電力系統(tǒng)中低壓配電線路的設(shè)計研究

蔣陽明

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昭通供電局，云南 昭通 657000）

0 引 言

電力系統(tǒng)線路設(shè)計水平高低直接關(guān)系最終電能的供應(yīng)質(zhì)量，同時關(guān)系整個電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。因此，如何優(yōu)化電力系統(tǒng)線路設(shè)計成為了電力系統(tǒng)設(shè)計人員不得不思考的問題。而在電力系統(tǒng)線路設(shè)計中，低壓配電線路的設(shè)計尤為重要，探究其設(shè)計思路也十分必要。

1 低壓配電線路設(shè)計對電力系統(tǒng)的重要性

電力系統(tǒng)中的配電線路分屬多個等級，其中35 kV以上的電壓等級線路多用在邊遠(yuǎn)距離的配電中，而低壓配電線路則多用于連接各大電網(wǎng)和用電戶主。在整個電力系統(tǒng)中，低壓配電線路屬于電網(wǎng)電力輸送的最終環(huán)節(jié)，其核心地位顯而易見。由于配電線路通常較長，覆蓋的面積較廣，配電線路的設(shè)備質(zhì)量參差不齊，地理環(huán)境也存在較大差異，使得輸送電力的過程中，可能會出現(xiàn)電路故障、電線損害等問題，不利于用戶端供電的穩(wěn)定性，也直接影響電力公司的經(jīng)濟(jì)效益[1]。因此，通過優(yōu)化低壓配電線路設(shè)計工作，能夠確保配電線路的順利施工，確保輸電任務(wù)的順利實現(xiàn)，確保用戶端獲取穩(wěn)定高質(zhì)量的電能供應(yīng)，確保電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)的實現(xiàn)。

2 電力系統(tǒng)中低壓配電線路設(shè)計中需注意的幾個要點

低壓配電線路的設(shè)計尤為重要，稍有不慎，都可能影響后續(xù)的施工和電能的穩(wěn)定供應(yīng)。因此，設(shè)計時需要注意以下幾點。第一，設(shè)計低壓配電線路時，為了滿足高壓和低壓線路對檔距的不同需求，最好不要將設(shè)計好的低壓線路和10 kV的高壓線路架設(shè)到一起，防止安全隱患的發(fā)生。第二，配電室內(nèi)部也需要放置一定的保護(hù)設(shè)施，將其置于低壓設(shè)備和高壓設(shè)備之間，有效預(yù)防安全事故的發(fā)生。第三，設(shè)計的低壓配電線路應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離通信設(shè)施。第四，一般來說，多選用硬芯絕緣管作為低壓線路的進(jìn)戶線材質(zhì)。為避免安全事故的發(fā)生，還需要在后續(xù)施工時添加塑料管予以防護(hù)[2]。

3 電力系統(tǒng)中低壓配電線路優(yōu)化設(shè)計策略

3.1 科學(xué)合理選擇低壓配電線路的路徑

第一，設(shè)計低壓配電線路時，首要任務(wù)是確定最優(yōu)和適宜的線路路徑。具體來說，需要嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來確定線路的起點和終點位置，同時做好線路的各項檢測工作。尤其要做好安全檢測工作，從而為后續(xù)制定設(shè)計方案奠定基礎(chǔ)。第二，不斷優(yōu)化線路路徑。盡可能選取最短的路徑，盡可能避免轉(zhuǎn)角和拐彎較多的路徑。同時，需要精簡路徑的數(shù)量，若配電線路的位置位于主干道，宜選取道路兩側(cè)最近的位置[3]。此外，優(yōu)化路徑時需要綜合考慮城市的生態(tài)環(huán)境，盡可能避免綠化帶、農(nóng)作物區(qū)域，還要盡可能遠(yuǎn)離工業(yè)區(qū)，防止燃燒或者爆炸等安全事故的發(fā)生。第三，科學(xué)測定配電線路線桿所處的位置。配電線路路徑選擇需首要關(guān)注安全性，待路徑優(yōu)化后，再選用經(jīng)緯儀來科學(xué)測定線桿的具體位置[4]。

