輸電線路改造過(guò)程中存在的問題分析

陳騰飛 郭振華 周亞 王廣躍 魯曉威

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司 安徽滁州 239000）

輸電線路改造過(guò)程中存在的問題分析

陳騰飛 郭振華 周亞 王廣躍 魯曉威

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司 安徽滁州 239000）

線路改造工程具有工期緊，受停電時(shí)間、供電可靠性限制的特點(diǎn)，并且受到外部自然因素的情況較多，并且各個(gè)輸電線路工程實(shí)際情況不盡相同，筆者結(jié)合自身的實(shí)際工作情況，對(duì)輸電線路改造工程的發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的問題進(jìn)行了簡(jiǎn)單論述，提出了輸電線路改造工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，希望可以對(duì)我國(guó)的電力工程健康快速發(fā)展起到一定的推動(dòng)作用。

輸電線路；改造；問題分析；優(yōu)化設(shè)計(jì)

引言

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷加快，目前城鎮(zhèn)中還有較多的高壓輸電線路需要改造，并且輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著輸送電能的主要任務(wù)，目前城市建設(shè)的規(guī)模和城市建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，就造成城市中已經(jīng)運(yùn)行的輸電線路需要傳送更多的電能，所以對(duì)輸電線路進(jìn)行改造就顯得尤為重要了。

1 輸電線路改造發(fā)展現(xiàn)狀

輸電線路是聯(lián)系發(fā)電廠、變電站與用電設(shè)備之間的橋梁，同時(shí)它具有輸送電能的任務(wù)，在電能的發(fā)、輸、變、配、用全過(guò)程的五大環(huán)節(jié)中具有重要作用，是電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，由于輸電線路設(shè)備大部分分布在田野或者丘陵之中，長(zhǎng)期露置在大自然的環(huán)境中運(yùn)行，不僅要經(jīng)受嚴(yán)寒酷暑，還要飽經(jīng)風(fēng)雨雷電，遭受各種自然條件的破壞，而且隨著時(shí)間的推移，輸電線路的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行條件都可能發(fā)生各種各樣的變化，所以必須對(duì)不符合要求的輸電線路進(jìn)行及時(shí)改造，只有這樣才能保障輸電線路安全、高效的運(yùn)行。針對(duì)高壓架空輸電線路而言，高壓架空線路需要設(shè)置在一定的高度才行，線路以下的部分以及兩側(cè)的面積稱為線路走廊，在走廊內(nèi)不能種植高大的植物，也不能建造高大建筑，并且隨著我國(guó)城市化的不斷發(fā)展，需要越來(lái)越多的電能來(lái)滿足要求，在線路建設(shè)過(guò)程中線路走廊的占地費(fèi)用較多，大約占據(jù)了總投資的20%，所以我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)要花費(fèi)很大一部分資金在輸電線路走廊上面，目前一般采用同塔并架多回路輸電技術(shù)，這種技術(shù)通過(guò)在同一線路走廊架設(shè)多回線路，這樣不僅減少了線路走廊用地，還大大提高了輸送容量。

2 輸電線路改造在城市發(fā)展中面臨的問題

在新建鐵路和公路附近，采用的輸電方式為架空跨越的方式，這樣不僅可以節(jié)約資金，還能確保輸電線路與新建鐵路、公路之間的距離，但是在特殊情況下，架空線路跨越成本較高或者根本無(wú)法跨越時(shí)，就應(yīng)該改為電纜線路，因此要根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，例如當(dāng)輸電線路的電壓等級(jí)不高時(shí)，一般指35kV以下線路，應(yīng)當(dāng)首先考慮將架空線路改為電纜下鉆的方式，這樣不僅美化了新建鐵路或公路的景觀，同時(shí)也為高電壓等級(jí)的線路留出更多的跨越空間。隨著我國(guó)工業(yè)化水平逐漸提高，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，用電量需求日趨增多，輸電線路需要不斷改造以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，針對(duì)城市電網(wǎng)改造，不能脫離城市建設(shè)的總布局，要積極采用新設(shè)備、新技術(shù)、新材料和新工藝，提高輸電線路的供電能力，保障輸電線路能夠適應(yīng)各種自然環(huán)境，提高供電的可靠性和安全性，因此在供電線路改造過(guò)程中應(yīng)該重點(diǎn)解決以下幾個(gè)問題：

