城市紧凑型架空输电线路设计探究

城市紧凑型架空输电线路设计探究

陈崇征崔立婷

（内蒙古电力勘测设计院有限责任公司，内蒙古呼和浩特010020）

摘要：随着经济的快速发展发展，人民的生活水平和生产活动规模得到了很大程度的提升，对电力系统的要求也越来越高，在满足其量的需求以后，很多企业和居民都开始对供电的稳定性提出了要求。本文以城市110KV架空输电线路为例，从输电线路的概述出发，对当前城市紧凑型架空输电线路的设计进行了深入分析。

关键词：城市；紧凑型；架空输电线路；设计

前言

在新时期，人们对电力企业的供电质量要求越来越高，这也对电力企业的供电提出了更高的要求，加上城市规划部门对城市环境保护要求的逐步提高，导致城市架空输电线路的铺设面临着极大的挑战。在新环境下，如何做好城市紧凑型架空输电线路的设计工作，成为当前电力企业思考的重要问题。

1架空输电线路概述

1.1架空输电线路的基本介绍

架空输电线路是采用绝缘子将全部的输电导线固定在直立于地面的杆塔上，用以传输电能的输电线路。一般来说，架空线路由接地装置、导线、杆塔、绝缘子串、架空地线等部分组成，它们相互作用共同了形成了架空线路。

1.2架空输电线路的优点

相对于地下输电线路，架空线路具有不可忽视的优点：（1）施工成本低；（2）建设周期短；（3）由于在地表以上，易于检修与维护。因此，架空线路输电在电力系统中得到了广泛的使用，一般的输电线路都是架空输电线路。在现实生活中，不同地区的负荷点、变电站、发电站通过架空线路连接起来，对其进行输送与交换电能，就组成了不同等级的配电网和电力系统。

1.3架空输电线路需要考虑的问题

架空输电线路架立在地表以上，虽然节约了一定的成本，但是也使其直接暴露于空气中，会受到空气中水分等其它化学物质的腐蚀，因此必须具有相当的机械强度来抵抗结冰荷载、强风暴侵袭、当地气温变化、可能遇到的洪水等等。另外，雨淋、雷闪、湿雾、工业污秽等也会对架空线路的绝缘强度造成一定的影响，甚至引起停电。除此以外，电磁相互产生、相互影响，在架空输电线路的设计与检修中都需要考虑这些因素，避免出现一些不必要的问题。

2城市紧凑型架空输电线路设计要点

2.1城市紧凑型架空输电线路路径与杆型的选择

在城市110KV紧凑型架空输电线路设计中，因此对走廊的距离有一定的限度，因此在进行路径走廊的选择时，选择沿道路，河渠，绿化带架设，靠道路、绿地一侧的半走廊，不仅可以对其进行自由的使用，还能和城市规划部门的相关意见进行统一。

紧凑型的架空输电线路在进行杆型的选择时，要满足紧凑型的要求，那么必须选用钢管杆。钢管杆的主要特点是外形美观、方便安装、具有较小的占地面积、并且能够满足输电线路的相关要求，价格也更加优惠，初次以外，还能与城市的平坦地势以及紧凑型的相关要求向适应。

2.2城市紧凑型架空输电线路走廊宽度

城市110KV紧凑型架空输电线路的走廊宽度包括三个部分，分别为塔头尺寸、风偏以及安全距离。为了满足紧凑型架空配电线路设计的相关要求，必须对走廊宽度进行减少，而减少走廊宽度的关键在于对塔头的尺寸以及风偏进行控制。而对塔头尺寸以及风偏进行控制的主要措施为采用固定挂点的直线杆塔以及固定跳线的耐张塔，以此来对走廊宽度进行减少。根据相关要求以及相关规范，塔头尺寸必须对以下要求进行满足：

（1）运行电压和内、外过电压条件下带电部分与杆塔构件的最小间隙

（2）导线的线间距离d，按下式计算

d=0.4Lk+U/110+0.65√f

式中：Lk———悬垂绝缘子串长度，m；

U———线路电压，kV；

f———导线最大弧垂，m。

（3）需要带电作业的杆塔上带电部分与接地部分的最小间隙

通常来说110KV紧凑型架空输电线路的档距是比较小的，也没有较大的弧垂，导线之间的距离很容易对相关要求进行满足。

2.3城市紧凑型架空输电线路绝缘子选用

绝缘子是用来支撑和悬挂导线，并使导线与杆塔绝缘。它应具有足够的绝缘强度和机械强度，同时对污秽物质的侵蚀具有足够的抵抗能力，并能适应周围大气条件的变化，如温度和湿度变化对它本身的影响等。

