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關(guān)鍵詞:輸電線路;防雷設(shè)計(jì);輸電線路;避雷線
1前言
隨著全球氣候異常狀況的加劇,雷電活動也異常頻繁。雷害作為主要影響因素之一(雷擊是造成輸電線路跳閘停電事故的主要原因,在電力系統(tǒng)非計(jì)劃停運(yùn)中,雷電事故一般占30%以上,有的地區(qū)甚至達(dá)到80%以上),對電力安全傳送的影響及危害非常大。輸電線路雷害事故引起的跳閘,不但影響電力系統(tǒng)的正常供電,增加輸電線路及開關(guān)設(shè)備的維修工作量,而且由于輸電線路上落雷,雷電波還會沿線路侵入變電所。
2 雷電對輸電線路造成的危害
雷擊是造成高壓輸送電路故障的重要自然因素。由于雷電具有劇烈性和突擊性,能夠在瞬間產(chǎn)生巨大的磁場效應(yīng)和熱電效應(yīng),加之其本身擁有超強(qiáng)的機(jī)械破壞力,所以雷電在襲擊空曠的高壓輸電線路時(shí)極易產(chǎn)生嚴(yán)重的電壓危害?,F(xiàn)階段,電力調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)中配置了集成度較高的電子設(shè)備,這些設(shè)備對雷電電磁脈沖的反應(yīng)極為強(qiáng)烈,當(dāng)輸電線路被雷擊中后,在瞬間形成的超負(fù)荷敏感過電壓磁波會通過線路網(wǎng)導(dǎo)入變電站,從而導(dǎo)致變電運(yùn)行設(shè)備介電強(qiáng)度下降,損壞敏感電子器件,使監(jiān)控系統(tǒng)和供電保護(hù)裝置發(fā)生誤動作,引發(fā)輸電設(shè)備跳閘斷電,由此對電力變電的正常運(yùn)行造成極大破壞。
輸電線路雷擊時(shí)產(chǎn)生的過電壓可達(dá)400kV,極易對35kV以下的線路造成致命性的傷害。同時(shí),雷電直擊也是造成110kV以上輸電線路故障的重要因素之一。直擊雷可劃分為繞擊和反擊兩種形式,均能嚴(yán)重威脅線路的安全運(yùn)行。經(jīng)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,繞擊多發(fā)生于山區(qū)線路中,反擊多發(fā)生于平原和丘陵地區(qū)線路中。所以,在設(shè)計(jì)輸電線路之前,應(yīng)對雷擊的性質(zhì)進(jìn)行充分研究,從而運(yùn)用針對性較強(qiáng)的防雷技術(shù),以提高防雷效果。針對山區(qū)線路,應(yīng)當(dāng)選擇防雷走廊,減小避雷線保護(hù)角,增強(qiáng)絕緣性能;對于丘陵和平原地區(qū)線路,應(yīng)當(dāng)采用有效措施降低電阻,以達(dá)到防雷的作用。
3 輸電線路防雷設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討
在輸電線路設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)充分考慮當(dāng)?shù)鼐€路情況,以及線路雷電活動頻率和強(qiáng)度等因素的基礎(chǔ)上,確定防雷技術(shù)的運(yùn)用方案。
3.1合理選擇輸電線路路徑
受地形、土質(zhì)、氣候狀況的影響,某些地區(qū)極易成為雷擊的多發(fā)區(qū),所以在輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)必須避開這些地區(qū),降低雷擊概率。通常情況下,雷擊區(qū)包括以下幾個(gè)類型地段:(1)地下富含導(dǎo)電性礦藏的地區(qū),以及地下水位較高的地區(qū);(2)土質(zhì)電阻率低的地區(qū),以及土質(zhì)電阻率發(fā)生驟變的地區(qū),如田地、土壤、巖石等擁有不同類型地貌的地區(qū)和山坡斷層帶、交接地帶、山谷地帶等;(3)順風(fēng)的河谷地帶和山區(qū)的風(fēng)口等雷暴走廊區(qū);(4)周圍布滿山丘的濕潤盆地,如包圍著湖、水塘、沼澤、水庫、樹林的地區(qū);(5)土質(zhì)條件較好、植被覆蓋良好的山丘頂部區(qū)域以及向陽面區(qū)域。
3.2 搭設(shè)避雷線
