10kV配電網(wǎng)架空線路防風(fēng)加固綜合應(yīng)用與分析

摘 要：文章通過(guò)分析臺(tái)風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)10kV配電網(wǎng)架空線路所將承受的破壞，提出有效提高10kV架空線路防風(fēng)等級(jí)的思路，并整理出一些10kV架空線路的加固方法供實(shí)際參考。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；架空線路；防風(fēng)加固；綜合加固

10kV配電線路是連接電源與用戶之間的樞紐，承擔(dān)著將電能輸送到用戶最后一公里的責(zé)任，10kV配電線路的安全可靠運(yùn)行直接影響到對(duì)用戶所供電能的安全與質(zhì)量，而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，家用電器的進(jìn)一步普及，農(nóng)村地區(qū)的用電量也頻繁增長(zhǎng)，與城市地區(qū)的電纜網(wǎng)架相比，農(nóng)村地區(qū)采用的架空線路網(wǎng)架雖然有投資低、建設(shè)周期短、易于擴(kuò)建改造等優(yōu)點(diǎn)，但也存在可靠性較低、網(wǎng)架薄弱、受外部環(huán)境影響較大等因素的制約。

近年來(lái)，受厄爾尼諾現(xiàn)象造成的氣候反常影響，廣東沿海地區(qū)多次遭受臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的侵襲，惡劣天氣的頻發(fā)給沿海地區(qū)的10kV架空線路造成慘重的破壞與損失，供電部門也需要投入大量的人力物力進(jìn)行災(zāi)后的復(fù)電搶修工作，既影響極大地影響了供電的可靠性，也不符合經(jīng)濟(jì)效益，因此，提高10kV架空線路的抗風(fēng)能力是有解決該問(wèn)題的有效途徑。

1 臺(tái)風(fēng)災(zāi)害對(duì)10kV架空線路的影響

廣東地處中國(guó)南端沿海，常年受西太平洋形成臺(tái)風(fēng)的影響。自2013年以來(lái)，在廣東省登陸并造成劇烈影響的臺(tái)風(fēng)有7個(gè)，其中熱帶風(fēng)暴1個(gè)：2014年的“海貝思”，登陸風(fēng)速9級(jí)，達(dá)23m/s；強(qiáng)熱帶風(fēng)暴1個(gè)：2013年的“溫比亞”，登陸時(shí)風(fēng)速11級(jí)，達(dá)30m/s；臺(tái)風(fēng)3個(gè)：2014年的“海鷗”，登陸風(fēng)速13級(jí)，達(dá)40m/s；2015年的“杜鵑”，登陸風(fēng)速12級(jí)，達(dá)35m/s；2015年的“蓮花”，登陸風(fēng)速12級(jí)，達(dá)35m/s；強(qiáng)臺(tái)風(fēng)2個(gè)：2013年的“尤特”，登陸風(fēng)速14級(jí)，達(dá)到了42m/s；2013年的“天兔”，登陸風(fēng)速15級(jí)，達(dá)到了48m/s。

從上面的數(shù)據(jù)可以看出，近年來(lái)在廣東登陸的臺(tái)風(fēng)，普遍存在風(fēng)速級(jí)別高、破壞力強(qiáng)的特點(diǎn)，要提高線路的防風(fēng)能力來(lái)應(yīng)對(duì)其帶來(lái)的破壞，降低臺(tái)風(fēng)正面登陸襲擊時(shí)造成的損失，就得先了解臺(tái)風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，會(huì)對(duì)10kV架空線路造成哪些方面的影響。

1.1 自然災(zāi)害直接造成的影響

10kV架空線路涵蓋了電桿、導(dǎo)線、金具、絕緣子、變壓器、真空開關(guān)、隔離刀閘等，這些設(shè)備都直接架設(shè)在露天環(huán)境中，因此當(dāng)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害天氣發(fā)生時(shí)，架空線路的設(shè)備都會(huì)受到直接侵襲而受損。臺(tái)風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生風(fēng)速十幾級(jí)的強(qiáng)風(fēng)，并伴隨著大雨和雷暴等次生災(zāi)害氣象，而其中雷暴與強(qiáng)風(fēng)對(duì)架空設(shè)備的直接影響最大。

