關于輸電線路設計中路徑角度選擇的相關探討

趙東

摘要：輸電線路設計中路徑角度選擇是一項兼具經(jīng)濟性與技術性的工作，對于輸電線路建設工藝規(guī)劃、技術經(jīng)濟指標、維護策略制定均具有決定性的影響。因此，文章以某輸電線路設計項目為例，闡述了關于輸電線路路徑角度選擇的一些看法。

關鍵詞：輸電線路;路徑角度;海拉瓦技術

前言：在我國社會對能源需求量急劇增長進程中，作為國家主要能源產(chǎn)業(yè)的電力工業(yè)也迎來了高速發(fā)展期。而輸電線路是電力工業(yè)體系必要的組成部分，更是電力工業(yè)的主動脈，其整體質量與電力資源輸送可靠性直接相關。此時，從線路路徑角度選擇入手，分析輸電線路設計相關方案就非常必要。

一、輸電線路設計項目概述

某新建輸電線路工程為雙電源線路，具有一條路徑長度為14.5km的備選線路，線路回路數(shù)為單回，地線及導線型號分別為GJ-35、LGJ-185，建設場地均為平原，污染區(qū)等級為IV級，基準風速為每秒26.0m，覆冰厚度為9.8mm。該項目輸電線路交通運輸不通暢，基礎造價較高。

二、關于輸電線路設計中路徑角度選擇的相關方案

1、目標規(guī)劃

路徑角度選擇是整個輸電線路設計的核心內容，需要設計人員確定線路從開始節(jié)點到結束節(jié)點的輸電線路路徑[1]。同時由于輸電線路經(jīng)常會穿越若干個區(qū)域、省市，與外部環(huán)境的關系較為復雜，需要設計人員在可行性分析的基礎上，全面收集相關資料，進行備選方案的確定，盡可能降低線路投資、保障線路安全、縮短路徑長度。

2、選線

因輸電電路沿線為沖積平原，周邊地層為粉質黏土、第四系全新統(tǒng)沖洪積粉土、淤泥質粉質黏土、沙土等，可以設定兩套路徑方案。

其一為由A110kV變電站35kV架構出線至B35kV變電站35kV架構55號桿T接點，全長13.8km，線路長5.93km。由埋地電纜出線115m后穿越樹林、果園各兩次，繞10kV線路一次。整條線路均為單回路線，架空接地線為1265m，地埋電纜175m，需新建鐵塔12基、修15m桿8基、新立鋼桿4基、修21m桿和18m桿各8基。

其二為C110kV變電站35kV架構出線至B35kV變電站35kV架構55號桿T接點，全長14.9km，線路長6.82km。線路出線后利用城關與壘頭線路穿過A地到達B地變電站T接后繼續(xù)朝南，跨越河堤、淀區(qū)后與另一變電站連接。整條線路均為單回路線，架空接地線1352m，地埋電纜152m，需新建鐵塔9基、修15m桿6基、新立鋼桿5基、修21m桿和18m桿各9基。

綜合分析桿塔基數(shù)、施工維護難度、線路長度、線路跨越區(qū)基礎處理成本等因素，可以得出方案一線路長度短于線路二，桿塔基數(shù)大于線路二，施工維護難度小于方案二，沿線跨越區(qū)基礎處理經(jīng)濟成本高于線路二。基于路徑角度少、長度短要求，可以選擇方案一。