避雷線是當(dāng)前使用最為廣泛的防雷技術(shù),具有防雷效率高、分流、耦合、屏蔽等作用。分流作用是指避雷線能夠減少鐵塔的雷電流,以使塔頂?shù)碾娢唤档?,減輕雷擊破壞程度;耦合作用是指通過耦合導(dǎo)線降低輸電線路中絕緣子的電壓;屏蔽作用是指直接降低雷擊后產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓。應(yīng)當(dāng)根據(jù)輸電線路的電壓級別選擇避雷線,20kV的輸電線路不需要裝設(shè)避雷線,200kV以上的輸電線路需要全程搭設(shè)避雷線,500kV的高壓線應(yīng)當(dāng)搭設(shè)兩個(gè)避雷線,以提高避雷線的屏蔽功能。為了提高避雷線的保護(hù)能力,應(yīng)確保每個(gè)鐵塔區(qū)的避雷線能夠接地,并保證兩個(gè)避雷線之間設(shè)置一個(gè)間隙。當(dāng)前,我國在設(shè)計(jì)高壓和超高壓輸電線路時(shí)通常搭設(shè)絕緣避雷線,以降低功率損耗。
3.3 安裝線路避雷器
避雷器是在避雷線基礎(chǔ)上施加的一種防雷措施,以徹底防止絕緣導(dǎo)線上產(chǎn)生過電壓。當(dāng)雷擊產(chǎn)生的電壓過大時(shí),避雷器通過利用低阻抗的通路將雷電流泄于地面,以保證輸電線路電壓在安全的范圍內(nèi)。在安設(shè)避雷器時(shí),可選擇如下類型的鐵塔:環(huán)境惡劣的山區(qū)線路中的鐵塔、跨越大的鐵塔、水電站和升壓站等出口線路處接地電阻較大的鐵塔、出現(xiàn)過閃絡(luò)的鐵塔等。
3.4 架設(shè)耦合地線
在無法實(shí)現(xiàn)降低接地電阻的情況下,可在導(dǎo)線的周圍或下方敷設(shè)一條底線,以使雷電流可以分流,降低絕緣子串兩端的感應(yīng)程度,減小反擊電壓間的分量。通過架設(shè)耦合地線,能夠降低雷擊時(shí)電力系統(tǒng)的跳閘率。
3.5 降低鐵塔接地電阻
當(dāng)合理匹配塔腳電阻和避雷線時(shí),可以實(shí)現(xiàn)降壓的功能。針對小于65kV大于40kV的輸電線路不需要增設(shè)避雷線,但是必須做好鐵塔接地措施。降低鐵塔接地電阻的主要方法包括以下幾種:(1)對于規(guī)模較小、較為集中的接地網(wǎng),應(yīng)當(dāng)使用接地電阻降阻劑。在接地極四周鋪設(shè)降阻劑,增大接地的面積,以降低鐵塔與地面的電阻。由于此種方法具備較好的導(dǎo)電性能,所以應(yīng)當(dāng)將該方法推廣使用;(2)爆破接地技術(shù)。該技術(shù)的運(yùn)用方式是利用爆破來制造破裂,而后將電阻率低的材料通過壓力機(jī)的作用導(dǎo)入到裂縫中,從而增強(qiáng)土壤的導(dǎo)電性能;(3)加大水平接地體的長度,由于電感效用與水平接地體的長度成正比關(guān)系,當(dāng)接地體的長度達(dá)到55m時(shí),其電阻率為500,當(dāng)長度達(dá)到80m時(shí),其電阻率為2000,所以當(dāng)接地體達(dá)到一定長度后,沖擊系數(shù)會逐步穩(wěn)定,不再有所下降。
3.6 安裝自動重合閘裝置
電力系統(tǒng)在遭遇雷擊時(shí)通過自動跳閘可以發(fā)揮自我保護(hù)作用,在自動跳閘后,此前所產(chǎn)生的部分系統(tǒng)故障便會自動消除。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì),在安裝自動重合閘裝置的輸電線線路中,70kV以上的線路其重合閘的成功率為80%以上,30kV以下的輸電線路重合閘成功率也可以達(dá)到60%,這說明自動重合閘裝置是當(dāng)前極為有效的防雷措施之一,各等級電壓線路應(yīng)當(dāng)積極安裝該裝置。
4 結(jié)論
綜上所述,在輸電線路設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到雷擊對線路正常運(yùn)行的危害,將防雷技術(shù)納入到線路設(shè)計(jì)的過程中。不僅要通過觀測雷電情況掌握雷電參數(shù)和規(guī)律,還要主動加強(qiáng)與氣象部門的溝通,全面獲取雷電資料,以便在輸電線路設(shè)計(jì)中運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆览准夹g(shù),根據(jù)不同的適用情形做好預(yù)防工作。同時(shí),在電力系統(tǒng)的建設(shè)中也要不斷增加防雷的科技含量,提高電力系統(tǒng)的防雷擊能力,確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn):
[1]周國誠.關(guān)于高壓輸電線路防雷技術(shù)的探討[J].黑龍江科技信息.2010(36).
[2]朱俊武.輸電線路設(shè)計(jì)中線路防雷技術(shù)的應(yīng)用探究[J].技術(shù)與市場.2012(3).