2.1 解決交跨問題

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化水平的加快，城中村現(xiàn)象日趨明顯，由于眾多原因?qū)е略絹?lái)越多的110kV線路的導(dǎo)線對(duì)房屋的距離不能滿足電力規(guī)程的要求，導(dǎo)致各種事故的發(fā)生，例如：線路突然跳閘造成人員傷亡或者導(dǎo)線對(duì)地放電等等，有一些地區(qū)線路設(shè)計(jì)的導(dǎo)線距離（110kV：6.5m），交跨距離嚴(yán)重不足，直接導(dǎo)致線路安全運(yùn)行性能降低，某一城市僅2015年一年的時(shí)間由于交跨問題引起的線路跳閘現(xiàn)象就高達(dá)9次，為了解決這一嚴(yán)重問題，輸電線路運(yùn)行管理部門曾組織專家對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，最終得出了兩種解決辦法：①將居民集中拆遷，這種辦法執(zhí)行起來(lái)手續(xù)困難，根本行不通；②建立新的輸電線路替換原有的線路進(jìn)行供電，這種辦法也會(huì)面臨許多的問題，由此可見，只有解決交跨問題，才能有效降低輸電線路的跳閘率。

2.2 解決因道路改擴(kuò)建導(dǎo)致的道路中央孤立的桿塔問題

隨著我國(guó)的發(fā)展，城市道路變得越來(lái)越寬，這些道路既有新建的也有擴(kuò)建的，但是由于種種原因會(huì)導(dǎo)致部分110kV輸電環(huán)網(wǎng)線路桿塔被孤立于道路中央，這些被孤立的桿塔因?yàn)闆]有辦法進(jìn)行移位改造，所以只能采取一些應(yīng)急措施對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，某市在2014～2015年期間，就發(fā)生了7次撞擊防護(hù)裝置的現(xiàn)象，這嚴(yán)重影響了輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此解決這種問題已經(jīng)刻不容緩。

3 輸電線路改造工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 交叉跨越線路的改造

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的勘察結(jié)果，一般將所有的混凝土電桿更換成鐵塔或者鋼管桿，但是在一些區(qū)域大型機(jī)械根本無(wú)法進(jìn)入，施工難度極大，整體投資較多，所以針對(duì)這些地區(qū)更換桿塔工作根本無(wú)法完成，為了解決這種問題，最終決定在原有的輸電線路混凝土電桿桿頂加裝鐵帽，這樣不僅可以減少線路跳閘現(xiàn)象，也解決了線路對(duì)地的安全距離問題，既解決了投資，又能夠保障輸電線路安全平穩(wěn)運(yùn)行。在設(shè)計(jì)制作加高鐵帽時(shí)，應(yīng)該根據(jù)線路桿型和所處的具體位置進(jìn)行多次實(shí)量，最終做到使用原桿的橫擔(dān)和拉桿，以盡量減少費(fèi)用和工作量，加裝鐵帽施工圖如圖1所示，鐵帽加裝后的效果圖如圖2所示。通過(guò)加裝鐵帽的方法，提高了導(dǎo)線對(duì)地距離，導(dǎo)線在原來(lái)的基礎(chǔ)上提升了3m，達(dá)到了《電力建設(shè)安全工作規(guī)程》的要求，下面列舉兩種鐵帽制作方式，如圖3～4所示。

