高压输电线路复合横担受力性能研究

高压输电线路复合横担受力性能研究

穆晓辰 马超

国网山东省电力公司东营供电公司 山东东营 257091

摘要：随着社会的发展，人们生活水平提高，对电力的要求也越来越高。杆塔倾斜倒塌、断路、线路短路等均属高压输电线路运行安全方面存在的客观现实问题，会负面干扰供电稳定，甚至会直接威胁人类的生命安全、身体健康及财产安全。高压输电是一项具有极强技术性的工作，本身比较特殊，技术跟不上或监管乏力均有可能导致安全问题。外部环境因素同样会显著干扰高压输电。

关键词：高压输电线路；复合横担；受力性能研究

引言

玻璃纤维增强复合材料(GlassFiberReinforcedPolymer，简称GFRP)是将玻璃纤维与基体材料按比例混合加工制成，具有轻质、高强、绝缘、耐腐蚀、成本低廉等优点，能够克服木、钢铁和混凝土等电力建设传统材料的缺陷，近年来在输电线路杆塔中得到广泛应用。横担是输电线路杆塔上用来吊挂输电线的悬臂结构，采用复合材料制造，可以降低雷电击穿、污秽闪络等故障发生频率；减小输电走廊高度和宽度，减轻输电杆塔高度和重量；降低运维成本，提高经济效益。

1高压输电线路施工中存在的问题

1.1材料运输难度比较大

如果所施工的项目位于地理环境较差的区域，线路长期浸泡在水中，将直接对施工的效果造成影响。在某些施工区域，由于土壤柔软且水分含量高，直接对其的承载力造成影响。由于在施工中，所需的材料数量和种类较多，运输量特别大，并且在铁塔部件的运送过程中难度非常大。如果施工区域的土壤承载力比较低、含水量又大，将直接对材料的运送造成严重影响。

1.2在基础施工中存在安全隐患

在开挖基础地基时，遇到的安全问题较多，例如不稳定的斜坡、挡土墙的渗漏、流沙等相关问题。尽管在施工期间钢板桩的应用非常广泛，但它们仍会对基坑开挖的安全性造成影响。

1.3抱杆对起重系统的要求非常高

在高压输电线的施工过程中，要求使用截面积较大、高度较高、起重性能较强的抱杆，这要求起重系统必须具备较高的性能。如果施工中使用的工具不健全，计算分析起吊实际情况不准确，将直接对起重系统的安全性和稳定性造成影响。

2高压输电线路优化

2.1悬浮抱杆组立杆塔

悬浮抱杆组立杆塔是新型的装配方法。一般抱杆阻力杆塔的结构是倒人字形。在吊装塔架支腿时，采用的是单个提升法和分片扳立法，以使组装结构的稳定性得到保障。由于高压传输线抱杆非常重，因此，需要在滑车和平衡滑车共同的作用下吊起抱杆，以使施工质量得到保障。塔顶的接地线和腰环可以控制对抱杆的提升；在吊装曲臂和横担时，应根据施工现场的实际情况合理选择吊装方式。一般，常用的吊装方式包括整体吊装和分体吊装，每种方法都有其自身的优势，可以根据塔架结构合理选择吊装方式。分体吊装一般适用于吊装酒杯式铁塔，因为此类型塔架的横杆和抱杆重量差别不明显。整体吊装适用于吊装猫头鹰式铁塔，拆卸时必须根据铁塔中的V形绳索逐步拆卸抱杆。