關(guān)鍵詞:電力工程;高壓輸電;線路設(shè)計(jì)
1高壓輸電線路設(shè)計(jì)前需要進(jìn)行的合理勘測過程
輸電線路的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重點(diǎn)工作,設(shè)計(jì)是否合理,直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的正常有效運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn),直接關(guān)系到電力傳輸?shù)墓δ芩?。需要按照?shí)際情況,準(zhǔn)確的加強(qiáng)輸電線路的設(shè)計(jì)管理效果,在設(shè)計(jì)前,進(jìn)行合理的勘查,了解實(shí)際情況,明確地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),周圍環(huán)境,地上及地下的建筑物等,有效的提升電網(wǎng)輸配電線路的設(shè)計(jì)合理性,確保輸配電設(shè)計(jì)的勘查工作正常進(jìn)行。按照實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)情況,準(zhǔn)確的分析測繪標(biāo)準(zhǔn),明確線路測量的要點(diǎn),對各個(gè)角度、各個(gè)搭架的過程,距離、高度進(jìn)行詳細(xì)的測量分析,確定測量的精準(zhǔn)度,明確實(shí)際測量數(shù)據(jù)的合理性。按照實(shí)際測繪的過程,對測繪人員進(jìn)行嚴(yán)格的流程標(biāo)準(zhǔn)化分析,確定輸電線路的區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確的分析輸電線路的設(shè)計(jì)路徑,確定設(shè)計(jì)的方案優(yōu)化性,以合理的形式,確定設(shè)計(jì)勘查的位置,確保輸電線路施工工作的正常進(jìn)行。
2輸電線路設(shè)計(jì)的整體要素分析
2.1高壓輸電防雷的設(shè)計(jì)過程
安裝有效的避雷針,制定合理的防雷電流引流方式,通過安全的引入方法,確保輸電線路不接觸到雷擊點(diǎn)。按照有效的保護(hù)設(shè)備或建筑物的方法,對雷電流進(jìn)行避雷準(zhǔn)備。采用避雷線,按照有效的水平懸掛方式進(jìn)行導(dǎo)線分布,明確實(shí)際雷電引流導(dǎo)體、接地裝置的組成標(biāo)準(zhǔn)。按照高壓輸電設(shè)備的配套方式,盡可能多的架設(shè)有效的輸電線路設(shè)備,防止周邊建筑物遭受到雷電的影響。
2.2建立有效的導(dǎo)線選擇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
按照高壓輸電線路的實(shí)際位置,準(zhǔn)確的分析輸電線路的影響程度,對降雨、冰雹、風(fēng)暴等問題的影響因素進(jìn)行判斷,明確外界氣溫對其周圍可能產(chǎn)生的影響因素,明確實(shí)際工業(yè)化學(xué)氣體排放的過程,確定輸電線路的實(shí)際影響標(biāo)準(zhǔn)。通過合理的設(shè)計(jì),明確高壓輸電線路的實(shí)際考慮因素,對線路的材質(zhì)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選擇進(jìn)行有效的分析。
2.3高壓輸配電線路的實(shí)際路徑分配標(biāo)準(zhǔn)
以科學(xué)有效的輸配電高壓線路進(jìn)行設(shè)置,明確有效降低高壓輸電線路的施工標(biāo)準(zhǔn)和成本,確保輸電線路的有效正常運(yùn)作。通過分析實(shí)際輸電線路的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),準(zhǔn)確的進(jìn)行前期的勘測分析,確定地質(zhì)條件,周邊環(huán)境。擬定有效的路線,分配有效的綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),確定輔助角和地形施工標(biāo)準(zhǔn),明確有效的施工方案,盡可能的開工至房屋的項(xiàng)目開發(fā)和建設(shè),從而有效的降低工程成本,保證整體路線的經(jīng)濟(jì)性、安全性、施工方便性和可靠性。
2.4明確桿塔搭建設(shè)計(jì)的位置
桿塔搭建設(shè)計(jì)過程中,需要根據(jù)高壓輸電線路的實(shí)際組成結(jié)構(gòu)和部分,確保桿塔施工的工期、線路輸送的時(shí)間范圍,確保實(shí)際有效運(yùn)輸?shù)目尚行?。桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整體高壓輸電線路的建設(shè)質(zhì)量水平。按照有效的桿塔設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),明確設(shè)計(jì)現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)的考察方式,充分掌握各類歷史資料內(nèi)容,全面的進(jìn)行地理環(huán)境和地質(zhì)情況的分析,針對實(shí)際情況制定有效的措施,減少桿塔施工建設(shè)的各類事故的發(fā)生和發(fā)展,保證桿塔技術(shù)設(shè)計(jì)和施工管理質(zhì)量水平。
2.5高壓輸配電設(shè)計(jì)過程中需要防污損的標(biāo)準(zhǔn)
高壓輸電線路的防污損設(shè)計(jì)中,需要根據(jù)實(shí)際無損的類型,目標(biāo)電壓絕緣情況進(jìn)行合理的發(fā)內(nèi)心,充分了解高壓輸電線路的配置方式和標(biāo)準(zhǔn),逐步降低無損對高壓線路的影響情況。按照有效的選擇方式,確定高壓輸電線路的絕緣距離,結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)等,充分配置高壓輸電線路的污損情況,確定類型,規(guī)律,做好有效的防護(hù)措施。對無法實(shí)現(xiàn)的無損問題進(jìn)行處理,采用有效的物理測量方式,提升化學(xué)分析效果,保證污損處理效果的合理性。
3輸電線路設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)問題的處理對策方案
3.1優(yōu)化鐵塔基礎(chǔ)性施工標(biāo)準(zhǔn)過程
高壓輸電線路的實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,需要明確實(shí)際鐵塔搭建的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在鐵塔建設(shè)前,需要做好有效的計(jì)算工作,明確實(shí)際相關(guān)的載荷量,明確實(shí)際結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。按照有效的設(shè)計(jì)優(yōu)化方式,不斷提升輸電線路對整體水文地質(zhì)情況的分析過程,充分了解相關(guān)基礎(chǔ)施工的方案,明確鐵塔具體受力情況,確保地基符合實(shí)際的載荷能力,有效的設(shè)置軸心受壓,軸心拉力等問題。
3.2單雙回路的有效搭配過程和相關(guān)問題
高壓輸電線路的實(shí)際施工過程中,為了有效的提升鋪設(shè)線路的項(xiàng)目開發(fā),確保項(xiàng)目的出線效果,可以采取雙回路的終端塔設(shè)計(jì)方式,按照有效的區(qū)域、地段進(jìn)行架設(shè),采用有效的方式,確保電力系統(tǒng)持續(xù)性的電源供給,明確實(shí)際電源故障問題,分析停電的原因。按照有效的后備供電作用,確保用戶的供電效果。
3.3桿塔接地電阻的降低處理過程
高壓輸電線路的桿塔接地電阻問題,需要通過深埋、橫向延展的方式,確定電阻的降低標(biāo)準(zhǔn)。如果土體結(jié)構(gòu)的電阻率較低,可以采用豎井、深埋方式接地保護(hù)。橫向延展接地的施工成本較低,可以有效的抑制接地電阻、沖擊接地電阻。運(yùn)用其方法,可以提神桿塔所具備的有效水平假設(shè)條件和方式。
4結(jié)語
綜上所述,高壓輸電線路是電力工程中藥的組成部分,良好的設(shè)計(jì)是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。通過高壓輸電線路的設(shè)計(jì),不斷提升輸電線路工程的具體實(shí)施標(biāo)準(zhǔn),明確設(shè)計(jì)的科學(xué)勘測過程,確定具體防雷基礎(chǔ)方案,明確防污損的情況,重視線路的施工技術(shù)研究,確保高壓輸電設(shè)計(jì)的科學(xué)性和有效性。
參考文獻(xiàn):
[1]李良元.架空高壓輸電線路工程設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)分析[J].低碳世界,2016(29).
