電力配網架空線路工程施工技術優化研究

劉建偉 LIU Jian-wei

（國網新疆電力有限公司阿克蘇供電公司，阿克蘇 843000）

0 引言

配電系統屬于電力建設中十分重要的一部分，架空線路是否質量可靠也關乎到配電網的運行穩定。為充分保證架空線路施工質量，在實際施工作業中應當全方位把控技術要素，深入剖析潛在的各類隱患因素與問題，并且要嚴格依照施工規范與標準，從而保證施工效果滿足預期目標。所以，為保障電力工程施工活動的高質高效開展，需要采取可靠措施，如避雷、塔桿安裝與線路鋪設等，從而顯著提高施工作業的效率以及安全水平。

1 電力配網架空線路工程在施工中存在的問題

1.1 倒塌的問題

在電力配網架空線路工程的施工作業中，電力桿塔面臨著多種問題。為節約成本，部分施工者可能選擇使用低質量的材料，這不僅影響了桿塔的穩定性，還使其在面對大風天氣時傾倒倒塌的風險增加。此外，常存在埋設深度太淺的問題，如此會導致桿塔基礎不夠牢固。這種情況下，桿塔無法承受強風的沖擊，容易發生倒塌事故[1]。

1.2 短路的問題

部分電力工程施工人員缺乏正確連接線路的知識和技巧，無法準確檢測線路的走向和設計裝置，如此就可能導致線路短路問題的出現。為了確保電力線路的穩定和安全運行，施工人員需要提高技術水平，加強對線路連接和檢測的培訓和監督。

1.3 雷電的問題

雷電天氣在夏季是比較常見的現象，會給架空線路帶來額外的風險。當雷電直擊架空線路時，電線可能會受到電擊，導致爆裂與掉落。為了減輕這種情況帶來的影響，一般是使用并溝技術，即通過將電線并排安裝在多個橫桿上來分散電擊的影響。然而，部分施工人員未能全面掌握這項技術，從而無法很好地解決雷電問題。

2 電力配網架空線路工程施工技術分析

2.1 基礎施工過程

在塔桿下設坑道的基礎施工過程中主要包含以下三種技術：①掏挖技術，適合應用在土質松軟區域的挖掘施工中，但需要注意選擇合適的位置和做好砼澆筑加固工作；②在具有巖石地質條件的區域，需要采用巖地施工基礎技術，在打孔澆筑環節應注意避免對巖石結構造成破壞；③聯合基礎技術則需要根據地質條件選取不同的基礎形式，如地臺式、樁基式等，以滿足塔桿的穩定性和整體性能要求。

在實際施工過程中，需要根據不同地質條件進行相應的施工管理，包括開展前期勘測、設計施工方案、制定安全計劃等。同時，還需要嚴格按照施工流程進行操作，對混凝土澆筑過程進行振搗和防護，確保澆筑質量。在施工結束后，還需進行驗收和檢查，確保塔桿基礎的穩定性和安全性。

2.2 線路鋪設施工過程

在布線環節，首先需要選取適合的布線方式。對于跨越電壓大于35kV 的線路，高空度線法是常用的選擇，這種方法要求布線時線路不能接地。通過高空度線法，線路可以安全地跨越高壓電線，避免了可能產生的電弧飛躍和電擊風險。在施工中，如果條件允許，應盡可能選擇張力展放的方式[2]。此種方式可以有效減少線路磨耗程度，提升鋪設效率。當線路需要通過地面時，也可以選擇拖地展放方法，但需要注意拖地展放會對線路造成較大的磨損，同時需要投入更多人力資源。除了選擇合適的布線方法，還需要在布線施工中及時檢查線路有否存在破損或異常情況，如斷裂、老化等，從而及時加以處理和修復，確保線路的正常運行和安全性。

在開展緊線作業之前，需要注意一些關鍵步驟。首先，要確保子導線的位置正確，防止導線出槽或絞繞。其次，要對導線進行捋順，以確保線路的整齊與美觀。同時，也要仔細調試壓接管的位置，確保連接質量和穩定性。為了確保施工過程的安全性，還需要安裝臨時接地線設備。這樣可以有效地將施工現場的電流引導到地下，防止電擊事故的發生。只有在確認臨時接地線設備設置正確后，才能進行緊線作業，確保施工過程的順利進行。