3、路徑角度選擇

在輸電線路與建筑物管道、設備交叉接近的情況下，需要設計人員從安全性規(guī)程入手，規(guī)避小環(huán)境地帶，并構建轉角走向，以便保證后續(xù)操作正常開展。在案例輸電線路設計項目轉角點設計時，應以耐張段長度為考慮目標，盡可能讓輸電線路分布在平緩或小坡度地帶，避免使用直線桿塔。整體工程包含若干個大轉角、若干個小轉角，所遇到的滑坡、險灘等風險因素也較多。此時，設計人員就可以采用海拉瓦技術，配合衛(wèi)星圖像+航空攝影，完成復雜山區(qū)地段平斷面圖繪制，為路徑角度優(yōu)化選擇奠基。海拉瓦技術是源于美國海拉瓦系統(tǒng)的技術，也是一套高度智能化的數(shù)字沙盤，其可以借助全球定位系統(tǒng)、衛(wèi)星、飛機與高精度掃描儀、計算機信息處理系統(tǒng)，將捕獲的影像資料轉變?yōu)檎溆跋駡D，為三維立體模型構建提供依據(jù)[2]。在基于海拉瓦技術的輸電線路路徑角度選擇過程中，設計人員可以事先收集彩色7波段8景美國陸地資源衛(wèi)星TM數(shù)據(jù)與黑白28景法國資源衛(wèi)星SPOT數(shù)據(jù)，其景范圍分別為180.0kmx180.0km、60.0kmx60.0km，分辨率分別為28.0m、10.0m。進而在1/5000地形圖上，進行52條航帶設計，設定航空攝影主距為152.2301mm，攝影比例尺為1/10000，像幅為23.0cmx23.0cm。在這個基礎上，在勘測人員的配合下，將2.0kmx2.0km格網(wǎng)附加在收集的衛(wèi)片上，標注沿線主要設施，并進行圖像增強、地理編碼、精度糾正處理，獲得1/50000衛(wèi)星影像，完成衛(wèi)片選線。

三、關于輸電線路設計中路徑角度選擇的校驗

一般輸電線路轉角度數(shù)應在轉角桿塔設計的轉角度數(shù)以下，若輸電線路轉角度數(shù)超過轉角桿塔設計的轉角度數(shù)，則應進行桿塔型式的調整，或者轉角桿塔強度的校驗。比如，對于部分處于較低位置、垂直檔距處于較小水平的桿塔，在風吹動導線時懸垂串搖擺處于較大的幅度，一旦搖擺幅度超出桿塔所允許的搖擺角，就會導致帶電體、桿塔桿件安全間隙小于標準要求。此時，需要在路徑角度確定的基礎上，根據(jù)帶電體、桿塔桿件安全間隙要求，利用作圖法校驗。若校驗后確定兩者間隙小于標準要求，則需要更換搖擺角度更大的桿塔，或者降低導線設計應力，抑或利用雙聯(lián)懸垂串取代單聯(lián)懸垂串;而在高處桿塔垂直檔距處于較大的水平時，極易致使避雷線懸垂角在線夾允許的懸垂角以上，即大于22.0°，進而引發(fā)線夾出口位置避雷線、導線靜彎曲損傷[3]。此時，需要利用定位時的曲線尋找桿塔兩側導線路徑中懸垂角度，進行懸垂角校驗。在校驗后數(shù)值仍然超出22.0°時，需要通過調整桿高、桿位或者利用雙懸垂線夾的方式，降低懸垂角度。

總結：

綜上所述，作為輸電線路工程設計最核心環(huán)節(jié)的線路路徑角度優(yōu)選不僅可保障整個電力系統(tǒng)運行安全可靠，而且可以降低工程成本、縮短建設周期。因此，設計人員應依據(jù)輸電線路路徑角度選擇相關理論，結合輸電線路設計項目實際情況，對新建線路路徑角度進行優(yōu)選，保證輸電線路路徑角度科學恰當，為輸電線路功能的充分發(fā)揮提供依據(jù)。

參考文獻：

[1]周程，鄭建勇，韓文軍，繆惠宇，石天，張?zhí)K.計及地理環(huán)境因素的輸電通道路徑優(yōu)化與擴展研究[J].電測與儀表，2020，57（14）：13-18.

[2]李蕾.不同影像處理系統(tǒng)的空三數(shù)據(jù)處理比較研究[J].測繪與空間地理信息，2020，43（02）：60-62.

[3]歐思源.已建輸電線路的防風偏閃絡性能改造方案分析[J].通信電源技術，2020，37（06）：257-258.