關(guān)鍵詞:110kV以下電力線路 設(shè)計(jì)技術(shù) 要點(diǎn)
0 引言
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人們對電力的需求越來遠(yuǎn)大,電力企業(yè)也得到了飛速的發(fā)展,電能的穩(wěn)定性越來越高。人們的需求也在很大程度上帶動了我國110kV以下點(diǎn)網(wǎng)工程項(xiàng)目的建設(shè),各個(gè)地區(qū)都增加了電網(wǎng)工程建設(shè)和改造的投資力度,各類電網(wǎng)工程項(xiàng)目的建設(shè)也越來越多。對于所有的工程來說,質(zhì)量都是其最關(guān)鍵的因素,只有保證工程的質(zhì)量,才能實(shí)現(xiàn)后續(xù)的經(jīng)濟(jì)效益。線路設(shè)計(jì)是電力線路質(zhì)量管控的重要工作之一,電力線路的設(shè)計(jì)影響著電網(wǎng)的正常運(yùn)行。由于我國的城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程不斷加劇,土地的規(guī)劃區(qū)域不斷擴(kuò)展,架空線路建設(shè)的空間逐漸減小,線路的路徑選擇困難大,設(shè)計(jì)困難逐漸增加,這也抑制了我國電力輸電線路的發(fā)展。因此,如何對110kV以下的電力線路進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)和規(guī)劃是當(dāng)前電力企業(yè)亟待解決的問題之一。
1 110kV以下電力線路設(shè)計(jì)管控要點(diǎn)
1.1 做好線路施工方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作
方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)主要包括初步設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以及施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié),電力線路工程項(xiàng)目不同于一般的工程項(xiàng)目,其最大的區(qū)別就是施工場地的區(qū)別,普通項(xiàng)目有固定的施工場地,電力線路工程項(xiàng)目的覆蓋面積很大,施工環(huán)境也大有不同,因此,電力線路的工程項(xiàng)目對工程設(shè)計(jì)階段的要求也較高,一般情況下,在工程設(shè)計(jì)階段,應(yīng)該注意以下問題。
1.1.1 做好詳細(xì)的調(diào)查工作
由于電網(wǎng)工程項(xiàng)目施工場地覆蓋面積大,因此,要調(diào)查好施工范圍內(nèi)的各方面情況,這主要包括對施工環(huán)境的調(diào)查,施工環(huán)境的調(diào)查指對周圍建筑物以及周圍綠化情況的調(diào)查,看是否有高層建筑物,是否有森林以及鳥類聚集的地方,如果有高層建筑物,就要避免線路在鋪設(shè)過程中的交叉情況,如果周圍有森林湖泊這鳥類聚集的地方,在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)就應(yīng)該考慮到由于鳥類停留導(dǎo)致線路發(fā)生短路的情況,如果途徑的地方空曠并且雷雨較多,在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)就要考慮到避雷針的安裝。
1.1.2 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的工作
在圖紙的設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮到環(huán)境調(diào)查的結(jié)果,詳細(xì)核對細(xì)節(jié),將每一個(gè)細(xì)節(jié)都詳細(xì)的體現(xiàn)在圖紙中,避免留下安全隱患,在電網(wǎng)工程項(xiàng)目的施工中,環(huán)境調(diào)查是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的基礎(chǔ),設(shè)計(jì)人員必須要將設(shè)計(jì)方案建設(shè)在環(huán)境調(diào)查的基礎(chǔ)之上,在詳細(xì)的圖紙繪制中,設(shè)計(jì)人員要與其他的設(shè)計(jì)人員和施工人員進(jìn)行詳細(xì)的溝通,考慮到施工中的具體情況,依據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)來繪制圖紙。在圖紙繪制好之后,上級監(jiān)督人員應(yīng)該做好圖紙的審查工作,如果發(fā)現(xiàn)有不符合要求的地方,要責(zé)令設(shè)計(jì)人員在第一時(shí)間改正,經(jīng)過再三確認(rèn)后,方可進(jìn)入下一步的施工階段。
1.1.3 做好技術(shù)交底工作
在電網(wǎng)線路工程項(xiàng)目施工前,項(xiàng)目部應(yīng)按批準(zhǔn)的施工組織設(shè)計(jì)或?qū)m?xiàng)安全技術(shù)措施方案,向有關(guān)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。安全技術(shù)交底主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:一是在施工方案的基礎(chǔ)上按照施工的要求,對施工方案進(jìn)行細(xì)化和補(bǔ)充;二是要將操作者的安全注意事項(xiàng)講清楚,保證作業(yè)人員的人身安全。安全技術(shù)交底工作完畢后,所有參加交底的人員必須履行簽字手續(xù),班組、交底人、資料保管員三方各留執(zhí)一份,并紀(jì)錄存檔,電網(wǎng)線路施工工程對技術(shù)要求較高,做好交底工作可以使工程的實(shí)施有條不紊,保障施工質(zhì)量。
