輸電線路設(shè)計(jì)路徑選擇與桿塔定位的研究

黃仕明

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，無論是生產(chǎn)還是生活對(duì)電力的需求量都持續(xù)增加，為更好地保障電力的供應(yīng)，新時(shí)期我國的輸變電工程建設(shè)數(shù)量不斷增加。在輸電線路工程建設(shè)的過程當(dāng)中，優(yōu)化輸電線路設(shè)計(jì)是十分重要的環(huán)節(jié)，在諸多輸電線路設(shè)計(jì)的內(nèi)容當(dāng)中，路徑選擇與桿塔定位是關(guān)鍵內(nèi)容。本文主要分析闡述輸電線路設(shè)計(jì)的路徑選擇與桿塔定位的相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合具體案例，分享一些針對(duì)于輸電線路設(shè)計(jì)這兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的研究成果，以期發(fā)揮參考與借鑒的作用。

關(guān)鍵詞：輸電線路設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)研究;路徑選擇;桿塔定位

在輸電線路設(shè)計(jì)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)路徑選擇與桿塔定位的優(yōu)化，有利于提高輸電網(wǎng)絡(luò)整體的布局水平和建設(shè)質(zhì)量，在后期的供電過程中，能夠更好地保持穩(wěn)定運(yùn)行，在提高供電公司經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，保證區(qū)域范圍內(nèi)用戶安全可靠用電。

1、工程案例

本文以福建龍巖漳平富山-大深π入和春變110kV線路工程為例，對(duì)輸電線路線路設(shè)計(jì)路徑選擇與桿塔定位進(jìn)行分析闡述。該線路工程建設(shè)地點(diǎn)位于漳平市和平鎮(zhèn)、蘆芝鎮(zhèn)，起自220kV和春變，經(jīng)華寮村、蘆芝村，至富深線01#塔進(jìn)行開斷。工程共新建110kV線路31.5km，其中新建雙回路雙掛線路15km，利用已建線路單回掛線1.5km，新建34.05km的通信光纜。

2、輸電線路設(shè)計(jì)的路徑選擇

輸電線路設(shè)計(jì)中路徑選擇，有需要遵循的原則，也有不同地理?xiàng)l件下對(duì)路徑選擇的標(biāo)準(zhǔn)。具體分析如下：

（一）輸電線路設(shè)計(jì)的路徑選擇原則

首先，在進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)路徑選擇時(shí)要全盤考慮，綜合規(guī)劃，將施工難度、經(jīng)濟(jì)效益、安全維護(hù)等方面納入到路徑選擇的考量標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中。其次，直線鋪設(shè)應(yīng)作為首選，盡量將路徑選擇在地質(zhì)環(huán)境優(yōu)越的區(qū)域，減少跨域施工。再次，盡量避免穿越茂密林區(qū)、高大建筑物群以及障礙物較多的區(qū)域。最后，如果無法避免穿越障礙區(qū)，則要盡可能縮短穿越距離，盡最大努力避免環(huán)境對(duì)電力線路的影響。

（二）不同地理?xiàng)l件下對(duì)路徑選擇的標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段，輸電線路路徑選擇主要依靠圖上選線和野外選線兩種方式，圖上選擇是將電力線路施工區(qū)域按照1：5000或者1：10000的比例尺進(jìn)行縮放繪制，而野外選線是對(duì)圖上選線的一種深化及實(shí)地勘察，無論是采用哪種方式進(jìn)行輸電線路路徑的選擇，都要按照不同地理?xiàng)l件下的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。具體分析如下：

平地。平地是輸電線路路徑的最佳選擇，路徑的選擇標(biāo)準(zhǔn)為盡量選擇最短線路距離，減少對(duì)公路線、鐵路線、建筑群的穿越，避免跨越復(fù)雜條件區(qū)域。

山區(qū)。山區(qū)的最大特點(diǎn)是不同海拔之間存在高度差，線路易受風(fēng)偏的影響，如果線路距地面距離嚴(yán)重不足或風(fēng)偏距設(shè)計(jì)不合理時(shí)，容易出現(xiàn)線路放電故障，且由于地勢、地形復(fù)雜，交通不便造成施工不便。路徑選擇的標(biāo)準(zhǔn)為順山脊走勢布線，而不得橫穿山脊，如果無法避免橫穿山脊則應(yīng)選擇山脊的平緩處，另外在一些滑坡泥石流多發(fā)地區(qū)或者懸崖、溶洞等特殊地質(zhì)條件區(qū)域，要注意降低施工難度，以保證安全。

跨河區(qū)域。在進(jìn)行跨河區(qū)域路徑選擇時(shí)，首要考察的內(nèi)容是雨季時(shí)河流的最高水位及流水的沖刷程度，在此基礎(chǔ)上對(duì)桿塔的跨越距離進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，并做好基礎(chǔ)加固工作，防止因流水沖刷造成桿塔失穩(wěn)的情況。

森林覆蓋區(qū)域。輸電線路在森林覆蓋區(qū)域進(jìn)行路徑選擇時(shí)，存在波及范圍廣、跨越距離長且需要多次穿越的問題，由此需砍伐大量樹木以保證施工空間充裕，這樣對(duì)森林極易造成嚴(yán)重的破壞。為此，能避免穿越森林覆蓋區(qū)域還是要盡量避免，實(shí)在無法避免時(shí)，則要盡可能避免穿越茂密林區(qū)，最大可能降低對(duì)森林的砍伐破壞。