運(yùn)行中的架空線路設(shè)備安裝位置較高且?guī)в须娏?，架設(shè)在農(nóng)田、山道等空曠地區(qū)的設(shè)備容易成為雷擊的目標(biāo)，防止雷擊一直以來(lái)都是架空線路運(yùn)行的一個(gè)重要課題，架空線路上必須安裝足夠的避雷器或過(guò)電壓保護(hù)器來(lái)保護(hù)設(shè)備不受到雷擊破壞。

強(qiáng)風(fēng)也會(huì)對(duì)10kV配電網(wǎng)架空線路造成巨大破壞，主要表現(xiàn)在導(dǎo)線受到強(qiáng)烈的橫向風(fēng)力時(shí)，產(chǎn)生的劇烈搖擺和晃動(dòng)導(dǎo)致電桿承受不住其張力而攔腰折斷，位于農(nóng)田、河川邊等土質(zhì)較為松軟的電桿則會(huì)整體傾倒，進(jìn)而導(dǎo)致接連的電桿發(fā)生折斷串倒，造成桿上設(shè)備損毀，搶修時(shí)需要重新拔出和樹立新電桿，由于在臺(tái)風(fēng)災(zāi)害過(guò)后這些地區(qū)變得泥濘，車輛器械等難以進(jìn)入搶修現(xiàn)場(chǎng)，這是10kV架空線路災(zāi)后復(fù)電搶修需要花費(fèi)大量時(shí)間與人力的主要原因。

1.2 外部環(huán)境間接造成的影響

臺(tái)風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)往往伴隨著各種次生災(zāi)害，大雨會(huì)導(dǎo)致河川、水庫(kù)、湖泊、魚塘等水位上漲，這些地區(qū)的土質(zhì)往往也比較松軟，容易出現(xiàn)堤壩崩塌、水土流失的情況；而在山區(qū)往往會(huì)出現(xiàn)泥石流沖擊、大樹傾倒等現(xiàn)象，位于這些地形周圍的桿塔往往也會(huì)因地形的變化而產(chǎn)生傾斜、傾倒、基礎(chǔ)受損等情況導(dǎo)致設(shè)備故障。位于國(guó)道、省道等道路兩側(cè)的桿塔，所處位置也比較空曠，旁邊往往種植著綠化或自然生長(zhǎng)的樹木，臺(tái)風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，樹木、廣告牌等傾倒、鐵皮屋掀翻飛走，都有可能導(dǎo)致壓倒電桿、割斷導(dǎo)線等情況的發(fā)生。

2 10kV架空線路抗風(fēng)加固措施應(yīng)用分析

經(jīng)由上述分析，臺(tái)風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，10kV架空線路的設(shè)備會(huì)將會(huì)承受到來(lái)自災(zāi)害的直接影響和由各種次生災(zāi)害引發(fā)的地形突變等因素而導(dǎo)致?lián)p壞，而架空線路的防風(fēng)加固改造則應(yīng)該從抵御這些不利影響的目的出發(fā)，明確改造的思路和目標(biāo)，結(jié)合設(shè)備所處環(huán)境和工程造價(jià)、施工難度等各方面的綜合影響，選擇合適的改造方法，以達(dá)到既定的實(shí)現(xiàn)防風(fēng)加固的效果。

2.1 10kV架空線路抗風(fēng)加固目標(biāo)與思路分析

10kV架空線路進(jìn)行防風(fēng)加固改造的目標(biāo)，是防止在臺(tái)風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)出現(xiàn)斷桿、倒桿，從而避免線路出現(xiàn)串倒的現(xiàn)象，降低設(shè)備的受損率，以提高災(zāi)后復(fù)電搶修的難度，減少搶修的所需的人力物力，以一次性的前期投入，換取降低未來(lái)災(zāi)害發(fā)生后復(fù)電搶修所需的時(shí)間和資金成本。