1.2 110kV以下電力線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1.2.1 根據(jù)具體情況選擇合理的路徑
電力線路的路徑選擇建立在實(shí)際調(diào)查的基礎(chǔ)之上,在做好調(diào)查工作后,設(shè)計(jì)人員要根據(jù)圖紙的說明設(shè)計(jì)出不同的設(shè)計(jì)方案,綜合各方面數(shù)據(jù)對方案的可行性進(jìn)行全面的分析,選擇出線路施工的最優(yōu)路徑。在路徑的選擇中,應(yīng)該優(yōu)先選擇較短的路徑,同時(shí)避免線路經(jīng)過山谷、河流、居民區(qū)、煤礦、森林,避免外在因素對線路產(chǎn)生不良影響。此外,設(shè)計(jì)人員在線路路徑的設(shè)計(jì)上要避開施工條件差、地質(zhì)環(huán)境惡劣的地方,將線路的設(shè)計(jì)盡量依靠公路,方面相關(guān)工作人員在日后對線路的維護(hù)。
1.2.2 線路路徑選擇好之后要做好相應(yīng)的勘探工作
勘探工作是電力輸電線路施工的重要步驟,可以為線路施工提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料,可以說,勘探工作關(guān)乎著線路整體施工的質(zhì)量。勘探工作的內(nèi)容主要包括平斷面以及定線的測量工作,平斷面的測量內(nèi)容是將距離測量線路中心位置十米內(nèi)的地理情況做一個(gè)詳細(xì)的分析并制作成詳細(xì)的平面圖,這種平面圖可以為電線桿的定位提供詳細(xì)的施工依據(jù);定線測量是根據(jù)設(shè)計(jì)出的路徑,用標(biāo)樁將線路中的起點(diǎn)、方向點(diǎn)以及轉(zhuǎn)角點(diǎn)等重點(diǎn)位置固定與實(shí)際的施工地,利用測量工具統(tǒng)計(jì)出實(shí)際的施工長度,在定線測量實(shí)施中,要注意各個(gè)交點(diǎn)之間的方向、距離是否與圖紙相符,護(hù)樁是否牢固等等。
1.2.3 做好桿塔的定位工作
定位桿塔是要注意必須與地面保證一定的安全距離,考慮到特殊施工路段的具體情況,避免孤立檔距,使檔距的設(shè)置均勻,在山地施工時(shí),應(yīng)該做好桿塔的穩(wěn)固工作。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】輸電線路;鐵塔結(jié)構(gòu);優(yōu)化設(shè)計(jì);選型
一、引言
隨著國內(nèi)電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的逐步擴(kuò)大,在電力系統(tǒng)發(fā)展中推動高壓輸電線路的建設(shè)已經(jīng)成為必然的趨勢。高壓輸電線路在整個(gè)供配電系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色,它能夠把電能從遙遠(yuǎn)的山區(qū)地方輸送給城市電力負(fù)荷區(qū)域,為城市提供了平衡的供電,其在整個(gè)農(nóng)業(yè)與工業(yè)的發(fā)展作用不言而喻。因在高壓輸電線路工程當(dāng)中,其施工環(huán)境具有一定的特殊性,怎樣按照設(shè)計(jì)單位提供的圖紙使工程的施工質(zhì)量與進(jìn)度得到有效保證,這也是工程施工中值得重點(diǎn)關(guān)注的問題。本文提出分析及探討了輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),并列舉一些具有代表性的設(shè)計(jì)理念與思路。
二、鐵塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的詳細(xì)事項(xiàng)
在鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中,要求在外力的效用下其結(jié)構(gòu)不但要具有充足的剛度與強(qiáng)度,而且盡量能夠減少投資成本,這就是鐵塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的所在,同時(shí)還需保證預(yù)定結(jié)構(gòu)的安全性與節(jié)約能源,如此必然存在著矛盾性,若想對該些矛盾加以處理好絕非易事,因此應(yīng)當(dāng)通過對鐵塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)來達(dá)成,優(yōu)化設(shè)計(jì)在工程技術(shù)中將會得到越來越多的應(yīng)用。
1.塔身坡度的優(yōu)化設(shè)計(jì)
使鐵塔重量直接受到重大影響的就是塔身的坡度,其對主材的規(guī)格與斜材的長度也有所影響,為了獲得科學(xué)合理的塔身坡度,可選取試算法或者動態(tài)規(guī)劃法,這樣有助于主材的受力充分且相對均勻,確保鐵塔的剛度有所充足,也即是目前滿應(yīng)力的主旨所在。
2.塔身布材格局的優(yōu)化設(shè)計(jì)
在滿足斜材和水平面夾角準(zhǔn)則的情況下,使斜材的受力特性得到充分的發(fā)揮,也即是優(yōu)化塔身節(jié)間,使得節(jié)間內(nèi)的主材長度全部為最優(yōu)的長度,這樣能夠讓節(jié)間內(nèi)的填充材得以減少,從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的效果,以至使鐵塔的單重有所降低,指標(biāo)相應(yīng)得以減小。
3.塔身隔面的設(shè)置
在塔身的變坡端布置好隔面,能夠使塔身主材傳遞的扭矩得到有效平衡,結(jié)構(gòu)的剛度也得到相應(yīng)的保證,在塔身的坡段不變情況下,隔面布置的間距應(yīng)當(dāng)小于寬度的五倍,也應(yīng)小于四個(gè)主材分段,隔面一定要是一個(gè)幾何不變的架構(gòu)。