架空线常用的绝缘子有悬式绝缘子、瓷横担式绝缘子等。根据紧凑型架空线路设计的相关规定，考虑经济性和线路电压等级选择悬式绝缘子。

(1)按电压等级选取绝缘子片数，如表1所示。

（2）绝缘子选型

为满足紧凑型架空输电线路的设计要求，选用有机合成绝缘子FXBW4-110/100（为达到3.0cm/kV的爬电比距，须将合成绝缘子的公称爬电距离加大至33cm）。一般直线悬垂串、跳线串、龙门架档耐张串采用单串，耐张串及重要跨越悬垂绝缘子串采用双串。

绝缘子的泄露距离应满足下式：

D≥Ud

式中：D———绝缘子的泄露距离，cm；

U———线路额定电压，kV；

d———泄露比距，cm。

2.4防振锤的选用

防震锤是目前使用最广泛的一种积极防振措施，国内外均有几十年的运行经验，对减弱或消除架空线振动危害的效果显著，可以将振动的最大双倍振幅降低至十分之几。使用时，防震锤通过其线夹固定于架空线上，当架空线发生振动时，防震锤上下运动，利用重锤的惯性，使其钢绞线产生内摩擦消耗架空线的大部分振动能量，空气对重锤的阻尼消耗一部分能量，防震锤线夹处消耗和反射一部分能量。根据能量平衡原理，防震锤的能量消耗使微风振动的强度降低。

防振锤的自振频率要和导线相近，这样，当导线震动时，引起防振锤共振，使两个重锤有较大的甩动，可以有效的消耗导线的振动能量。

防震锤个数与档距关系如表2所示。

如何合理地选择间隔棒的安装位置，仍然是一个正在探索中的问题。但是，目前国内外已广泛采用按不等距安装的方式。经验取值，端次挡距为40m，次档距为90m。

2.5防雷接地的研究

工业化在我国的推进，使得我的大气受到了十分严重的污染，在部分地区甚至导致了大面积的污染事故。随着时代的发展与科技的进步，复合绝缘子的防污性能已经经受了时间的检验，具有是强大的防污性能，这可以有效的延长线路的使用年限，在很大程度上缩减了维护费用。有关复合绝缘子的检修，有关部门认为：在投入使用的1年内进行综合检修，往后每五到八年检修。当然检修的时间间隔越短越好，但是考虑到检修成本等其它因素，需要选择一个合理的检修间隔。

架空线路不仅有走廊对它的空中限制，在建筑比较拥挤的地段，杆塔接地与其它地下管线有很大的铺设矛盾，因此对地下也有很大的限制。为了解决这个问题，需要对地下管线进行不同深度的铺设，有的采用深埋，有的采用浅埋，使其不在交叉。但是当最底部的地下管线发生问题时，进行维修需要将其上面的地下管线一起停止使用才可以进行检修，其解决办法就是对于埋的更深的地下管线尽量采用高质量的管线，以减少其问题与维修次数。

2.6杆塔的设计

杆塔的主要技术参数有电压等级、导线型号、架空地线、最大使用张力、最大使用应力、设计水平档距、设计垂直档距、称呼高度、气象条件、杆塔总质量等等。其中有的参数的设计在本文别的地方已经有所体现，现在主要对呼称高度的设计进行分析，其必须满计算应采用以下公式:H=f+h+Δh+λ，其中，λ是绝缘子串长/m，f导线设计最大弧垂/m，h规程规定对地距离的最小允许距离/m，Δh考虑各种因素预留的裕度/m。

3结语

综上所述，在城市110kV紧凑型架空输电线路设计中，必须加强审计人员的素质要求，不仅要对专业的电气知识进行掌握，还要充分了解紧凑型架空线路设计的内涵，而且要根据实际情况，充分考虑架空线路走廊与城市环境相互协调性以及优越性。还必须有现场处理各种复杂局面的实践经验。特别是现场踏勘阶段，设计人员需不辞劳苦、反复踏勘，收集各种现场资料，比较各种方案，才能做出经济合理的设计。

参考文献：

[1]崔鸿斌，黄光伟，胡文丽．220kV直线双回线路带电更换绝缘子方法的研究及应用[J]．中国电力教育，2010（S1）

[2]郑和平．同杆、塔多回路线路带电作业存在的问题和解决方法[J]．中国新技术新产品，2011（14）

[3]徐中杰．对城市紧凑型架空输电线路设计的探讨[J]．建材与装饰旬刊，2013（10）