明確改造目標(biāo)后，應(yīng)分析設(shè)備在臺(tái)風(fēng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)會(huì)受到哪一類型的影響。從近幾年登陸臺(tái)風(fēng)數(shù)據(jù)可以看出，臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)其風(fēng)速最高可能達(dá)到15級(jí)48m/s，將所有設(shè)備的防風(fēng)等級(jí)都提到相同的高度并不符合經(jīng)濟(jì)效益，所以在設(shè)計(jì)前期，應(yīng)該根據(jù)氣象風(fēng)區(qū)圖將整個(gè)地區(qū)分成不同的區(qū)域，沿海20公里范圍內(nèi)的區(qū)域按照50年一遇的風(fēng)速、20公里以后的區(qū)域按照35年一遇的風(fēng)速進(jìn)行改造設(shè)計(jì)即可。其次，根據(jù)不同的用戶類型，對(duì)于一些需要確保電力不間斷供應(yīng)的重要用戶，應(yīng)當(dāng)在分區(qū)的基礎(chǔ)上提升對(duì)其進(jìn)行供電設(shè)備的防風(fēng)能力等級(jí)。

2.2 10kV配電網(wǎng)線路現(xiàn)有設(shè)備抗風(fēng)加固的手段方法

對(duì)于已經(jīng)建好投入運(yùn)行的10kV架空線路設(shè)備，由于基建時(shí)缺乏對(duì)防風(fēng)加固方面的考量，所以線路從桿塔基礎(chǔ)、電桿強(qiáng)度質(zhì)量、線路檔距、拉線數(shù)量等各方面因素都難以滿足該地區(qū)抗風(fēng)等級(jí)的要求，所以對(duì)于現(xiàn)有的架空線路應(yīng)采取綜合加固的措施手段提高其防風(fēng)能力等級(jí)。

提高現(xiàn)有線路防風(fēng)能力等級(jí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查的結(jié)果選擇多種方法進(jìn)行綜合加固。首先從整體出發(fā)，提高電桿的強(qiáng)度，增加電桿密度，將線路的平均檔距縮短到50～70m的范圍，并將線路耐張段控制在單回路線路500m內(nèi)、雙回路400m內(nèi)，這是現(xiàn)有架空線路提高防風(fēng)等級(jí)能力需要達(dá)到的基本要求。

在此達(dá)到基礎(chǔ)要求的前提下，每?jī)芍щ姉U安裝一組防風(fēng)拉線，在耐張桿、轉(zhuǎn)角等關(guān)鍵部位安裝四方拉線。這樣的改造形式造價(jià)低，效果好，但因?yàn)榘惭b拉線后會(huì)導(dǎo)致期周邊土地的使用產(chǎn)生阻礙，所以施工時(shí)民事問(wèn)題突出，只能在一些比較空曠的地方實(shí)施，且大量安裝的拉線也相應(yīng)提高了日后運(yùn)行維護(hù)的難度。

對(duì)于沒(méi)法安裝拉線的區(qū)域，在達(dá)到基礎(chǔ)要求的前提上，將耐張桿、T接位置電桿、轉(zhuǎn)角較大的電桿等關(guān)鍵部位更換為鐵塔，再增加或更換適量的直線鐵塔，這種加固方法能達(dá)到相應(yīng)的加固效果，也能減少日后運(yùn)維的壓力，但由于鐵塔基礎(chǔ)需要占用的面積較大，一些道地下管道密集、或道路兩側(cè)區(qū)域較小的地方難以進(jìn)澆筑。對(duì)于無(wú)法更換鐵塔的關(guān)鍵部位可以選擇更換成開裂彎矩不小于80kN.m的12m電桿或不小于100kN.m的15m電桿的高強(qiáng)度電桿，并選擇基礎(chǔ)杯進(jìn)行基礎(chǔ)加固。這種方法可以有效地解決鐵塔占地面積過(guò)大的問(wèn)題。

對(duì)于一些無(wú)法澆筑基礎(chǔ)杯的地方，在硬塑土上的電桿可以選擇底盤加雙卡盤做基礎(chǔ)并增加電桿埋深的方法來(lái)解決，具體埋深應(yīng)通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算得出。對(duì)于在軟塑土的電桿，可以選擇在底部澆筑水泥加固塊，但前提必須保證電桿是高強(qiáng)度電桿，以防止電桿強(qiáng)度不夠?qū)е卤徽蹟嗪笠虻撞勘粷仓潭o(wú)法更換，這種方法也適用于直線電桿的加固。對(duì)于一些處于特殊位置，如水塘水溝邊、斜坡、山地等地方，需要通過(guò)堆砌水泥沙包或漿砌塊石護(hù)坡來(lái)防止水土流失，具體方法得視現(xiàn)場(chǎng)勘查結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。