基于城区改造与建设中架空送电线路设计中的注意事项

基于城区改造与建设中架空送电线路设计中的注意事项

朱宁宁

（辽河油田电力集团公司辽宁盘锦124109）

摘要：近年来,随着我国城市建设的快速发展,对电量的需求日益增加,旧城区改造及新城区建设的脚步不断加快。架空送电线路是我国输电线路常用的方式,其线路设计关系到送电线路的安全和稳定,基于对架空送电线路设计在施工、造价、安全运行等方面的要求,本文对城区改造与建设中架空送电线路设计中的注意事项等进行了分析与论述。

近年来，由于用电量的迅猛增加，架空送电线路的数量也随之增多，线路之间的交叉越来越多，送电线路建设的内部环境和外部空间却越来越小，对供电可靠性提出了新的要求。各地线路路径选择存在困难，施工占地的民事工作难以协调，工程建设资金短缺等是电网建设中遇到的新问题。如何应对新形势下最大限度地满足电网建设需要，已成为技术部门不断研究的课题。

一、架空送电线路设计的意义

架空送电线路设计包括导线力学计算、导线防振、导线弧垂、线路选线、杆塔定位与荷载、线路绝缘与防雷、线路网路规划设计等诸多内容。其所涵盖的内容是保障塔杆稳定、导线安全的各项因素。其设计工作必须通过上述内容的科学计算与规划实现城区用电的稳定与安全。通过对架空送电线路多方面的设计与计算，能够有效的保障导线线路安全，避免事故的发生。同时还要通过对线路的科学设计达到线路优化的目的。以下就老城区改造中的架空送电线路设计中的若干问题进行详细的分析与论述。

架空送电线路设计中存在的问题

2.1城区改造中线径计算与线路规划

路径选择和勘测是整个线路设计的关键，方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。为了做到既合理地缩短路径长度、降低线路投资，又保证线路安全可靠、运行方便，一条线路有时需要徒步往返3～5趟才能确定出最佳方案。在工程选线阶段，设计人员要根据每项工程的实际情况，对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施进行充分调研，进行多路径方案比选，尽可能选择长度短、转角少、交叉跨越少、地形条件较好的方案。综合考虑清赔费用和民事工作，尽可能避开树木、房屋和经济作物种植区。在勘测工作中做到兼顾杆位的经济合理性和关键杆位设立的可能性(如转角点、交跨点和必须设立杆塔的特殊地点等)，个别特殊地段更要反复测量比较，使杆塔位置尽量避开交通困难地区，为组立杆塔和紧线创造较好的施工条件。在进行架空送电线路设计时，首先要对架空线路供电区域的用电需求进行分析，以此计算供电线径并根据城区建设规划设计线路走向。老城区改造后的规划设计一般分为商业区域及居住小区两部分，商业用电与居民用电类型的不同决定了其用电需求量的不同。因此，在进行城区改造的架空线路设计时，设计工作应以城区规划为基础，对线路的走向、线径、以及变压器的设置等进行计算与分析。为保障送电线路满足用电需求奠定基础。

2.2张力架线的设计与计算分析

张力架线是现代架空送电线路常用的设计方式，其设计过程中需要张力采用悬链线方程对相关数据进行计算，计算时的坐标系采用以悬链线的最低点为坐标原点，过最低点的切线为X轴，过最低点的垂线为y轴的悬挂柔索模型进行计算。悬挂柔索的物理模型计算可以通过采用VB的可是编程技术实现架线设计以及架线施工的相关计算。在进行计算的过程中，要注重电缆荷载的计算。通过电缆自重、附加载荷、气象条件等多方面冈素的分析与相应方程计算下进行设计的计算工作。以此为保障设计质量、线路的安全与稳定奠定基础另外，在设计过程中还要考虑不等高悬挂的线路设计时，还要对其抛物线的计算进行相应的处理。通过对线路综合情况的分析与考虑，对设计工作进行相应的计算，以此确保设计工作质量能够满足实际施工及应用需求。

