輸電線路跨越高速公路設計技術淺析

王洋

摘 要：單純架設輸電線路就是一項非常復雜的施工任務，跨越高速公路更加大了設計方案的規劃難度，本文分析跨越高速公路輸電線路特征，探究設備類型和設備功能，思考輸電線路跨越高速公路設計的相關注意事項，并深入分析輸電線路跨越高速公路設計的有效展開，從現場勘查工作、塔桿類型的選擇、輸電線路的基礎工作路徑、防雷接地裝置、降低接地電阻率等方面入手進行總結，希望本文的觀點能為關注此話題的研究者提供參考意見。

關鍵詞：輸電線路;迪尼瑪承力繩;架設形式

中圖分類號：TM752 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）20-0134-02

0 引言

現如今，電網的建設規模在不斷加大，這就意味著在架設輸電線路的過程中有可能遭遇各種各樣的困難，這些困難有可能來自人為，也有可能來源于自然。設計輸電線路跨越高速公路方案要做好輸電線路材料的挑選工作，明確架設輸電線路應當配備合適的裝置和設備，保證選擇的設備能量損耗低。

1 跨越高速公路輸電線路特征分析

輸電線路的構成十分復雜，包括線路桿塔、導線、絕緣子、線路金具、拉線、桿塔基礎、接地裝置。輸電線路的特征有以下幾方面表現，首先，在選擇輸電線路配電設備的工作中，要考慮到運行能耗，避免輸電線路在運行過程中遇到較大的電能運行阻力。要嚴格按照標準要求展開施工工作，從而有效提高輸電線路的運行效率，防止電能浪費，同時也優化輸送電能的質量。其次，在選擇輸電線路結構的工作中，要滿足兩點要求，分別是便于安裝和有較高的防震能力。通常情況下，阻尼式結構的應用比較普遍，完全符合上述兩點要求，而且絕緣性能良好，能有效應對輸電線路中的風險問題[1]。最后，在選擇輸電線路桿塔裝置的工作中，在符合施工成本要求的條件下，選擇輸電線路桿塔裝置，強化架設設備的耐久性，保證輸電線路在運行過程中是高度安全的，比如使用懸垂直轉角塔、回路鼓型塔。

2 輸電線路跨越高速公路設計的相關注意事項

在架設輸電線路的工作中，考察高速公路的具體情況很有必要。要深入分析架設的每一個環節，在此條件下，架設科學合理的施工方案，保證整個跨越架設的施工質量符合標準要求。對于施工單位來說，在施工前必須要做好準備工作，準確計算施工參數，包括跨越架、強度、封頂網，保證相關參數是高度準確的。在輸電線路跨越高速公路的施工中，要保證各個施工環節順利開展，同時也保證整個跨越架設的過程是高度安全可靠的。對于相關施工單位來說，加大監管力度很有必要，做好監管工作是提高施工質量的關鍵前提條件。安全問題是重中之重，在開始設計之前，就應該全面綜合考慮相關事項，預測有可能出現的各種突發情況，并針對這些突發情況進行有效處理。準備兩套設計方案，為施工的順利進行奠定良好的基礎。設計之前就應該考慮到成本問題，也應該考慮到施工的難易程度，保證給出的設計方案在正式實施時是省時省力的[2]。在設計方案中，明確施工需要使用的材料，包括鋼絞線、鋼繩、鐵架，另外還有連接線、標識牌等等，要提前布設好警戒線。

3 輸電線路跨越高速公路設計的展開步驟

3.1 優化輸電線路的線路路徑

在線路路徑選擇時，應盡量減少跨越高速公路的次數，不宜連續跨越，且不宜在一檔中跨越多次高速公路，并且與高速公路交叉角不小于45°，以確保在路徑選擇上盡量減少對高速公路的影響。