4.塔頭尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)
按照間隙圓能夠規(guī)劃出許多塔頭尺寸,經(jīng)由相關(guān)的優(yōu)化計(jì)算與相互比較,主要以塔重最輕作為實(shí)際出發(fā)點(diǎn),這樣才能夠獲得最佳的塔頭尺寸。
5.局部結(jié)構(gòu)中細(xì)部的優(yōu)化設(shè)計(jì)
主材和斜材的連接點(diǎn)可以使連接板的大小得以減小,對塔重的優(yōu)化起著難以磨滅的效用。在橫擔(dān)根部的連接方式中,采用倒K材進(jìn)行布置,這樣不但能夠降低桿件的長度,而且可有效避免橫擔(dān)主材連接板產(chǎn)生的彎曲所發(fā)生的事故。
三、鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型的有效途徑分析
在國內(nèi)高壓輸電線路的建設(shè)前期階段,通常不太在乎對地高度的要求,鐵塔的高一般在同類塔型中都不是最高的,因此在設(shè)計(jì)過程中能直截了當(dāng)?shù)剡x擇塔型的高度。但對于高壓輸電線路鐵塔的設(shè)計(jì)方面而言,若果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在欠缺合理性,勢必會造成塔腳的根開有所增大,如此會影響到鐵塔的穩(wěn)定性與安全性。除此之外,若高壓輸電線路鐵塔處于長時(shí)間停電的作業(yè)狀態(tài),自然電網(wǎng)的安全可靠與穩(wěn)定性就不高,所以問題的核心就是怎樣優(yōu)化鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型。
1.傳力路徑的相關(guān)優(yōu)化
傳力路徑的清晰度高,能夠讓設(shè)計(jì)人員充分地對結(jié)構(gòu)的受力分析加以掌握,為了能防止塔身底部斜材同時(shí)受壓出現(xiàn)的欠佳情況,在直線塔與承力塔瓶口的首節(jié)間當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)都選取K型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行布置。為了可以預(yù)防橫擔(dān)的剪力經(jīng)橫擔(dān)上下向塔材進(jìn)行傳遞,致使塔頭位置與橫擔(dān)材的主材的連接有所增大,所以橫擔(dān)下面靠于塔身旁邊的一檔斜材設(shè)置改為K型材,如此能夠使得導(dǎo)線的縱向荷載經(jīng)由塔身隔面?zhèn)鬟f至塔身上,使其大偏心的問題得到了解決,同時(shí)使橫擔(dān)根部連接板彎曲造成的失穩(wěn)得到有效的避免,且桿件長度也相應(yīng)得到了減少,規(guī)格也有所變小,以致減輕了塔重。
2.桿件連接應(yīng)當(dāng)緊湊,有效減少節(jié)點(diǎn)板用量
與國外同種類型塔進(jìn)行相比,我國目前的塔材單基耗量通常相對較重。除了因鋼材的機(jī)械性能差異性與壓應(yīng)力穩(wěn)定的公式計(jì)算等條件之外,較高的節(jié)點(diǎn)板用量總是存在著。當(dāng)前許多設(shè)計(jì)院都十分重視節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)的革新,在杯塔上與下曲臂內(nèi)側(cè)當(dāng)中主材的負(fù)端距相對較大,連接板上面仍然應(yīng)當(dāng)布設(shè)加勁角鋼與加勁板,使其節(jié)點(diǎn)剛度有所增加;本塔上與下曲臂的外側(cè)主材可以改成短角鋼外包連接,讓各主材連接螺栓過于集中得以避免,可使上與下曲臂內(nèi)側(cè)端主材的負(fù)端距大大得到減小,從而能夠?qū)崿F(xiàn)連接節(jié)點(diǎn)更為緊湊,剛度得到一定的加強(qiáng),使節(jié)點(diǎn)連板得到有效減小的效果。
此外,還對直線塔地線支架與橫擔(dān)的連接有所改進(jìn),同時(shí)使節(jié)點(diǎn)板面積減少了許多。若要減少螺栓的個(gè)數(shù),可使螺栓強(qiáng)度等級得以提高,但是效果往往并不理想,通過有效驗(yàn)證表明,受孔壁擠 壓控制者相對占據(jù)多數(shù)。參考一些國際上的鐵塔桿件,在多螺栓連接方式中,其斜材桿件通常和主材有直接的相連,既可使連接板的用量得到減少,又讓主材和板的連接螺栓有所減少,且螺栓的抗剪強(qiáng)度與孔壁擠壓強(qiáng)度的取值都高于國內(nèi),在該方面的探究我們還需有待加強(qiáng)。
3.加長桿件構(gòu)造的長度,有效減少包鐵連接的數(shù)量
鐵塔桿件長度在以往會受到塔廠鍍鋅設(shè)備方面的制約,塔材需要多段進(jìn)行連接,桿件長度通常不宜大于八米。但現(xiàn)在許多塔廠已更新?lián)Q代,不斷在改進(jìn),采取相對較大的鍍鋅鍋,鍍鋅桿件能夠達(dá)到十二米之長,為設(shè)計(jì)選取更加長的桿件提供了有利條件,這樣有利于減少桿件包鐵數(shù)量,能進(jìn)一步使塔材耗量得到有效降低,從而節(jié)省一定的加工成本。
四、結(jié)束語
電力事業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè),它的穩(wěn)定健康發(fā)展造福著人類,而高壓輸電線路鐵塔是電力系統(tǒng)傳輸?shù)闹饕ぞ?,隨著國內(nèi)電力行業(yè)的迅速發(fā)展,鐵塔的需求量也與日俱增中。因此電力行業(yè)的如何優(yōu)化鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在電力系統(tǒng)建設(shè)中顯得尤其的重要,這無疑給施工企業(yè)提供了廣闊的市場空間與全新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]黎兆權(quán),劉東媛,張宏.淺析某高壓輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型方法[J].科技成果縱橫,2009.
