10kV配電線路設計要點分析及闡述

摘 要：配電線路是組成電力系統的重要部分，也是電力由電站輸送至用戶端的最后步驟，其設計質量一般關乎到整個電力系統建設的綜合效益。近年來，10kV配電線路在農村地區的應用范圍很廣，其是農村配網工程改造的重難點。據此，為了提高農村電網的供電質量，文章作者結合工作經驗，簡要分析10kV配電線路的設計要點。

關鍵詞：10kV配電線路；設計；桿塔設計

引言

配電線路是一種將電力從降壓變電站送至配電變電站的線路，其中當電壓為6-10kV時，稱作中壓配電線路。一般來講，配電線路具有覆蓋面廣、線路長、設備質量不一及易受環境因素影響等特點，因此在整個電力輸送中，將不可避免地出現故障，從而影響到供電的安全性和經濟性。據此，在配電線路工程中，應重視對10kV配電線路的設計研究，具體應堅持科學性、安全性和經濟性原則，從而保證整個電力系統運行的穩定性、安全性和經濟性。在本案，作者將從如下方面淺析10kV配電線路的設計。

1 機電方面的設計

在10kV配電線路中，機電方面的設計尤為關鍵，其一般包括如下幾個方面的內容：

1.1 氣象條件的選擇

若10kV配電線路很長或其在氣象區的環境十分復雜，則可對氣象區進行分段選擇，而在設計線路時，應將電線覆冰、風速和氣溫等氣象條件整合在一起，從而計算得出最佳氣象區。

1.2 導線的選型

在導線的選型中，一般要求對下列方面進行重點控制：（1）根據電力系統的設計要求，先確定導線的截面，再通過計算來驗證導線的規格和型式，注意導線的機械性能和電氣特征應體現在這一驗證結果中；（2）在設計中闡明導線的最大應力、安全系數等，并結合導線的力學特征來繪制相應的曲線，注意在這一過程中，應先計算出導線在不同溫度下的弧垂值，再以表格形式加以描述。

1.3 線路的組裝形式

一般來講，線路的組裝形式隨其用途的不同而發生改變。因此，在組裝10kV配電線路時，應從導線型號、絕緣子形式和桿塔結構等方面來選定絕緣子串的組裝形式，即：當絕緣子串與導線的斷線張力及最大累積荷重相符時，僅需選擇單串形式的絕緣子串；當線路分布在一些特殊的環境下，如重冰區、大溝壑、大檔距等，一般應選擇雙串形式的絕緣子串。

1.4 導線的防震設計

風向、風速、檔距、地形和線路的架設高度等一般會導致導線振動，甚至危及線路的安全運行。因此，在10kV配電線路設計時，應采取有效的防震對策，但在對導線進行防震設計時，應將導線的最大應力、平均應力、安全系數、線路檔距及其途徑的地形等考慮其中，以保證導線防震設計的質量。

2 路徑的選擇

研究發現，10kV配電線路的設計質量與其路徑的選擇有關。因此，在選擇線路路徑時，應在滿足技術經濟要求的前提下，組織設計人員、測量人員及甲方等深入現場進行調研和勘察，以便及時針對現場的實際情況修改設計圖紙，從而保證所選線路路徑的合理性。另外，在定位線路時，一般應堅持如下原則：一是安全、經濟合理的原則，即農田占用量少、施工與運維方便、路徑短且曲折系數小；二是避開機場、油庫、石場、軍用倉庫及地質條件差的地方；三是為了避免重復施工，按規劃一次建成；四是光纜與10kV架空線路的走向應相同，并配備1-2km的光纜，從而保證信號的正常；五是10kV配電線路盡量穿過地形高差較小的地區，以保證線路均勻受力，從而防止鐵塔扭轉；六是在設計大跨越線路時，應將大跨越及三十年洪水位的具體情況考慮其中，并通過技術指標的對比來進一步優化設計方案；七是將<5°的直線轉角考慮其中，從而將桿塔設計為直線轉角桿塔。

3 桿塔的設計

在10kV配電線路中，桿塔的常見形式一般分為終端桿塔、轉角桿塔、耐張桿塔和直線桿塔四種。其中，直線桿塔是一種結構形式簡單、受力輕的桿塔，即在正常條件下，桿塔僅受導線的重力，且在支撐導線時，僅需在垂直方向上用棒式絕緣子支撐；在直線段上，應按一定的間隔距離設耐張桿，用以承受來自導線的水平拉力。如此一來，便可保證直線段上的弧垂滿足實際要求，究其原因為導線一般具有較大的水平拉力，因此在耐張桿的作用下，可借助導線，從兩個方向將懸式絕緣子懸在橫擔上，同時借助跳線，將桿塔兩側的導線連在絕緣子的中間位置，注意跳線一般僅受自身重力，且其也常用在大轉角桿和終端桿上。

綜上，在10kV配電線路設計時，應選擇在實際應用上較為成熟的桿塔型式，即在選擇桿塔時，應將桿塔的特點、使用范圍等指標反映在設計方案中，同時在對桿塔基建等進行綜合考慮的基礎上，確定最佳的桿塔型式，注意在選擇塔型與塔高時，應堅持運維方便、經濟的原則，其中對于耐張塔而言，一般應選擇高度低且受力好的桿塔。另外，桿塔的懸掛點高度應適宜，以保證排桿定位所用的地線和導線平滑且受力均勻。

4 設計方案的經濟性

在10kV配電線路的設計中，應按要求評價方案的經濟性，這是提高電力工程綜合效益的基本條件。簡而言之，10kV配電線路設計應在確保線路安全的前提下，將工程的成本控制到最低水平，其中具體的控制手段包括如下幾點：一是實行定額設計，即限定10kV配電線路設計的總成本。二是合理選擇線路的路徑，將賠償和協調部分的成本降至最低。三是應采用國家電網公司發布的10kV配電網典型設計、標準物料及通用造價。四是通過比較來從中選擇最佳的設計方案，對設計方案進行全壽命周期成本分析，選出全壽命周期成本最低的方案。五是選用節能型電力設備。

5 討論

電力系統一般由負荷、輸配電線路、變電站和發電廠組成，其中又以配電線路為電力輸送的最后步驟，其設計質量與電力系統的運行效果直接相關。因此，在10kV配電線路設計時，首先應明確基本的設計流程，即：明確導面的截面與線路的起止點→初步選定線路路徑→繪出路徑圖→桿塔選型→編制工程預算→確定最佳設計方案，其中任一步驟都應建立在尊重客觀實際的基礎上或是堅持實事求是的原則；其次，應明確設計的要點，其中在機電方面，應按要求選擇氣象條件、導線型式和線路的組裝形式，并對線路進行防震設計，而在桿塔設計上，則應從實際出發，選擇應用較為成熟的型式；第三，為了實現電力企業綜合效益最大化，除了從技術角度考量設計方案以外，還應從經濟角度對方案進行優化，即實行限額設計及優選線路的路徑。另外，針對具體的電力工程，一般要求準備多套設計方案，并通過比對分析，選出其中最優的設計方案，以保證10kV配電線路設計方案在滿足功能和安全要求的基礎上，將成本控制降至最低水平。

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