3.2 合理選取電力系統(tǒng)中低壓配電線路導(dǎo)線型號和截面

配電線路中，輸電導(dǎo)線設(shè)計質(zhì)量是低壓配電線路設(shè)計的核心內(nèi)容。因此，設(shè)計時需要合理選取低壓配電線路導(dǎo)線的型號和截面半徑，以便降低輸電線路導(dǎo)線材質(zhì)不佳帶來的安全隱患。首先，需結(jié)合低壓配電線路所經(jīng)過區(qū)域內(nèi)的氣候條件等來合理選取導(dǎo)線材質(zhì)，避免導(dǎo)線在惡劣氣候條件下變質(zhì)而帶來的安全問題。其次，為避免配電線路輸送電能的過程中出現(xiàn)損耗，需要確保導(dǎo)線的截面積符合相關(guān)規(guī)定。例如，在某低壓配電線路設(shè)計中，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件和工程實際，選取的導(dǎo)線型號最大為LGJ-185型。在標(biāo)稱截面為70 mm2以上時，建議采用鋁絞線。最后，導(dǎo)線的材質(zhì)還需要具備一定的抗拉伸強(qiáng)度和耐腐蝕性。此外，導(dǎo)線的截面和材質(zhì)還應(yīng)該能夠有效防范通電時被燒壞，確保配電線路的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 科學(xué)選擇低壓配電線路中導(dǎo)線的弧垂和排列方式

導(dǎo)線弧垂的選擇能否滿足工程實際，也直接關(guān)系到低壓配電線路的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。所謂導(dǎo)線弧垂，主要指的是低壓配電線路導(dǎo)線上任一點位置到導(dǎo)線最低點之間的垂直距離。該數(shù)值若不能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可能會增加導(dǎo)線和電桿的荷載，進(jìn)而帶來一定的危害。若數(shù)值超過了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，則會使得導(dǎo)線和地面距離減小，進(jìn)而引發(fā)短路問題，也不利于線路的穩(wěn)定運(yùn)行。同時，需要科學(xué)排列電力系統(tǒng)中低壓配電線路的導(dǎo)線。一般來說，導(dǎo)線排列方式主要有水平、垂直和三角形排列三種類型。當(dāng)前，應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬水平排列方式和三角形排列方式。具體到工程實際中，需要綜合考慮多種因素，綜合分析，認(rèn)真對比，選取最符合工程實際的排列方式，有效降低安全事故的發(fā)生，確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

3.4 合理選取電力系統(tǒng)中低壓配電線路金具和絕緣子

低壓配電線路的金具選擇十分關(guān)鍵。因此，應(yīng)結(jié)合工程實際和配電線路的導(dǎo)線材質(zhì)等要求合理選取金具，確保金具局部能夠較好地緊固，有效保護(hù)配電線路中的導(dǎo)線。同時，需要選取較好的絕緣子來實現(xiàn)電力系統(tǒng)中的電桿和線路中的導(dǎo)線，確保施工人員的安全。絕緣子的選擇需滿足國家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，同時結(jié)合施工實際進(jìn)行選取。例如，對于污穢較為嚴(yán)重的區(qū)域，可以選取防污型絕緣子；對于耐張桿，則可以選取懸式絕緣子串或者蝶式絕緣子。同時，要求針式絕緣子機(jī)械強(qiáng)度的使用安全系數(shù)超過2.5，懸式絕緣子的安全系數(shù)超過2.0[5]。