關(guān)鍵詞:配電線路 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 電力工程 10kv
發(fā)電廠、變電站、輸電線路、配電線路和負(fù)荷構(gòu)成了完整的電力系統(tǒng)。其中配電線路是將電力輸送到用戶手中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。由于電力的生產(chǎn)、供應(yīng)和銷售是同步進(jìn)行的,這就要求提高配電線路的質(zhì)量,保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行,同時(shí)保障供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到實(shí)現(xiàn)。
配電線路的設(shè)計(jì)是電力傳輸實(shí)施的前提和保障。設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到電力線路工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。近年來,在配網(wǎng)工程建設(shè)和改造中,10kv配電路線大多數(shù)運(yùn)用在農(nóng)村地區(qū),采用架空線或者是以架空線為主的混合結(jié)構(gòu)形式,一般為放射性的供電方式。
1 線路設(shè)計(jì)的一般流程
配電線路的設(shè)計(jì)受到很多因素的影響,在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中每一個(gè)步驟都必須要確切地落實(shí)到位。
①在接受任務(wù)之后,對線路起點(diǎn)、終點(diǎn)和導(dǎo)面截面進(jìn)行明確。②掌握沿途地形,在地形圖上初步選定路徑方案,并進(jìn)行現(xiàn)場的勘測計(jì)算,繪制出路徑圖。③根據(jù)實(shí)際情況,氣象、導(dǎo)線截面、轉(zhuǎn)角、檔距和現(xiàn)場地質(zhì)地形等,選擇桿塔的型式。④根據(jù)設(shè)計(jì)列出所需設(shè)備材料的清單,套用現(xiàn)行的定額、計(jì)費(fèi)程序編制工程預(yù)算。⑤對各個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)的對比,確定最佳的方案。并對其進(jìn)行整理完善,形成全套設(shè)計(jì)資料。
2 配電線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
2.1 配電裝置的選擇
2.1.1 在選擇裸導(dǎo)體和電器的時(shí)候,環(huán)境溫度要符合要求,即最熱月的平均最高溫度為最熱月日最高溫度的月平均值,要取多年的平均值。在選擇屋內(nèi)裸導(dǎo)體和其他電器的時(shí)候,如果該處沒有通風(fēng)設(shè)計(jì)溫度的資料,最高溫的設(shè)定要在最熱月的平均最高溫的基礎(chǔ)上加5℃。當(dāng)溫度低于儀表電器的最低允許溫度時(shí),要加強(qiáng)保穩(wěn)措施,防止冰雪事故的發(fā)生。另外隔離開關(guān)設(shè)置的破冰厚度要大于最大的覆冰厚度。
2.1.2 在選擇導(dǎo)體和電器的相對濕度時(shí),采用當(dāng)?shù)貪穸茸罡咴路莸钠骄鄬穸取8鶕?jù)不同的地區(qū)選擇不同的類型。在濕熱地區(qū)要采用濕熱帶型電器產(chǎn)品,在亞濕熱帶地區(qū)可采用普通電器產(chǎn)品,實(shí)際運(yùn)用中要根據(jù)當(dāng)?shù)剡\(yùn)行經(jīng)驗(yàn)采取防護(hù)措施。
2.1.3 配電裝置的抗震設(shè)計(jì)要符合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn),即《電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。
2.1.4 在設(shè)計(jì)配電裝置的最大風(fēng)速時(shí),采用離地10m高,30年一遇10min的平均最大風(fēng)速。在這個(gè)最大風(fēng)速超過35m/s的地區(qū)進(jìn)行配置的時(shí)候,屋外的配置要采取降低電氣設(shè)備的安裝高度、加強(qiáng)設(shè)備與基礎(chǔ)之間的固定等措施。
2.1.5 在配電裝置設(shè)置在居民區(qū)和工業(yè)區(qū)內(nèi)的情況,其噪聲要控制在一定范圍之內(nèi),符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)范圍》《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定和要求。
2.1.6 在海拔高度超過1千米的地區(qū),配電裝置要選擇適合高海拔地區(qū)的電器和電磁產(chǎn)品,外部絕緣的沖擊和工頻實(shí)驗(yàn)電壓要符合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。
2.2 導(dǎo)體和電器的設(shè)計(jì)選用
2.2.1 配電裝置的絕緣水平要符合《電力裝置的過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》里的國家標(biāo)準(zhǔn)。
2.2.2 所選用的電器承受的最高工作電壓不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓,設(shè)計(jì)需用的導(dǎo)體電器長期允許的電流不能小于該回路的最大持續(xù)工作電流,另外的導(dǎo)體電器應(yīng)考慮日照對其載流量的影響。
