35kV架空输电线路设计问题及解决措施

35kV架空输电线路设计问题及解决措施

【摘要】: 在目前我国电力系统设计过程中，架空输电线路设计是一项比较复杂的学科。35kV架空输电线路的设计主要三个阶段，即可行性研究、初步设计阶段与施工图设计阶段，设计工作中要求设计人员要有较好的专业基础知识，在设计中对可能存在或者发生的问题要做到及时解决，保证输电线路更加安全的运行。本文主要从几个方面对35kV输电线路设计中所遇到的设计问题及解决措施进行探讨分析。

【关键词】: 架空输电线路;设计问题;解决措施

1 引言

35kV输电线路的设计,主要有初步设计和施工图设计两个阶段, 初步设计是系统设计中比较关键的阶段，要考虑众多因素，主要有:线路路径选择、导线和地线选型、气象条件、绝缘配合和防雷、杆塔和基础设计、导线对地和交叉跨越距离以及工程预算等等。线路设计的主要原则都应该在此阶段中明确，设计人员应尽全力研究透彻。施工图设计是线路设计中另外一个比较重要的阶段，是根据初步设计原则所做的进一步具体设计。对初选的、经过评审的最佳线路设计方案进行实地测绘，打杆位桩；根据要考虑的实际因素完成详尽图纸设计；做出准确完整的报表，提供施工设计说明书还有预算书。35kV输电线路设计应确保输电线路运行合理、安全、经济。

2初步设计阶段

2.1选择最佳的路径方案

输电线路的造价与线路路径方案是密切相关的。选线时要从诸多方面进行考虑。从路径选择的基本原则来看，施工便捷、运行安全、经济合理等是施工设计中所应遵循的基本要求。同时还要尽可能选择路径短、水文和地质条件较好、特殊跨尽可能少的路径，同时还要尽可能避开房屋、防护林和绿化区、果林、公园等。比如：秦皇岛市由于地质史上的多次地壳运动造成境内复杂的地质构造，加之外应力的作用，逐步形成了境内形态多样的地貌地形。地形趋势是西北高，西南低，形成山地、丘陵、平原、浅海4个地带，呈梯形分布。地貌类型复杂多样，有山地、丘陵、平原、盆地等。境内都山、老岭、响山、背牛顶、角山、联峰山等，影响输电线路路径选择的因素比较多。

2.2导线和地线选型

导线截面的一般主要是按经济电流密度来选择，根据系统规划提供的负荷资料选定，用电晕、电压损失、发热条件及机械强度加以校验。由于现阶段我国的经济发展速度较快,不乏有的行业缺乏一定的长远规划,当输电线路路径选择完毕后,很快运行线路就达到满负荷状态。经过一段时间后,就会有相当多的线路处在超负荷运行的情况,不仅电量损耗加大,而且原有输电导线的链接点处发热,给线路运行带来很大安全隐患。因此，经济电流密度在选择时，须结合着当地经济发展规划来进行合理的筛选。如果有条件，可以适当增大最大负荷所利用小时数，减少输电线路在正常运行后，因不合适的导线截面，造成的超负荷运行。导线类型应根据使用条件及使用环境来进行合理选择，正常情况下，选择普通钢芯铝绞线即可，但对于冰冻区的线路应该选用耐寒性更好的铝合金钢芯铝绞线，还有比如，为提高输送容量时进行旧线路改造，此时可考虑采用耐热性能较好的铝合金钢芯铝绞线，这样就要考虑到铝钢截面比。导线确定后就要确定选择合适截面的地线，通常情况下是要根据规程要求选定地线截面并确定型号。选用普通地线应对其进行热稳定校验，对于环境状况较差地区宜采用锌铝合金度层钢绞线。

2.3气象条件

在输配电线路的初步设计时, 当地的气象条件是设计人员要首先明确的。气象条件应根据当地的有关气象资料和当地已有线路在当地气象条件下的运行情况进行综合考虑。输电线路设计主要考虑下列气象条件:

(1)最高温度:决定导线最大弧垂,使导线与地面及被跨越物保持安全距离

(2)最低温度:电线应力有可能出现在最低温度，判断上拔与地线穿越距离

(3)年平均气温:用以决定平均运行应力，防振需要，不得超过25%破坏应力

(4)最大风速:可能出现最大负荷，此时风速决定最大允许应力，决定杆塔最大水平符合，校验最大风偏对塔身或拉线的间隙以及导线与所临近的建筑物的水平安全距离

(5)导线覆冰:用于计算导线、电杆等部件的机械强度

(6)雷电日数:用于防雷保护方面的设计考虑。

送电线路设计用的气象条件，广义地说是指那些与架空线路的电气强度和机械强度有关的气象参数如：风速、气温、湿度、雷电参数等。但机械计算的气象参数主要指风速、覆冰厚度和气温，称之为设计用气象条件的三要素。三个的取值称之为气象条件组合，不仅要反映自然的变化规律，同时还要反应出三个气象条件同时出现的可能性,又要考虑技术和经济上的合理性；既客观的反应实地的危险程度,保证输电导线在运行、施工、检修工作环节中的的可靠性,又要考虑经济上的合理以及计算方便。一般情况下。考虑到气象条件时，技术要求主要是保证线路在一些特殊情况下，比如风速较大、有覆冰、低温或高温情况下