3.5 合理選擇電力系統(tǒng)中低壓配電線路的拉線

設(shè)計過程中，低壓配電線路還應(yīng)該保障電線桿不出現(xiàn)傾斜和倒塌等安全事故。此時，需要合理選取拉線，確保電線桿能夠安全穩(wěn)定地矗立。通常來說，多選用鍍鋅鋼材質(zhì)的拉線作為低壓配電線路的拉線，且拉線的截面積需大于25 mm2，只有這樣才可以發(fā)揮出拉線的穩(wěn)固作用。此外，確定好拉線的材質(zhì)后，需要結(jié)合力學(xué)分析，科學(xué)確定拉線的布設(shè)位置，從而保障電線桿的穩(wěn)定性，進(jìn)而確保電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

3.6 做好電力系統(tǒng)低壓配電線路的安全保護(hù)設(shè)計

3.6.1 防雷措施預(yù)測法

低壓配電線路長期暴露于自然環(huán)境中，加之線路中有大量的電流在進(jìn)行傳輸，一旦遭遇雷電天氣，就會存在一定的安全隱患。因此，需要做好配電線路的防雷設(shè)計工作，有效應(yīng)對雷電天氣，避免雷擊等安全事故的發(fā)生，確保人們的生命財產(chǎn)安全。具體來說，一是高度重視低壓配電線路的材質(zhì)選擇工作，材質(zhì)需具備較好的防雷效果和接地效果；二是結(jié)合線路實際材質(zhì)設(shè)置相應(yīng)的避雷元件或者避雷針，或者安裝防雷金屬套；三是在低壓配電線路中開展屏蔽雷電程序設(shè)計，這樣線路運(yùn)行時將借助程序設(shè)計功能有效防范雷擊事故[6]。

3.6.2 剩余電流保護(hù)器法

低壓配電線路在日常運(yùn)行中還面臨著剩余電流的侵?jǐn)_。雖該部分電流的流量十分微小，但是同樣會對配電線路的運(yùn)行質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此，對于該部分電流也需要采取必要的保護(hù)措施，以便不斷優(yōu)化低壓配電線路設(shè)計[7]。具體保護(hù)措施為，將能夠機(jī)械化運(yùn)行和自動化操作的電力保護(hù)器安裝在低壓配電線路上，或者將組合類保護(hù)器安裝在低壓配電線路上，既能有效終止剩余電流在低壓配電線路上的輸送，還能夠傳輸回流至二次傳輸電流中。

4 結(jié) 論

社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提升，對電力供應(yīng)質(zhì)量提出了更高要求。為了確保電力資源能夠源源不斷且穩(wěn)定可靠地輸送至用戶手中，需要做好低壓配電線路的優(yōu)化設(shè)計工作。因此，本文從低壓配電線路的路徑、導(dǎo)線、拉線、金具絕緣子和安全保護(hù)等多個角度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，結(jié)合規(guī)范要求和工程實際不斷優(yōu)化設(shè)計方案，保障低壓配電線路的設(shè)計質(zhì)量，進(jìn)一步推動電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

[1] 李建斌.電力系統(tǒng)低壓配電裝置和線路設(shè)計策略研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（19）：171.

[2] 李建斌.電力系統(tǒng)中低壓配電線路設(shè)計策略探討[J].電子制作，2016，（18）：93.

[3] 王 誠.電力系統(tǒng)中的低壓配電線路設(shè)計核心構(gòu)建[J].黑龍江科技信息，2016，（20）：136.

[4] 高春超.低壓配電線路保護(hù)選擇性技術(shù)探討[J].科技與企業(yè)，2014，（19）：142.

[5] 劉亞濤.淺談低壓配電線路設(shè)計中斷路器的選擇方法[J].太原大學(xué)學(xué)報，2014，15（2）：138-140.

[6] 張 亮.中低壓配電線路雷電感應(yīng)過電壓研究進(jìn)展[C].第34屆中國氣象學(xué)會年會S19雷電物理和防雷新技術(shù)——第十五屆防雷減災(zāi)論壇論文集，2017.

[7] 馬永臣.低壓配電線路中各級保護(hù)電器間的選擇性分析[C].2014年全國科技工作會議論文集，2014.