工区域采用不同的方法，如山区杆塔结构可根据山区地形特点，选用长短脚式杆塔配合方式；平原地区可采用钢筋混凝土杆塔；而走廊较窄的地区，杆塔可采用三角布置，便于维护和清理。
        2.2.2 杆塔设置要点
        以铁塔为例，输变电线路工程设计中，铁塔结构设计是一个重要环节，为了保证线路工程的整体效益，必须对其进行科学的调研与分析。同时，也要考虑到现场的实际情况和自然环境，坚持因势利导，使铁塔结构设计更科学。
        （1）塔头铰接点的设置
        传输线铁塔的内力分析中，通常采用杆节作为铰接点，铰接点的结构设置可参考二铰拱或三铰拱模型。以往架空线路塔身结构设计中，多采用过渡铰钢结构，既符合受力原理，又能减少钢用量，降低塔身结构的施工成本。近几年来，随着输电线路的发展，三铰拱式塔头广泛应用于输电线路中，部分设计人员通过在杆塔中间增加水平连杆来提高杆塔结构的稳定性。

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        （2）杆系布置
        对于杆塔的选型，应根据架空线路的走向和通路区域的地质、水文条件进行合理选择，并根据节点的结构特点和杆塔自身的作用来确定杆系布置方式。首先，导线的横担下方平面斜材布置。一般采用的是斜交式，且多采用导线横担与主材直接斜交连接，这样在承受外力载荷时也能避免变形。这样，类似的结构都可以在铰接点设置短角钢，以加强其抗纵向荷载的作用。第二部分为水平搭腿连杆布置。采用水平横梁时，需要用力学模型进行系统分析，根据横梁从静态到静态的变化过程，在搭腿结构中设置水平横梁，并通过杆塔试验，计算其误差率，确保达到杆塔结构的荷载要求。
        （3）塔身斜材的布置
        铁塔结构中，塔身斜材的型式和布置条件对其稳定性有较大影响，而抗外力距离的计算和选择则是影响其稳定性的重要因素。同时，斜材布置形式的设计应根据铁塔自身情况和塔身宽度进行合理规划，以保证斜材布置形式的科学性。
        （4）大坡度塔身
        在架空输电线路中，大坡度塔由于能减少材料用量，减小塔基受力而被广泛采用。在单回线上产生较大载荷时，可采用大坡度塔体结构，减小塔体的受力。
        2.3导、地线
        在架空输配电线路的设计阶段，根据线路的可持续输电能力和经济性来选择导通和接地。首先考虑线类型的经济传输容量和最终的传输容量，然后结合线的成本采购、钢丝松弛的影响，电线上的负载的影响，项目投资、机械强度的选择导线绝缘子串。接地线根据接地线热稳定性、系统短路电流、短路电流持续时间等计算原则和参数进行。经过综合分析，根据建设项目的实际情况选择最适合的导流线和地线模型。
        3合理设计防雷装置
        雷电防护设计是电力建设中架空输配电线路设计的重要组成部分。由于架空线路往往暴露在裸露的环境中，一旦遇到雷雨天气，就有被雷击的危险，从而破坏周围人的用电体验。因此，设计师还应纳入防雷设计理念，从根本上消除雷击干扰。具体方法如下：（1）优化避雷器。在架空输配电线路上，应根据当地雷暴情况，在穿越雷区的输配电线路上安装避雷器等防雷装置，以减轻雷击对导线的不利影响。按并联运行方式，线路不会因雷击而断线。（2）采用防雷接地方式。除在线路末端安装外，还可以对架空线路进行地面防雷接地。这是因为防雷接地设备可以降低接地电阻，最终加强线路绝缘效果。（3）设置耦合接地线，这也是一种常见的线路防雷装置。主要利用减少绝缘子受雷击干扰的原理，达到防雷目的。该方法广泛应用于低压线路。
        4充分应用GPS技术
        GPS技术确实为处于设计阶段的电力架空输配电线路工程带来了便捷的服务。同时，还可以缓解设计者的工作压力，使其能够在GPS技术的辅助下快速实现设计目标。例如，在确定桩的位置或设置辅助桩时，可以使用GPS系统精确控制桩的位置。一般情况下，三个控制点就能准确确定面积是否满足设计要求。因为它可以通过5颗卫星直接监控建筑区域，所以也可以在跨线设计阶段对周围需要跨线的物体进行定位，然后从系统界面直接给出跨线的物体的距离和高度。避免对人力的过度投资，降低建设项目的经济性。同时，在架空输配电线路设计中使用的GPS系统还具有携带方便、操作方便的特点，对操作人员的技术知识要求较低，扩大了设备的推广范围。
        综上所述，架空输配电线路的设计作为电力建设的重要组成部分，将对电力的传输和利用产生深远的影响。因此，设计人员应采取有效措施，从线路定位与测量、线路设计选型、防雷装置、GPS技术等方面入手，增加线路设计的合理性和科学性，以保证电力建设项目的顺利进行。人们提供优质的供电服务。
        参考文献：
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        [2]马涛.浅析输电线路大跨越铁塔结构设计[J].中国新技术新产品，2020（23）：83-85.
        [3]周丽.探析750kV输电线路均压环的优化设计[J].决策探索（中），2020（11）：75.