能够平稳安全运行,在线路突然断掉的情况下，杆塔不倒,不会进一步引起次生事故。在风速达到最大或者内部电压过载时,导线对地不发生闪络事故,在覆冰或者最高温度时保证导线对地有足够的安全距离,在施工过程中不发生人身意外以及严重的设备事故。

2.3导线避雷线的绝缘配合及防雷

（1）绝缘配合

电力系统的运行可靠性主要由停电次数和停电时间来横量，其中的主要是绝缘被击穿，因此，设备的绝缘水平很大水平上决定了电力系统的可靠性运行。所以，以不多增加设备投资为前提，绝缘配合的问题是选择合适的限压措施及保护措施中额关键问题。设备造价、维修费和事故损失一般是选则经济、合理的绝缘配合设计需要考虑的三个方面要素。绝缘配合设计中应该注意以下问题：

①风速取值 比如，正常工频电压是以最大风速计算的；操作过电压则是以最大风速的一半计算的（不低于 15m/s）；雷电过电压按10 m/s计算。

②绝缘子片数的选择 耐张绝缘子串的片数要比垂绝缘子串多一片。

③有地线的杆塔高度如果超过40米，高度每增加10米，就要加一片绝缘子，

④线间距离的计算要注区分普通挡距、大档距、大跨越，需要选用对应的公式计算，普通挡距一般是指1000m以下；大档距指1000-2000米的档距；大跨越指跨越通航大河流、湖泊和海峡，档距至少在1000m 或塔高在 100m 以上。

（2）防雷设计

送电线路一般分不同电压等级,据此来决定采用不同的地线根数和地线保护角来达到避雷效果。采用接地的地线是架空输电线路最有效的防雷保护措施,并且地线的保护角越小,其遮蔽效果越好。在同塔多回路线路中，采用负保护角效果会更好，在允许的条件下还可以提高绝缘水平。提高线路防雷水平的另一个有效手段是就是相伴法减小接地电阻，所以，水泥电杆的地线、横担和绝缘子固定部分,应有可靠的连接和接地，这对减小线路雷击跳闸率，提高线路安全运行水平十分有意义。

在35kV架空输电线路设计时，地线一般不会全线架设,通常只在发电厂、变电所进线和出线处架设 1～2km 地线，如果如线路长度不大，更适宜的办法还是全线架设。一般而言，《设计规范》规定的进线段保护距离为1～2km,但是实际操作中不能对该规范死搬硬套。当涉及的区域是多雷地区（雷暴日超过 40 天）时,进线段应达 3km或者3km以上。而且，还要降低进线段的接地电阻以提高杆塔的耐雷水平。

2.4杆塔和基础型式

(1)杆塔设计 在工程设计中，设计人员应该尽可能选择典型设计，或经过运行使用验证过，且质量满足要求的杆塔型式。在设计新型杆塔时,设计人员要充分的了解设计的理由,确认经过合理的科学试验，没有出现问题再选用。要想选择更加合适的杆塔型式,一定要结合导线选型、当地地质、气象条件以及使用单位的使用经验等因素来合理选择确认。确认杆塔的高度，要酌情而定，具体要参照设计线路是否跨越林木以及经济指标是否合理。现代输配电系统对安全、环保方面的要求越发提高，因此在选择杆塔和使用时应尽可能留有余量。。

(2)基础设计 选择合理的基础型式要按照全线地质、地形和水文等情况而定,同时还要考虑基础受力条件,进而更加合理的选择基础型式。水泥钢筋杆和金属铁塔的基础型式主要

按受力形式划分,可分为: 倾覆类基础和上拔、下压类基础。前者主要会受到倾覆力矩,如卡盘形式就是这种基础，后者主要承受上下两面的力,如电杆的拉线盘、底盘,主要就是这种基础。金属铁塔基础型式通常主要采用装配预制基础,在粘性或者沙性土中更适合采用灌注桩基础。

3 施工图设计

(1) 对已经经过初选和评审的最可能的线路设计方案进行实地测绘拉线、打杆位桩

(2) 根据要考虑的实际因素完成详尽图纸设计

(3) 做出准确完整的报表，提供施工设计说明书还有预算书。

4 结束语

综上所述,在架空线路设计中,设计人员要对具体工程具体分析，通过各种技术手段勘测、定位、计算选择合理的设计方案,绘制出线路施工和杆型组装图等施工图纸。严格按照国家对概预算标准的规定设计工程，并评估预算,经过各项审核、审批后，没有问题即予以实施。

参考文献:

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