2.2线路性能提高

囿于现有技术因素，目前人们还无法有效控制恶劣气候出现的区域、频率等。所以在高压输电线路保护方面，首先应强化技术研发投入，提高线路技术含量，强化设计标准，增强其恶劣气候应对能力。在现有技术水平及供电稳定性基础上将输电线路长度尽可能缩短，气象条件复杂区域应尽可能的少布置或不布置高压输电线路。输电杆塔应更多的运用耐张塔，以促进高压输电线路抗冰雪能力的提升。需要以线路所处区域现状为切入点拓扩避雷器（针）安装等相应的防雷击保护策略。对高压输电线路所处区域气象资料进入全面分析，以掌握区域气候状态同样至关重要。因为这有利于未雨绸缪，将杆塔、绝缘子等部件故障、缺陷超前化解。在雷电、雨雪天气来临前提前检查高压线路，可将不必要的线路损害提前避免。及时抢修冰雪天气导致的线路故障，在天气预测准确性提升过程中把有关抢险物资、方案提前备齐、备足、备好，确保供电中断时能在最短时间内恢复电力供应，将用户损失最小化。雷击防护措施多种多样，避雷针等设备只是其中之一，自动重合闸同样可以有效补救或控制电路运行安全稳定。这种技术实质上是在发生雷击短路故障时短时间内将短路线路自行合闸，将电源接通，由于其适用性极强，所以目前已经进入普遍应用阶段。

2.3鸟害防治等策略

这方面的策略具体如下。（1）将鸟类聚集区域尽可能避开。宜从线路设计标准及当地现状入手对线路布设作出调整，在此基础上将鸟类导致的线路短路等故障尽可能的避免。（2）分区管理线路布设区域的鸟类。即对鸟类生活习性进行全面分析，以出台有针对性的防护与驱赶策略。特别是在鸟害相对严重且必需布线区域，必须出台有效的鸟类驱赶措施，以防线路、塔架、横担上出现鸟类长久栖停、筑巢。监测、保护、维护高压线路涉及到绝缘子安装合理性、杆塔建立、线路防护区环境等各环节问题。必须全面控制会影响到高压线路输电安全的任何因素，将输电设备故障及时排除。确保外界因素不会损坏绝缘子，迅速处理线路故障，以防因线路带“病”运行加大线路故障范围。

2.4高压输电线路在雷击方面维护方法

高压输电线路除了对人为因素方面作相关的维护外，还需要对自然灾害方面作相关的维护工作，其中，雷击是使高压输电线路出现故障的主要自然灾害之一，因此，对高压输电线路在防雷方面有着更高的要求，需要采用积极合理，有效的防雷手段和措施，最大程度降低雷击而出现故障的概率。因此可以采用以下几点来对其进行维护：（1）对环境进行观察，查找出经常出现雷击现象的地方，然后在高压输电线路旁安装避雷针，或者避雷器，这样就能够将雷击产生巨大的电能通过避雷针引到地面上，有效的降低高压输电线路被雷击的可能。从而提高了高压输电线路防雷能力，减少了雷击事件的发生。将高压输电线路的绝缘能力提高，这样可以使它的绝缘保护能力得到提高，从而也可以提高抗雷击的功能。（2）提高高压输电线路的的保护角的控制，这样便能够提高对绕击率的控制，从而使高压输电线路的跳闸概率得到有效的降低。（3）可以对保护间隙进行调整，这样便能够利用电弧闪络，使绝缘子得到保护，从而有效的降低高压输电线路被雷击的可能。（4）在对塔杆进行建设时，可以将它的高度适当的降低，从而使塔顶的电位得到降低，使塔杆的接地电阻的阻值降低，一旦发生雷击时，雷电就会通过低阻值的塔杆引到地面上，从而也能有效的防止雷击，提高抗雷防雷的水平。

结语

电力电网关系到国计民生，而高压输电线路又是电力电网连接各个用户间的桥梁，保障高压输电线路的安全，稳定的运行具有重要的意义。高压输电线路由于处于露天这种特殊的环境中，会受到各种因素的干扰和影响，只有对其采取各种有效的维护手段，才能确保其能稳定的运行，才能保障它的可靠性和安全性。对于高压输电线路电气设计而言，其是高压输电线路建设的重要组成部分。在高压输电线路电气设计过程中存在诸多问题，这些问题在高压输电线路的正常使用中埋下了安全隐患。因此设计人员需要重视高压输电线路电气设计工作，对高压输电线路电气设计存在的问题进行详细分析，根据分析的结果制定有效的解决方案，从而使高压输电线路的运行可靠性以及安全性得到保障，使相关企业的社会效益以及经济效益得到保障。

参考文献

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