高壓輸電線對公路選線的影響與處置

周銀寶 （安徽宏泰交通工程設計研究院有限公司，安徽 合肥 230088）

隨著中國電力用戶的全覆蓋，用電需求急劇增加，輸送電線網也越來越密集，且長途輸送，高壓及特高壓線路也逐漸增多，由于高壓線路規劃與公路規劃的不同步，造成公路與高壓線交叉現象越來普遍，成為制約公路選線的重要因素，另外由于公路設計人員對高壓線路的不了解，在路線選擇時就很難抉擇，甚至有些設計人員根本沒有考慮高壓線對路線的影響，導致工程的重大變更。所以，如何選取經濟、有效、合理的公路線位，是眾多設計者面臨解決的難題。

1 輸電線路的設置要求

1.1 輸電線路

我國常用的高壓輸電線路常見的有1000kV、800kV、500kV、330kV、220kV、110kV、35kV、10kV等，其中35kV以上為送電線路，為節約成本，且利于維修，輸電線路基本采用明線架設，一般采用鋼芯鋁絞線，由于鋼的機械強度高，鋁的導電性能好，導線的內部有幾股是鋼絲，以承受拉力，外部為多股鋁線，以傳導電流，由于交流電的集膚效應，電流主要在導體外層通過，這就充分利用了鋁的導電性能和鋼的機械強度，優勢互補。電力線路跨越高速及一級公路等結構物時不得設置接頭。

一般通過觀察分裂導線數量、絕緣子數量及塔高，可以基本判斷電壓等級。1000kV及800kV為八分裂導線，500kV為四或六分裂導線，220kV為雙分裂導線，110kV以下為單導線；電壓越高絕緣子數量也越多，一般每個絕緣子可以承受15～20kV電壓。

1.2 桿塔

一般有水泥電桿和鐵塔兩種。水泥電桿一般由環形的鋼筋混凝土桿段組成，構造簡單、加工方便、價格便宜、使用壽命長、維護少，主要用于35kV以下電壓線路。鐵塔是用型鋼組裝的立體桁架，可做成不同的高度和形狀，有鋼管塔和型鋼塔，鐵塔機械強度大、使用年限長、維修少、價格高。

桿塔有多種類型，分為直線桿塔、耐張桿塔、轉角桿塔、終端桿塔和特種桿塔5種，用途各不相同。

直線桿塔位于耐張桿塔中間，只承受垂直荷載和水平風壓，直線桿塔較輕便，強度相對較低，數量最多。

耐張桿塔是為了防止線路斷線時整條線路的直線桿塔傾倒，所以必須在一定的直線段兩端設置，把斷線限制在一定范圍。

轉角桿塔設在線路轉角處，能承受垂直荷載及雙向的水平力及風力。

終端桿塔設在路線的終端，不僅承受上部垂直荷載和水平風力，還需承受路線一側的水平力，穩定性和機械強度較高。

特種桿塔主要有換位桿塔、跨越桿塔及分支桿塔等，線路較長時要用換位桿塔進行導線換位；跨越桿塔設在通航的河流、主要公路、鐵路等兩側，保證線路的垂直距離；分支桿主要用在線路分支處，以便接出分支線。

桿塔高度主要受桿塔的檔距、距地面的凈空及電壓等級等綜合確定；一般絕緣子為垂直向下時為直線桿塔，水平拉伸時為耐張桿塔。

1.3 高壓線凈空與水平凈距的要求

影響路線布設的主要因素是高壓線桿塔位置、高度、電力線弧垂最低凈空等，根據架空送電線路及公路路線等相關設計規范要求，不同標稱電壓對應于道路凈空與水平凈距要求如表1及表2；《公路路線設計規范》要求水平距離為高壓線與公路的邊溝外側，架空輸電線路相關規范要求水平距離為距路基邊緣，兩者存在一定的差距，有條件時盡量滿足其中大值。

高壓線與公路的凈空要求 表1

高壓線與公路水平距離要求 表2

2 高壓線弧垂計算及變化

溫度是高壓線弧垂變化最主要的因素，環境溫度的變化會導致應力變化，從而引起導線弧垂的變化，由于受到檔距、桿塔高度、桿塔高差、氣溫、積雪等諸多因素影響，弧垂計算較為復雜，但是在安徽境內山區的高壓塔標高較高且檔距較大，對路線的選線影響較小，而在平原及低矮丘陵高壓線交叉較多，由于高壓桿塔高差小，可以對弧垂計算進行簡化，從而計算出不同型號導線、不同檔距在不同溫度下的弧垂變化值。根據安徽省電力設計院針對常規的LGJ-240/30、LGJ-300/40、LGJ-400/50、LGJ-400/35 和 LGJ-630/45的導線計算結果，選取幾種典型型號計算值，見表3。

