探討城市密集型110kV架空輸電線路設計方法

馬永峰

摘 要：在目前采用城市密集型110kV架空輸電線路的設計方式進行城市電網設計和建設時，需要從路徑與桿型、走廊寬度、絕緣子以及接地方式等方面進行設計和改進，根據其設計特點來滿足大眾和城市發展的需求，并對未來城市密集型110kV架空輸電線路的發展趨勢進行展望。

關鍵詞：城市密集型;110kV架空輸電線路;設計方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.107

1 引言

在目前規模不斷擴大的城市中，由于人口和建筑物數量不斷增多，給電網建設中的架空線路走廊建設帶來較大的難度，主要表現在城市土地資源更加緊張，這就需要通過多回輸電線路的設計方式來對有限的土地資源進行合理規劃和使用，但是這也不可避免造成對環境和土地資源的有償占用，增加了電網建設的費用。因此，在人口和建筑物比較密集的城市中進行架空輸電線路的設計時，就需要采用先進技術在確保電網設備安全和可靠的前提下，減少線路走廊的占地面積，提高單位面積上傳輸的電量，滿足電力發展的需求。

2 城市密集型110kv架空輸電線路設計特點

2.1 路徑與桿型

在目前的城市電網建設中，通常是采用雙回路或者多回路的建設方式，在線路的中心兩側進行相等的半走廊寬度的設置。其主要表現在目前的城市電網建設時，可以沿著河渠、道路以及綠化帶進行架空線路的建設，并且可以對靠著道路和綠地一側的半走廊線路進行充分利用。而且在一些特殊地區和情況下也可以采用單側三相垂直排列的桿型來進行一回線路的架設。雖然上述設計方式在一定程度上緩解了城市中進行架空輸電線路建設以土地資源不斷減少的矛盾問題，但是隨著線路走廊的寬度不斷縮小，也不斷研發和應用鋼管桿來滿足架設要求。這主要是由于此種桿型不僅美觀而且也具有安裝方便的特點，最大的優點就是具有較小的占地面積，其建設成本也比角鋼塔的成本更低，特別適合在走廊寬度比較小且地勢比較平坦的那是施工線路不便的情況下應用。

2.2 走廊寬度設計

從上文可以看出，走廊寬度問題一直是有限的城市土地資源與架空輸電線路設計中最大的矛盾問題，而針對走廊寬度進行設計時，其主要是由風偏、塔頭尺寸以及安全距離等因素決定的。目前比較有效的減小走廊寬度的方式就是采用固定掛點的直線桿塔以及固定跳線的耐張塔，這兩種塔型的應用可以對導線風偏和塔頭尺寸進行合理控制，實現對線路走廊寬度的減小，但是在對塔頭尺寸進行設計時需要滿足以下設計要求。

首先就是要滿足運行電壓及內外電壓條件下的帶電部分和桿塔構件的最小間隙的要求。其次就是要導線的線間距離d需要按照以下計算公式進行計算確定：

在公式2.1中，為懸垂絕緣子串的長度，m;U為線路的電壓，kV;f為導線的最大弧垂，m。最后就是要對帶電作業的桿塔帶電部分及其與接地部分的最小間隙進行計算。通常對于110kV雙回路桿塔來說，其具有比較小的架空線路檔距以及弧垂大小，這就使得導線之間的距離d比較容易滿足上述公式以及相關規程的要求。而對于110kV雙回路桿塔來說，規程中規定其導線的最小線間距離為4m，而且規定對于直線桿塔來說要采用V形串或組合式的橫擔型絕緣子，而對于耐張塔來說則需要采用固定方式的跳線，此時為了滿足這些要求就可以將懸垂絕緣子串的長度設計為0。采用此種設計方式還具有比較靈活的帶電作業方式。

3 絕緣子和防雷接地設計

在對污閃問題進行了大量的研究和試驗之后，在目前的架空輸電線路中逐漸推廣和應用復合絕緣子來解決污閃問題，這主要是由于復合絕緣子不僅比傳統的玻璃以及瓷絕緣子需要更少的檢修與維護，使得線路的清掃周期延長，而且可以減少線路的維護費用以及所造成的損失，實現了供電可靠性的提高。

此外，在目前的城市密集型110kV架空輸電線路的設計中，不僅需要對走廊寬度的因素進行考慮，還需要對地下基礎以及接地因素進行考慮，這主要是在目前的城市中，建筑物比較密集，而且在進行桿塔建設時經常發生與建筑物、煤氣以及通訊等地下線路起沖突的問題，這就需要對接地方式進行改進，采用深埋垂直接地極、深埋環以及淺埋環相結合的方式。

4 城市緊密型110kV架空線路發展趨勢

在目前城市快速發展以及對電網建設需求更為迫切的形勢下，城市中密集的建筑物以及地下結構與110kV架空輸電線路的設計與建設之間出現了顯著的矛盾，其中最主要的矛盾體現在架空線路和線路走廊之間，這就需要在對城市密集型110kV架空輸電線路進行發展和設計的過程中，不僅需要對建設現場具體情況進行勘察和考慮，針對不同的實際情況以及相應的需求進行設計和架設工作的開展，而且要充分考慮線路運行的可靠性，對架空線路的行動范圍以及走廊寬度進行有效控制，對線路走廊的潛力進行充分挖掘，提高其單位面積的輸電量。因此，未來城市緊密型110kV架空輸電線路會向大截面、多回路等方向發展，而且也在我國多個城市中有了成功的案例并積累了足夠的經驗，為促進我國電網系統的優化以及滿足我國經濟建設和發展的要求發揮重要作用。

5 結語

正是由于在目前城市快速發展和規模不斷擴大時面臨與110kV架空輸電線路建設的矛盾問題，這就需要在進行線路設計時由設計人員對現場進行反復地勘探來進行相關數據的收集，并從路徑與桿型、走廊寬度、絕緣子以及接地方式等方面進行優化設計，不僅能夠抵抗各種復雜的環境，而且滿足城市發展對電力供應的要求。

參考文獻：

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