要注意，圖上選線具有一定的局限性，無法對(duì)輸電線路工程建設(shè)區(qū)域有直觀的感受，為此圖上選線只能提供大概的位置、地質(zhì)情況信息，而野外選線則可以實(shí)際查看，避免出現(xiàn)巨大相差造成不必要的麻煩，影響輸電線路設(shè)計(jì)的路徑選擇與桿塔定位。

3、輸電線路設(shè)計(jì)的桿塔定位

（一）桿塔定位的原則

桿塔定位的原則主要涉及塔位選擇、檔距設(shè)置和桿型選擇三個(gè)方面的問題。

塔位選擇。塔位選擇應(yīng)盡量避開水文地質(zhì)條件復(fù)雜的位置，如水庫、泥塘、斷層等，要減少對(duì)農(nóng)田的占用和施工時(shí)的土方量。

檔距設(shè)置。檔距的設(shè)置要最大程度利用到桿塔本身的高度和強(qiáng)度，要注意控制相鄰檔距的大小在同一水平線上，避免出現(xiàn)過大的縱向不平衡張力和中央導(dǎo)線過分接近的情況，特別是避免出現(xiàn)孤立檔。

桿型選擇。桿型選擇要優(yōu)先使用節(jié)省鋼材的類型，避免使用特殊桿塔，在大轉(zhuǎn)角要盡可能實(shí)現(xiàn)塔高的降低，充分發(fā)揮桿塔的荷重優(yōu)勢。

（二）桿塔的定位與驗(yàn)證

桿塔的定位

桿塔定位要優(yōu)先對(duì)特殊桿塔的位置進(jìn)行定位，再對(duì)普通桿塔進(jìn)行定位，特殊桿塔主要包括終端塔、轉(zhuǎn)角塔、跨越桿塔等。

要以已經(jīng)定位好的桿塔為基準(zhǔn)，對(duì)其他桿塔進(jìn)行依次定位，具體方法是基準(zhǔn)位桿塔與弧垂曲線相交后，進(jìn)行模板的垂直或平行移動(dòng)，當(dāng)?shù)孛媾c切地曲線相切時(shí)，桿塔位置即可確認(rèn)，依次重復(fù)此方法，直到下一處轉(zhuǎn)角樁位。

模板的定位曲線是在最大弧垂氣象條件下按照一定的比例繪制而來的，其主要包括最大弧垂曲線，跨越曲線以及切地曲線等。

導(dǎo)線懸掛曲線的平拋方程為 ， 代表最大弧垂時(shí)的比載， 代表最大弧垂時(shí)的導(dǎo)線水平應(yīng)力。

在完成首個(gè)耐張段排塔后，要對(duì)檔距和K值進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。如果經(jīng)計(jì)算得出，K值與原模板曲線K值相等或偏差在范圍以內(nèi)，則證明排塔有效，反之則要重新進(jìn)行K值的計(jì)算或者模板的制定，這一重復(fù)工作要進(jìn)行到K值在允許范圍內(nèi)為止。通常情況下，K值的允許誤差范圍為△K=-0.2×10-5到+0.2×10-5（l/m）。

當(dāng)遇到耐張末段出現(xiàn)剩余或桿塔未充分利用檔距的情況時(shí)，要優(yōu)先考慮資源節(jié)約的問題，在確保輸電線路安全的前提下，對(duì)檔距進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，進(jìn)一步優(yōu)化桿塔的使用。

桿塔定位的驗(yàn)證

桿塔定位的驗(yàn)證是確保桿塔定位準(zhǔn)確的有效措施，是確保輸電線路運(yùn)行的關(guān)鍵舉措。驗(yàn)證的主要內(nèi)容包括水平檔距、垂直檔距，桿塔上拔，導(dǎo)線風(fēng)偏對(duì)地、對(duì)物距離，直線桿塔搖擺角，懸掛點(diǎn)應(yīng)力情況，相鄰檔距斷線，交叉跨越距離等內(nèi)容。

要注意做好室內(nèi)和室外桿塔定位的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，先完成室內(nèi)定位驗(yàn)證，在進(jìn)行室外定位驗(yàn)證，對(duì)塔位實(shí)地情況，地形地貌情況，地質(zhì)條件，高程檔距，轉(zhuǎn)角度數(shù)，交叉跨越距離等進(jìn)行細(xì)致考察。

結(jié)語：

輸電線路設(shè)計(jì)路徑選擇與桿塔定位是輸電線路工程建設(shè)當(dāng)中的重要內(nèi)容，直接關(guān)系到輸電線路工程建設(shè)相關(guān)區(qū)域的用戶安全可靠用電，也直接關(guān)系到輸電線路運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。在進(jìn)行具體的輸電線路設(shè)計(jì)路徑選擇與桿塔定位工作時(shí)，要始終堅(jiān)持“以位定線”，盡量減少路徑選擇與桿塔定位對(duì)周圍環(huán)境的影響與破壞，堅(jiān)持把安全、經(jīng)濟(jì)、合理等要素進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，確保輸電線路設(shè)計(jì)路徑選擇與桿塔定位準(zhǔn)確精密，且具有極高地適用性，確保在輸電線路工程建成后能夠真正發(fā)揮作用，起到關(guān)鍵地電力能源供給保障作用。

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