2.3 塔桿施工技術

2.3.1 距離確定

電桿通常是由具有一定強度和抗風能力的材料制成，如鋼鐵、混凝土或木材。在安裝前，必須對電桿進行嚴格的檢查和處理，以確保其質量符合要求。一旦發現電桿存在封堵、脫落或其他安全隱患，應當立即采取行動進行修復和維護，以確保線路的正常運行和安全性。根據安全規定，電桿的距離應當符合規定要求。其中，偏移量是一個重要指標，一般要求低于50mm，以確保電桿與其他設備或結構的安全距離。此外，桿尖偏移量也需要低于桿直徑的1/2。對于轉角桿，其傾斜角度不得超過原直徑，這樣可以保證轉角桿的強度和穩定性，并避免因傾斜過度而引起的線路問題。在雙桿結構施工時，對于支柱高度差的控制至關重要，規定要求最小應當達到20mm[3]。此外，兩支柱的中心間距也有限制，不可超過50mm。

2.3.2 位置確定

電桿的位置確定需要考慮多個因素，包括線路的走向、地形地貌、土壤條件等。合理的電桿布置可以確保線路的穩定性和安全性。如果線路的偏移超過了一根桿的限制，便應當重新定位電桿。同時，若是架空線路設計方案未明確規定電桿埋深，則電桿的埋深應滿足國家有關標準。合理的電桿埋深可以增加電桿的抗傾覆能力，確保線路在各種條件下的正常運行。在特定部位（如高風區、地震帶或其他地質災害易發區域）的桿塔施工作業中，需要密切關注桿塔的穩定性，并采取加固措施，如增加基礎面積、使用加固鋼筋等，可以提高桿塔的穩定性，保障電力配網的安全運行。

2.3.3 基坑底盤

在建設基坑底盤時，遵守有關的施工規范非常關鍵。如何保證基坑底盤的穩定性是一個非常重要的問題。首先，為了保證開挖深度滿足要求，施工人員需要根據測量結果確定開挖深度，并在不斷檢查的同時逐步開挖。同時，為了確保底盤一直保持水平狀態，施工人員還需要使用水平儀器進行檢查，以及使用專業設備對底盤進行調整。在底盤檢查結束后，需要夯實電桿周圍環境以確保牢固安裝。為減少地基沉降等問題，應在夯實土壤前進行地基處理，包括排水、填充和壓實。此外，應將電桿卡盤頂端和地面的間距控制在0.5m，以防止電桿受到水土流失等自然災害的影響。在電桿安裝完畢后，地下水和雨水可能會滲透進基坑中，導致基坑內的水位上升并阻礙施工。在這種情況下，需要立刻破碎填充的土壤并在50cm 處加以夯實，以便排除積水，并確保基坑內部保持干燥狀態[4]。

2.4 防雷施工技術

為了有效應對雷擊對電力配網架空線路的影響，可以從以下三方面進行防雷施工。①安裝絕緣體。作業人員可以在桿塔上安裝特定類型的絕緣材料，以提高架空線路的絕緣性能。并且，通過調整架空線路和地面之間的間距，可以減少雷擊對線路的直接影響，從而降低雷擊造成的損壞和故障風險。②依照相關要求在架空線路上設置防雷器，可以在雷擊發生時有效降低雷擊對架空線路帶來的影響，提高線路供電質量和穩定性。③使用接地降阻劑，其作用在于當雷擊發生之后，把雷電能量盡量傳導至地下，從而削弱雷擊給線路帶來的影響。這種技術可以有效地保護電力配網架空線路，降低雷擊導致的損壞和故障風險，提高線路的穩定性和可靠性。

3 健園線10kV 架空線路工程實例分析

3.1 工程概況

該工程最初的設計方案以及造價標準均參考的是《配電網工程標準設計》。優化設計方案中，主要由桿塔選材、導線安全性的改善角度入手，側重于綠色節能、降低空間占用面積、便于施工操作、降低投資成本等，以此實現綠色配網建設目標[5]。

3.2 工程方案設計說明

以110kV 健康路變10kV 健園線線路新建工程為例，依照《配網基建工程標準設計》制定設計方案，再按照設計技術參數，把水泥桿材料替換成聚氨酯復合材料，同時對雙回路直線橫擔進行針對性調整。

3.2.1 工程標準設計方案

從110kV 健康路變出10kV 健園線，線路長度為958m，包括了出站新鋪設的10kV 交聯電纜、單回10kV 交聯電纜、雙回與單回10kV 架空線路，長度分別為192m、300m、466m、300m。一共新修建了15 基立桿塔，包括4 基鐵塔、11 根電桿。使用JKLGYJ-240/30 導線。按照新疆電網10kV 架空線路模塊標準，電桿與鐵塔分別使用GDP-10K-S2-Z2 模塊與GDP-10K-H2J69-11 模塊。