圖1 加裝鐵帽施工圖

圖2 鐵帽加裝后的效果圖

圖3 鐵帽制作方式

圖4 鐵帽制作方式

采用加高鐵帽的施工方案與其它方案進(jìn)行對(duì)比，采用加裝鐵帽的方案總費(fèi)用一般為7900元/基，采用在原桿位基礎(chǔ)上更換加高桿塔方案所需費(fèi)用為24萬(wàn)多元/基，因此得出每基可以節(jié)省資金23萬(wàn)元左右，并且在加裝鐵帽后至今還沒有出現(xiàn)線路跳閘事故，并且鐵帽在加裝過(guò)程中導(dǎo)線不必落地，原橫擔(dān)和拉桿可以直接提升使用，加裝的鐵帽還可以梯次性升高，這樣就可以解決多層、多回的線路復(fù)雜交跨難題。這項(xiàng)技術(shù)既可以節(jié)省費(fèi)用，又不受施工環(huán)境的限制，安裝簡(jiǎn)便，可以在解決輸電線路交跨施工狹窄桿段上大力推廣應(yīng)用。

3.2 孤立桿塔的改造

若將道路中央的鋼管拆除，不僅投資太大，而且停電時(shí)間較長(zhǎng)，若不采取任何措施，就會(huì)給人們的安全出行帶來(lái)嚴(yán)重的問題，導(dǎo)致人們的生命財(cái)產(chǎn)安全受到嚴(yán)重的威脅，所以提出了一種利用原線路鋼管桿進(jìn)行整體移位的思想，在輸電線路中，通過(guò)桿塔支撐懸掛導(dǎo)線，然而當(dāng)氣象條件發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)線的應(yīng)力和弧垂也隨之發(fā)生變化，具體計(jì)算公式如（1）和（2）所示。在式（1）中：σm表示導(dǎo)線應(yīng)力；tm表示溫度；g表示比載，E表示導(dǎo)線彈性模量；在式（2）中：fm表示檔距中央導(dǎo)線弧垂；g表示比載；l表示導(dǎo)線檔距；σ表示導(dǎo)線水平應(yīng)力，具體計(jì)算結(jié)果見表1所示。

表1 LGJ-240/30鋼芯鋁絞線應(yīng)力弧垂計(jì)算成果表

上面是經(jīng)過(guò)計(jì)算后的LGJ-240/30導(dǎo)線力學(xué)特性，為確定桿塔強(qiáng)度提供數(shù)據(jù)。通過(guò)結(jié)合地區(qū)具體情況，根據(jù)線路綜合條件，對(duì)LGJ-240/30導(dǎo)線進(jìn)行計(jì)算、分析得出的鋼管桿移位后導(dǎo)線的比載，以及在相同條件下的應(yīng)力和弧垂，通過(guò)分析得出在整體移位后，導(dǎo)線對(duì)地面的距離能夠滿足《電力建設(shè)安全工作規(guī)程》的要求，針對(duì)輸電線路桿塔孤立于道路中央的現(xiàn)象，通過(guò)導(dǎo)線的力學(xué)計(jì)算，確定了將雙回路鋼管桿進(jìn)行整體移位這一改造方法，為解決今后類似的現(xiàn)象提供了幫助。

4 結(jié)論

輸電線路改造工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該以城市建設(shè)和城市用電負(fù)荷為基礎(chǔ)，根據(jù)原線路的自身特點(diǎn)和輸電線路改造的要求，綜合考慮線路的路徑和施工方法，設(shè)計(jì)較多的方案，然后通過(guò)對(duì)比，選擇出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，使用新材料、新技術(shù)，使新舊輸電線路良好銜接，高效運(yùn)行。

[1]李順利.架空輸電線路運(yùn)行維護(hù)中存在的問題及對(duì)策[J].中國(guó)電力教育，2010（A01）：312～313.

[2]薛濤濤.35kV輸電線路桿塔接地存在的問題及改造措施的探討[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊，2013（33）：307～308.

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1004-7344（2016）10-0084-02

2016-3-20