3.2 全面勘探并分析高速公路周邊的地質情況

在輸電線路跨越高速公路的基礎設計中，應堅持一定原則。首先要全面勘探并分析高速公路周邊的地基巖土情況，針對特殊巖土情況設計合理的線路。首先應鑒定巖土分類，如果是巖石，則應鑒定巖石的地質名稱和風化程度，并進行巖石堅硬程度、巖體完整程度和巖體基本質量等級的劃分;如果是土，則應根據有機含量分類確定土的類型。確定巖土情況后，還應注意場地和鐵塔基礎附近的穩定性、地下水位的影響情況和不良地質作用影響，以及對高速公路路基的影響。在確定以上內容后，根據實際情況進行排塔定位設計。但是這其中仍然容易發生一些問題，就比如說110kV的輸電線路，比較關鍵的是110kV輸電線路的轉角度數、平距高差，而其他的測量如果存在少許誤差則不會對整體的勘測效果產生較為嚴重的不良影響。勘測工作有必要提前進行，工作人員必須要及時做好記錄，如果記錄不及時，就很有可能發生測量數據混亂的不良情況。對于測量人員來說，要在記錄數據的同時，也要積極與方案設計人員良好溝通。商議出合理的設計方案，這樣才能保證在施工的過程中省時省力。對于設計工作者來說，實現選線優化應有效結合輸電線路的沿線環境，做到合理定位。在確定線路的曲折系數和線路長度時，都應該緊密結合塔桿的型號和數量。塔桿基礎的確定要避免破壞周圍的生態環境，實現對植被的有效保護。盡可能選擇在原狀土基礎上施工，制定有效手段，優化基礎埋深水平，實現對基礎受力狀況的有效改善，縮減基礎工程施工量[3]。

3.3 優化桿塔與基礎設計

在完成排塔定位工作時，應盡量避免出現大檔距和大高差的情況，跨越塔兩側檔距之比不宜超過2：1。在此基礎上進行排塔可避免因微地形微氣象區造成的鐵塔兩側受力不均勻可能會發生的倒塔斷線事故，并在跨越檔設置獨立耐張段，且在桿塔結構重要性系數也需提高，取1.1，提高跨越段鐵塔的安全性。

在鐵塔受力方面應考慮到極端氣象條件下鐵塔的受力情況，按大跨越檔考慮，導線最大設計驗算覆冰厚度應比同區域常規線路增加10mm，地線設計驗算覆冰厚度增加15mm;對歷史上曾出現過超設計覆冰的地區，還應按稀有覆冰條件進行驗算。在此基礎上確定塔型，并根據塔型及巖土情況確定合理基礎形式。如果跨越高速公路的路段是凍土區，電力桿塔基礎受力作用就會有垂直載荷小的特點，但是上拔載荷又會比較大，展開基礎設計工作，應對傾覆和上拔時的載荷有充分考慮，制定有效的方案規避其中的不利影響，同時要保證基礎部分高度穩定，從而高度滿足后續的安全運營要求。

3.4 合理設計防雷接地裝置的安裝方案

展開輸電線路防雷接地設計要全面考慮到線路架構的形式，輸電線路在運行的過程中，會產生強烈的電流感應，這些感應電流會進入到電源線內部。當輸電線路遭到雷擊，線路很有可能無法正常運行，這會對電力通信系統造成不利影響，情況嚴重會導致低電壓傳輸線發生瞬間過壓，導致相關設備無法正常運行。設計方案要詳細規劃避雷線的使用方法，避雷線的應用是做好高壓輸電線路防雷的基本措施。避雷線起到的作用是防止雷電擊中輸電線路，避免高電壓傳輸線受到破壞。把避雷線應用在高電壓傳輸線路中能分流雷擊所產生的電流，實現對電力設施的有效保護，當導線發生耦合效應，傳輸線絕緣電壓就回明顯降低，尤其是在線路電壓比較高的情況下，防雷接地設計能起到更好的避雷效果。鋁包鋼結構的地線或光纜導流效果好，可降低雷擊造成地線斷股的機率，因此在跨越高速公路段，采用鋁包鋼絞線作為避雷線是非常有利的防雷手段。防雷接地設計方案要對垂直地極的合理安裝加以明確，規劃自動重合閘和耦合地線的安裝架設過程，消弧線圈的接地方式更為合適，保證防雷接地裝置能達到良好的絕緣水平。