3.2.1.1 直線電桿強度等級選擇

由于此工程導線是雙回架設，單根導線受到的風荷載作用力Wx=1.1kN，電桿桿身受到的風荷載作用力Ws=0.79kN，電桿標準彎矩值=83.4kN·m。將電桿安全值設為1.4，則可以得出電桿設計彎矩值M=83.4×1.4=116.76kN·m。按照電桿招標型號取值190×15m×125kN·m。電桿底、卡盤采用DP-8、KP-12。

3.2.1.2 鐵塔選擇

鐵塔綜合荷載=塔身風載+導線張力。按照工程建設場地的實地勘察結果可知，該工程各部分綜合荷載為：終端塔Fz=56kN；直線耐張塔Fz=18kN。所以，結合《配電網工程標準設計》中關于鐵塔型號的要求，最終選定GDP-10K-H2J69-11，直線桿附件選取Z215A-190M-15，鐵塔基礎圖與安裝圖見圖1、圖2。

圖2 優化前電桿安裝圖

3.2.2 綠色優化設計方案

把直線型砼電桿替換成聚氨酯復合材料電桿；把主柱承臺兩米鐵塔基礎替換成1.5m 基礎；直線桿中所用金具替換成Z315A-190M-15，并且，金具替換之后，原本的CD段接近房屋一側的電纜由于符合安全距離變更成架空模式。優化后的點電桿安裝圖可見圖3。

圖3 優化后電桿安裝示意圖

3.3 工程方案對比

3.3.1 電桿附件性能對比

3.3.1.1 《配電網工程標準設計》傳統混凝土電桿

舊式輸電電桿塔具有質量大、容易腐蝕生銹與產生裂縫等缺點，耐久性較低，而且不論是在運輸環節還是投入使用后的維護工作難度都較大，極易產生各類安全風險。在高寒地帶，砼桿極易因為凍融循環而受損，鐵塔則極易因為低溫環境而發生冷脆損壞，同時鋼材也容易因為人為盜竊而遭到破壞。此次使用φ190×15m×125kN·m。原本的雙回路金具若是依照標準設計方案，只可選取Z215A-190M-15 此類桿上鐵件，使得導線安裝和電桿中心間距一致，CD 段架空導線和周圍建筑體間距僅為1.2m，低于行業規定的1.5m，因此，CD 段鄰近周邊建筑體一側的架空導線要求變更為電纜。

3.3.1.2 綠色優化復合聚氨酯電桿

電桿重量偏輕，僅為普通電桿的六分之一，但是強度能夠達到普通電桿的四倍以上，設計使用年限在65-125年之間，而且還能夠改善閃絡事故率過高的問題。復合材料桿具有良好的電氣絕緣能力，能夠防止鐵桿頻發雷擊事故，還能夠縮小導線和塔身之間的空隙，讓輸電線路結構更加緊湊，縮小線路走廊寬度，此種特質使其尤其適合應用在建設空間有限的條件下。復合材料電桿本身屬于一種免/低維護型結構，這便使得線路的運行安全性更加具有保障，同時還能減少線路維護費用。此次選取的電桿是φ190×15m×193.22kN·m。通過優化調整，桿上金具導線安裝和電桿中心間距兩側長度不一致。并且，使用Z315A-190M-15 桿上橫擔，如此一來CD 段和周圍建筑體的間距便可增加至1.65m，滿足行業規范。

3.3.2 投資對比

優化之前的標準設計方案在電桿與金具方面的造價是125.61 萬元。根據優化后的方案，假設一基電桿為450千克，聚氨酯材料單價為每噸13600 元，則只需花費77.45萬元的成本。優化前后的經濟對比數據見表1。因此，在前期階段的建設施工中，雙回架空線路總長0.766km，采用綠色優化設計方案相較于標準方案可減少48.16 萬元的成本，實現了建設成本的大幅節約。

表1 經濟對比表

4 結束語

總地來說，伴隨社會經濟以及科學技術的持續發展，國內電力配網架空線路施工水平也在持續提升，然而在具體施工作業中依舊存在一定缺陷，使得工程建設質量高低不一，常出現倒塌、短路以及雷電問題。所以，相關人員必須要全面掌握架空線路的各方面施工技術要點，加強對線路鋪設和塔桿、防雷、基礎施工等方面的技術進行研究探索，并且及時分析總結過往經驗教訓，不斷對現有施工方案予以優化，解決施工問題，提升架空線路的運行安全與穩定性，為人們提供更加可靠的電力服務。