2.3电力线弧垂计算原理

由于电力线本身有重量，挂在杆塔上的电力线就受到本身重力的拉伸。从安全的角度讲，电力线是不能被拉断的，为保证安全，电力线受到的最大拉力，只使用到它能承受最大拉力的40%。以此做为使用条件上限。假设电力线的强度为N（称为拉断力），则电力线的最大使用强度为NX0.4。当刮风的时候，电力线覆冰的时候电力线自身重量会增加，就会使电力线受到的拉力变大。

我们把单位长度、单位面积上的荷载称为比载。简单理解就是1米长导线的重量除以导线的截面。只要导线重量变化，比载就有变化。导线应力是指导线单位横截面积上的内力，如果导线只有1米长，则与比载一样。

电力线本身刚度虽然较大，但距离较长时，还是属于柔性的，即可以看成一根绳索。当挂电力线的点高一样时，电力线的弧垂为这里L是两个杆塔的距离，也称之为档距。因此影响弧垂的因素就有，电力线自身单位长度重量（引起g变化），是否有风（引起g变化），是否有冰（引起g变化）和档距大小（L）有关。

三、根据实际地形情况开展线路设计工作

在线路设计过程中常会遇到特殊地形情况，如线路走向过程中地形高低起伏较大等。这样的情况下，电缆的张力情况也将发生改变。这就需要在进行线路规划后的设计过程中，加强实际地形的勘察并以勘察实际情况为基础通过计算方程式的选择，科学的对相关计算数据进行计算，以此确保计算结果、设计结果能够满足实际应用的需求，确保设计工作对施工的指导性。在进行综合计算与设计后，设计工作还要加强验算与复核工作，确保计算结果的准确性，确保设计、计算工作与实际情况的相符性，以此确保架空送电线路的设计质量。

四、荷载计算软件的作用

铁塔在设计的时候，是按照一定的设计条件（导、地线型号，使用安全裕度，档距，气象条件）来设计的，设计完成后铁塔的根部受力大小已经计算出来。但铁塔在实际使用的时候，并不总是按设计条件来使用。当使用条件变化的时候，基础作用力也就变了。如果仍然按设计时的基础作用力来设计基础，无论基础怎样优化，设计出来的基础仍不是最优的。荷载计算软件就是计算杆塔在使用条件变化后杆塔基础作用力的。

见表1一组铁塔基础作用力。

铁塔一般有四个腿，区分为A，B，C，D。每个腿上的作用力负数表示向上拉，正数表示向下压。在这组作用力中，每个腿的作用力差别并不是很大。设计上为了简化，可以将这四个腿，设计成大小相同的基础。直线塔设计基础的时候，

都设计成四腿等大。见表2一组作用力。

C和D只有下压力，A和B虽然也有下压力，但与上拔力差异较大，是以上拔为主。设计基础的时候，就可以将C和D放在一起设计，A和B放在一起设计。

结语

总之，现代架空送电线路设计应以实际情况为基础，综合考虑线路所在地域的实际情况与多种因素通过科学的计算以及相应的措施有效保障设计质量，指导线路的施工，保障线路架设后的安全、稳定使用。针对现代城区改造脚步的加快以及电网改造的实施，架空送电线路设计工作还要与城区规划紧密联系，以规划图纸与技术文件为基础开展线路的规划与设计，以此为城区经济发展奠定良好的基础，为现代经济发展与居民生活奠定良好的供电基础。

参考文献

[1]钱静洲.架空送电线路基础设计分析[J].广东科技.2011(20)

[2]周本堂.对架空送电线路设计方面的探讨[J].广东科技.2013

作者简介

朱宁宁(1982.2-)，男，江苏省泰州市人，

东北大学计算机科学与技术毕业，工程师

单位：辽河油田电力集团公司,研究方向：电力工程.