2.2.3 在對導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及電器開斷電流多用短路電流的驗(yàn)算時(shí),要按照設(shè)計(jì)規(guī)劃進(jìn)行計(jì)算,并考慮到電力系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃。計(jì)算時(shí)可按三相短路進(jìn)行驗(yàn)算。在驗(yàn)算導(dǎo)體短路熱效應(yīng)時(shí)采取主保護(hù)時(shí)間加相應(yīng)斷路器全分閘時(shí)間。
2.2.4 當(dāng)用熔斷器保護(hù)電壓互感器回路時(shí),可不驗(yàn)算動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。用高壓限流熔斷器保護(hù)的導(dǎo)體和電器,可根據(jù)限流熔斷器的特性驗(yàn)算其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。
2.2.5 裸導(dǎo)體的正常最高工作溫度不應(yīng)大于+70℃,在計(jì)及日照影響時(shí),鋼芯鋁線及管形導(dǎo)體不宜大于+80℃。當(dāng)裸導(dǎo)體接觸面處有鍍(搪)錫的可靠覆蓋層時(shí),其最高工作溫度可提高到+85℃。
2.2.6 在正常運(yùn)行或者短路時(shí),電器引線的最大作用力應(yīng)小于電器端子允許的荷載。屋外配電裝置的導(dǎo)體、套管、絕緣子和金具等,要根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀髼l件和不同受力狀態(tài)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算。
2.3 路徑的選擇
送電線路設(shè)計(jì)的好壞,取決于路徑選擇。它反映在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上是否合理,同時(shí)對以后運(yùn)行維護(hù)、搶修是否方便有重要意義。因此,選擇一條線路路徑,必須到當(dāng)?shù)卣{(diào)查研究及現(xiàn)場勘察,現(xiàn)場人員必須有設(shè)計(jì)人員、測量人員、技經(jīng)人員、當(dāng)?shù)卣捌渌嘘P(guān)人員參加(不過大多時(shí)候技經(jīng)人員工作量多都設(shè)辦法到現(xiàn)場,而是由設(shè)計(jì)人員在現(xiàn)場收資提供參數(shù)進(jìn)行編制預(yù)算),以便碰到問題及時(shí)在圖紙上修改。盡量做到線路路徑比較合理,減少在施工以后,施工單位在施工期間與當(dāng)?shù)卮迕竦哪Σ粒欣诰€路可行施工。
線路進(jìn)行定位的原則如下:①應(yīng)少占農(nóng)田,方便施工、方便運(yùn)行維護(hù)、交通條件方便地段,路徑短,曲折系數(shù)小,做到經(jīng)濟(jì)、安全、合理。② 選擇路徑要避開不良地質(zhì)、地形及石場、油庫、機(jī)場,軍用倉庫,風(fēng)水(墳)等。③出線段采用十二、十六、二十四線電纜溝。減少重復(fù)施工操作。④光纜隨10kv架空線路走,光纜配備一般1~2km為宜,太長不便于施工和維修,太短的話接頭就多,信號的衰減大,信號不好。⑤原則是,路徑經(jīng)過的地形高差盡量要小,檔距適當(dāng)在50~60米左右。在選擇桿塔盡量使導(dǎo)、地線弧垂均勻平滑,使它的受力均勻,才不會受到不平衡張力而發(fā)生鐵塔扭轉(zhuǎn)。⑥在有大跨越的線路時(shí),其方案要結(jié)合大跨越的情況,結(jié)合技術(shù)指標(biāo)比較,并考慮30年洪水位影響。⑦應(yīng)考慮直線轉(zhuǎn)角(5°以下)設(shè)計(jì)成直線轉(zhuǎn)角桿塔。
2.4 路徑的初步設(shè)計(jì)
2.4.1 總的路線
總的線路編制由設(shè)計(jì)依據(jù)、線路走徑和工程概況三部分組成。線路的設(shè)計(jì)依據(jù)從設(shè)計(jì)的基本原則出發(fā),要符合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,并按照相關(guān)文件的規(guī)定和設(shè)計(jì)的路線嚴(yán)格執(zhí)行,列出工程設(shè)計(jì)各方面包括任務(wù)書,簽訂的設(shè)計(jì)合同,審批文件和審批編號等。路徑的設(shè)計(jì)方案要從路徑的長度上進(jìn)行選擇,從交通條件,地形地勢、水文地質(zhì)等條件,氣象條件,礦物森林資源等各個(gè)方面說明該路徑方案的優(yōu)勢,通過分析計(jì)算比較,找出最佳的線路走徑方案。工程概況包括了設(shè)計(jì)線路的方方面面。通過工程概況可以了解整個(gè)工程的運(yùn)行狀況。
2.4.2 線路機(jī)電的路線
線路機(jī)電部分包括了氣象、導(dǎo)線架設(shè)技術(shù)、絕緣子串、金具組裝和導(dǎo)線防震等內(nèi)容。將線路調(diào)整在所有可能發(fā)生的惡劣氣象環(huán)境下,也可以安全正常的運(yùn)行。架設(shè)線路導(dǎo)線的最大使用應(yīng)力,材質(zhì)結(jié)構(gòu)等要達(dá)到電力輸送的要求,提高防震措施。
2.4.3 塔桿和基礎(chǔ)
10kv線路桿塔型式有:直線桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔、終端桿塔四種桿塔型式。選擇塔型和桿塔高度,應(yīng)經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行維護(hù)方便。耐張塔盡可能使用較低的桿塔,受力好。除跨越,盡量使用懸掛點(diǎn)高度適中為宜,保持排桿定位導(dǎo)、地線平滑,受力均勻合理。
3 結(jié)語
近年來,原有的電力架空路線逐漸被電纜替代,城市無桿化將成為城建工作的重要組成部分。配送路線從空中轉(zhuǎn)入地下,這將使得10kv的電路配送施工量越來越大,工程難度也越來越高。
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