电力输电线路设计

【摘 要】输电线路建设工程是一个影响到国民经济发展的重要领域,而设计工作又是这类工程的基础,因此我们要做好输电线路的设计工作,推进设计深度和广度,为我国的电力建设提供优秀的指导作用.

【关 键 词】电力工程；输电线路；线路设计

1环境及路径的选择

输电线路对周围环境的影响日益突出,越来越引起公众的关注,环保问题急待解决.输电线路对环境的影响可归结为两大类：电磁辐射的影响和对周围水土环境的影响.高压输电线路的电磁效应主要是通过电场、磁场和电晕等三种形式起作用的.电磁辐射影响主要有对人体的生态影响、对通信线路的干扰影响以及对无线电、电视的干扰影响等.对周围水土环境的影响主要是输电线路的建设引起房屋拆迁、跨越铁路、公路、河流等,砍伐树木,高压输电线路相互交叉、对弱电的影响以及由于基础开挖对周围植被的破坏,引起水土流失.因此,在设计施工过程在中应该采取相应的环境保护措施及科学的路径选择.

1.1采取避让措施,减少对环境的影响.实际上就是对路径的优

化选择,采用另行选线、直线转角塔、直线塔等方法避让一些环境敏感区,尽量避开城镇规划区、开发区、居民区、军事设施、大型采石场、机场、火车站等重要区域,尽量避开陡坡及不良地质段,如边坡太陡则降基5～10m甚至更多以满足基础保护范围要求,如必须在不良地质段定塔位应采取可靠的治理措施,以最大限度地减少对环境的影响.

1.2准确评估环境影响.随着国民经济的不断发展,对输电线路的要求越来越高,对涉及外部条件的环境影响评价、压覆矿产评估、地质灾害评估、文物调查及评估、河势分析及防洪影响评估、地震安全性评价等工程前期工作都需得到相关行政管理部门的许可批准后,工程才能实施.

1.3减少对自然环境的破坏.以往送电线路在跨越树木时,一般都采用砍伐的方式,即在线路走廊范围内剃光,严重破坏森林植被,引起水土流失,破坏自然环境,工程综合费用增加很大.

1.4抑制电磁辐射.在输电路径选择设计时应采取以下措施：保证输电线路下方人员的正常活动,线路下综合场强应小于10kV/m设计；晴天,距导线投影20m处0.5MHz无线电干扰应小于55dB,可听噪声小于60dB；500kV输电线路对邻近居民房屋处的电场强度应小于4kV/m.

2导线的选择

在选择导线时,首先应掌握该网络下用电负荷的发展情况,主要考虑过去3～5年负荷的增减和现有负荷情况,结合当地经济发展规划,正确预测和估算未来负荷发展空间.与此同时,还要考虑电压损失、环境温度、导线发热和未知机械损伤等因素,综合各种情况之后来合理、经济的选择导线截面.一般可用下列方法进行导线的计算选择.

方法1：按照允许电压损失条件选择导线截面S的简化公式进行计算：

方法2：通过计算负荷电流后与导线容许电流对比来选择导线.

根据公式可计算出配电变压器承载负荷的总电流后,可根据表1进行对比选择.

3杆塔的选型

不同的杆塔型式在造价、占地、施工、运输和运行安全等方面均不相同,杆塔工程的费用约占整个工程的30%～40%,合理选择杆塔型式是关键.

对于新建工程若投资允许一般只选用1～2种直线水泥杆,跨越、耐张和转角尽量选用角钢塔,材料准备简单明了、施工作业方便且提高了线路的安全水平.对于城市中同塔多回且沿规划道路建设的线路,杆塔一般采用占地少的钢管塔,但大的转角塔若采用钢管塔由于结构上的原因极易造成杆顶挠度变形,基础施工费用也会比角钢塔增加一倍,直线塔采用钢管塔,转角塔采用角钢塔的方案比较合理,能够满足环境、投资和安全要求.

4杆塔的设计

杆塔及其基础是输电线路结构的重要组成部分,它的造价以及建造工期在整个线路工程中占很大比重.而且杆塔及其基础自身的稳定性直接决定了输电线路能否长期运行,影响了线路输电功能的发挥.所以在设计过程中应该严格把握杆塔的设置点,控制好每个杆塔之间的距离.这样既可以防止电力聚集造成输电线路损坏也能避免施工阶段出现各种安全问题而危害人员安全.设计时可以利用勘探时获取的信息制作定位弧垂模板,并在平断面图上依序确定各种杆塔的位置和选型,然后对定位后的档距、杆塔上拔、风偏、邻档断线和耐张绝缘子串倒挂等进行校验,从而最终确定线路中所使用的杆塔型号和位置.杆塔的材质也是影响杆塔制作质量的重要因素,一般对高负荷的输电线路可以采用高强度钢材,同时也可以采用钢管塔替代目前的钢架铁塔,它的承载力,稳定性都比较良好,随着材料科学的发展,复合材料的出现更是给杆塔制作带来了新方向,采用复合材料制作的绝缘杆塔具有强度大、重量轻、耐高温、耐腐蚀、绝缘性良好的特点,能够适应恶劣的环境.

在定位杆塔后要制作杆塔基础,它的主要作用是保证铁塔在电网运行时不发生因受外力的作用发生变形甚至倒塌或者下沉的情况,基础工程合理设计以及施工质量的好坏直接关系到基面开挖量的大小、造价成本和输电线路的运行安全.所以在设计基础之前应该对当地的地质情况进行详细的勘探,根据详细的地质信息,因地制宜的选择基础型式,可以采用不等高设计,并配合使用高低腿杆塔,同时可以根据不同地质条件采用岩石锚杆基础、复合式沉井基础、螺旋锚基础等不同的基础型式,以确保基础制作的稳固,同时设计时应该考虑好基础周边的排水处理,避免基础受到雨淋或者山洪的冲击从而影响到杆塔的安全和稳定.

5防雷的设计

高压雷电流现象会产生数十万伏的冲击电压,这样的巨大电压对电气设备造成瞬间冲击,能够击穿绝缘并使设备出现短路,产生爆炸、燃烧等灾害.雷电流高热现象释放强大电流的同时,还会产生巨大的热能,雷击点会产生极高的热量,可能会熔化金属,引起火灾.雷电流产生的机械效应重点体现为物体遭遇雷击后的爆炸、崩溃、扭曲等一系列对人员财产造成危害的行为.