3.5 有效控制架空輸電線路的接地電阻率

設計工作要制定有效的方案降低架空輸電線路鐵塔接地電阻，比如在某項目中，架空輸電線路鐵塔桿塔的四周都是水平的，此時有必要進行水平外延接地的水平處理。實現對沖擊性基地電阻的有效控制，在此基礎上降低工頻接地電阻值。分析工作的展開主要是針對架空輸電線路的鐵塔結構的實際情況，情況必要時，要加深埋沒的接地極深度，在完成這一部分的設計時，要堅持遵守垂直接地極的原則。當桿塔所處的位置地下環境比較復雜時，就應該考慮到土壤電阻率的影響作用，向其中加入適當的堿性物質或者是木炭，會在一定程度上降低土壤的電阻率。除此之外還要保證合理敷設電阻劑，保證桿塔的接地電阻能夠得到有效控制[4]。

3.6 選取安全合適的絕緣子串及金具組合

跨越高速公路段線路的懸垂絕緣子串應采用獨立雙串設計，耐張絕緣子應采用雙聯及以上結構形式，單串強度應滿足受力要求。為避免因耐張線夾壓接工藝缺陷、掛點以及金具串中掛點金具損壞而導致跨越高速公路段發生線路故障和公共安全事件，在選擇金具及絕緣子串上需要對強度進行增加補強。如增加備份線夾，單掛點改雙掛點等方法可提高線路的安全性。在安裝金具前，可進行X光透視等方法對跨越高速公路區段金具進行檢查，目前該技術已成為一種較成熟可行的手段，可確保金具壓接質量，及時發現金具缺陷。

3.7 選取安全的施工工藝

搭建跨越防護網是跨越高速公路必備的安全措施，選取安全的材質也是決定施工工藝的一個重要方面。迪尼瑪承力繩是一種編織物，由纖維編織而成，這種材料有非常高的強度。迪尼瑪承力繩的表面有一層防腐油劑，能起到降低磨損、緩解腐蝕的作用。在輸電線路跨越高速公路的施工技術中，迪尼瑪承力繩一般被用作是牽引力繩，也被用作導引繩。優點是重量輕、體積小、安全性高。架設輸電線路規模不同，使用的玻璃鋼防護桿數量也有一定差異。通常情況下，架設輸電線路使用玻璃鋼防護桿的規格一般都是500mm×10mm×4000mm，能輔助承力繩發揮支撐作用，使得電線路架設的防護范圍能高度滿足相關要求，在此基礎上，避免在實際施工階段受到外界不良因素的影響，保證防護面積的大小能夠符合使用要求。確定玻璃鋼防護桿的使用數量，接著把先進的丙綸編制繩穿插至玻璃鋼防護桿，直徑為125mm。專門用來連接防護桿，從而形成完整的安全防護網，保證桿距為2m。架設跨越式輸電線路需要相關部門通力配合，對于電力企業來說，正式展開輸電線路施工任務之前，要確保已經獲得相關部門的批準。與交警部門和公路管理部門積極溝通，協調好施工路段封路事項，并規劃好新的交通路線。保證高速公路施工現場的安全可靠性，在此條件下，才能正式施工。

4 結語

綜上所述，展開輸電線路跨越高速公路設計工作，要嚴謹對待現場勘查任務，要優化輸電線路的路徑，合理選擇塔桿類型和基礎設計合理設計防雷接地裝置的安裝方案，有效控制架空輸電線路的接地電阻率。以此展開設計工作，應科學選擇設計技術，保證高度適應現場的施工條件，確保整個線路架設過程能安全順利執行。

參考文獻

[1] 吳東海，王少君.試論輸電線路架設跨越高速公路的施工技術[J].智能城市，2017，3（10）：169.

[2] 洪毅.輸電線路架設跨越高速公路的施工技術分析[J].科技風，2017（17）：192.

[3] 陳孝陽.超高壓輸電線路架設跨越高速公路的施工技術研究[J].住宅與房地產，2016（27）：141.

[4] 葛學福.輸電線路跨越梨溫高速公路專項安全技術施工方案[J].建筑安全，2013，28（10）：63-66.