從表3及表4可以得出：

①不同檔距下，弧垂值的范圍為1.7～27.05m，檔距越大，弧垂值越大。

②在-20℃～20℃范圍內，同檔距不同型號導線的弧垂變化值在1～3m之間，而在20℃～40℃范圍內，變化值基本小于1m。

③在-20℃～40℃范圍內，同檔距同型號導線的弧垂變化值在1.7～3.5m之間。

同檔距，不同型號導線隨溫度變化范圍僅有8～15cm。

所以在路線布設時，根據當時的氣溫、實測弧垂高度及桿塔檔距等進行最不利季節線位凈空的推算，以滿足路線規范對于凈空的要求。

不同型號導線溫度變化弧垂變化值 表4

3 公路與高壓線交叉的方式

公路選線時，對線位布設影響較大的主要為110kV以上高壓輸電線路，由于改造鐵塔或遷移桿線造價較高，且影響電力的正常運行，一般選線時應遵循以下幾個原則：

①優先選擇平行布置，并滿足與桿塔的凈距要求；

②需要下穿時，應盡量從導線最大弧垂點與桿塔之間通過，有條件時，應同時滿足凈空及凈距要求；

③相交叉時，以正交為宜，必須斜交時，其交叉的銳角應大于45。；

導線在不同檔距、氣溫下弧垂（2510氣象區）計算值表3

④由于受地形或其他因素限制，當與桿塔凈距不足時，應采用特殊措施，保證行車時桿塔的安全。

4 公路與高壓線交叉的方案處置

路線與高壓線交叉時，應充分考慮各種因素，一般有以下幾種可能及處理措施。

4.1 凈空及凈距均滿足規范要求

現場實測弧垂高度，根據上述方法推算最不利季節線位處凈空高度，如果能夠滿足規范要求，在布設線位時，盡量遠離桿塔，既確保道路通行的安全，也能避免通行車輛與桿塔之間的安全隱患。

4.2 最大弧垂點凈空不足

此種情況下，路線布設時，如果從最大弧垂點下穿，由于凈空不足，必須對路基進行下挖處理，需設置泵站或U型槽等進行防排水，增加了工程造價，且施工時無法采用大型機械，施工難度也較大。所以，路線布設盡量向桿塔靠近，以滿足凈空要求。

4.3 與桿塔的凈距不滿足規范要求

由于地形、地物或其他因素影響，當路線布設必須靠近桿塔，且無法滿足凈距要求時，應采取特殊的安全措施進行處理，并向電力主管部門進行方案報批。

4.3.1 將桿塔置于道路中分帶內

此種情況下，一般桿塔緊臨路面邊緣，中分帶兩側必須設置較高防護等級的護欄，一般采用SS級護欄，避免車輛對桿塔造成碰撞。由于桿塔基礎一般較大，而道路中分帶一般在2m～6m，需設置漸變段進行漸變順接。漸變段設置及長度應滿足《道路交通標志和標線》規范要求。

即漸變段長度L（m）為：

L為漸變段長度，單位m；V為設計速度，單位km/h；W為變化寬度，單位m。漸變段長度不得小于計算值，同時應滿足下表最小值要求，表5。

圖1 漸變段設置示意圖

4.3.2 將桿塔置于道路路側

一般將桿塔置于路側或側分帶內，需設置SS級護欄，對桿塔進行防護，對于有大型車輛運行時，護欄距離塔身的最小距離應大于車輛最大動態外傾當量值。

漸變段長度最小值表 表5

圖2 路側護欄防護

4.4 必須占用桿塔時

由于高壓線遷移費用一般為每公里數百萬元，造價高，且影響電力運營，社會影響大，所以對于220kV以上高壓線塔拆遷難度大，很難實現。對于110kV以下的高壓線，當無法繞避時，可考慮予以升高或拆除處理，但需提供對比方案，并進行充分論證，確定最終的路線方案。在進行工程概算時，應充分預留桿線遷移費用。

5 結語

隨著公路的快速發展，公路與高壓線交叉無法避免，公路選線時應提前收集高壓走廊帶的現狀及規劃圖，在公路選線時應盡量繞避，對于必須交叉時，應實測擬下穿位置凈空，根據高壓等級、桿塔檔距及溫度等快速推算線位處凈空，以保證下穿方案的可行性，對于不受限制時，盡量選擇能直接滿足規范要求的路線線位，以實現經濟性。當桿塔凈距不滿足要求時，應將桿塔設置在中分帶或側分帶內，并采取較高級別的安全防護措施，確保桿塔的安全?？傊?，在公路選線時，高壓線的影響因素必須予以重視，并進行充分的論證，才能保證路線方案的合理、經濟和可實施。