有关电力系统线路设计要点的相关分析

有关电力系统线路设计要点的相关分析摘要：本文主要是对电力系统线路设计中线路路径的选择、杆塔的定位、杆塔定位后的校验等几方面进行了分析。

关键词：线路路径选择杆塔定位1 线路路径的选择线路路径的选择工作一般分为图上选线和野外选线两步。

图上选线是先拟定出若干个路径方案，再进行资料收集和野外踏勘，进行技术经济分析比较，并取得有关单位的同意和签订协议书，确定一个路径的推荐方案。

推荐方案报领导或上级（包括规划部门）审批后，进行野外选线，以确定线路的最终路径，进行线路终勘和杆塔定位等工作。

图上选线通常是在比例为五千分之一，万分之一或更大比例的地形图上进行。

图上选线是在图板上，先将线路的起讫点标出，然后将一切可撰走线方案的转角点，用不同颜色的线连接起来，构成若千个路径的初步方案。

按这些方案进行线路设计前期的资料收集，根据收集到的有关资料，舍去明显不合理的方案，对剩下的方案进行比较和计算，确定2-3个较优方案，待野外踏勘后决定取舍，最终确定线路最佳方案。

进行路径方案比较时，应包括如下内容：①线路的长短；②通过地段的地势、地质、地物条件以及对作物和大跨越及不良地形的影响情况；③交通运输及施工、运行维护的难易程度；④对杆型选择，技术上的难易程度、技术政策及有关方面的意见；⑤线路的总投资及主要材料、设施消耗量的比较等。

为使线路建设得经济合理，对输电线路可能涉及到的工矿企业、铁路交通、邮电通讯、城镇建设以及军用设施等，要与有关单位协商研究解决，并签订相关协议。

图上选线时由于受地形图测绘时间限制，建设与发展也不可能及时反映到地图上来，其上所反映的地形、地貌也不可能十分详尽，甚至与实际的地形、地貌、地物条件相差出入很大。

因而除了根据图上选线方案进行广泛收集资料外，还必须进行野外沿线踏勘或重点踏勘。

其目的在于校核图上选线方案是否合理或提出更好的线路路径方案。

同时，在踏勘中还可以了解线路施工主要材料的产地和交通运输条件等，作选定路径的参考条件。

在图上选线结束后，进行野外选线。

野外选线是将图上最后选定的路径在现场具体落实，确定最终走向并埋设标志，以利勘测。

2 杆塔的定位在已经选好的线路路径上，进行定线、断面测绘，在纵断面图上置杆塔的位置，称之为定位。

它是线路设计的一个重要环节，其质量关系到线路的造价和施工、运行与维护的方案与安全。

因此，必须进行细致的工作，排定出杆塔配置的最佳方案。

2.1 平面图与断面图在线路路径方案选定后，即可进行线路的终勘测量工作，为施工设计的定位工作以及日后的运行工作提供必要的资料和数据。

终勘测量包括定线测量、平面测全和断面测量。

定线测量是根据选定的线路路径，把线路的起讫点、转角点、方向点用标桩实地固定下来，并测出线路路径的实际长度。

平面测量是将测量沿线路路径中心线左右10m的带状区内的地物、地貌并绘制成平面图，为杆塔的定位工作提供依据。

断面测量分为纵断面测量和横断面测量。

前者是沿线路中心线测量断面上各点的标高，并绘制成纵断面图，供线路设计时排定杆塔位置；后者则是当垂直线路方向的地面坡度大于1:5或起伏极不规则的地段，测量线路横断面各点的标高绘出横断面图，以供检验最大风偏时导线的安全距离等的需要。

绘制纵断图的比例尺为：当线路通过平地或起伏不大丘陵地时，横向（水平距离）用1:5000，纵向（标高）用1:500 而对于山区及起伏较大的丘陵地或如铁路、高速公路等重要的叉跨越地段，横向用1:2000，纵向用，1:200（若高差很大时也用1:500)，横断面图比例尺，横向为1:1000，纵向为1:100。

线路经过地区的平面图和断面图画在同一图上（其横向例尺应相同），称之为平、断面图。

平面图中，线路路径中心线为直线，只用箭头表示线路转向（左转或右转）并注明转角度数中心线两边的地物、地貌，凡对线路有影响的均应在图上画在平面图的下面，填写杆（塔）位标高，杆（塔）位里程，定位档距耐张段中的代表档距等数据。

纵断面最后在转角处断开。

横断面图应与纵断面图绘在一起。

必要时，地质剖面直接绘于纵断面图上。

2.2 杆塔的室内定位杆塔定位工作分为室内定位和室外定位。

室内定位是用最大弧垂模板在平断面图上排定杆塔位置的；室外定位是把室内排定的杆塔位置到野外现场复核校正，并用标桩固定下来。

杆塔位置排定的是否适当，直接影响线路建设的经济合理性和运行的安全可靠性。

杆塔定位的主要要求是导线的任一点在各种气象情况下均须保证对地面的安全距离（即限距）。

在山地和丘陵地带定位时，为了满足限距要求，必须用最大弧垂模板确定定位档距。

终端、转角、跨越、耐张等特种杆塔先行定位后，再分段用最大弧垂模板沿平断面图排定各耐张段的直线杆塔的位置。

根据所排出的直线杆塔位置，计算出该耐张段的代表用以计算或查取导线应力，再算出K值，看此K值是否与模板的K值相符（相等或相近），如果相符，则表明该段杆位正确。

否则，应按实算的K值重选模板重新排定杆位，直到两次的K值相符时为止。

排完一个耐张段以后，再排下一个耐张段，直到排完线路全部杆塔为止。

定位时应注意下列情况：①应尽量避免孤立档距，尤其是档距较小的孤立档，它易使杆塔受力情况变坏，造成施工困难，给检修带来不便。

②山地定位时，除应考虑边坡的稳固外，尚须保证电杆的焊接排杆、立杆、临时打拉线紧线等条件是否具备。

③立于陡坡的杆塔，应考虑其基础有无被冲刷的可能。

④引拉线杆塔应注意拉线的位置，平地应注意避免拉线打在路边或池塘洼地，山地应注意避免顺坡打拉线使拉线过长。

⑤在重冰区，应尽量避免大档距，尽可能使档距均匀一些。

3 杆塔定位后的校验在初步排定杆塔的位里并拟定杆塔的型式、高度后，应对线路各部分的设计条件进行检查或校验，以验证所定杆塔位置是否超过设计规定的允许条件，检查或校验的内容通常包括以下方面。

3.1 各种杆塔的设计条件的检查杆塔的荷重条件，包括垂直档距、水平档距、最大档距、转角度数等，应不超过其设计允许值。

水平档距和垂直档距，可以在定位图上量得。

但图上量得的垂直档距是最大弧垂时的数值，当此值接近或超过杆塔设计条件时，应将其换算至设计气象条件下的数值后检查其是否超过设计允许值最大档距常受线间距离、悬点应力和断线张力等控制。

定位的最大的档距应小于杆塔设计时的最大档距。

线路的转角度数应小于转角杆塔设计的转角度数。

超过时，应变动杆塔位置或更改杆塔型式或校验杆塔的强度。

3.2 直线杆塔摇摆角的校验有些位于低处的杆塔，它的垂直档即较小所以当风吹导线时，悬垂串摇摆较大、当摇摆角超过杆塔的允许摇摆角时，将引起带电部分对杆塔构件的安全间隙不够，所以必须对其进行校验。

允许摇摆角根据允许间隙用作图方法确定。

一般情况下，在平地摇摆角不符合要求的情况比较少，但在山区或丘陵地带，摇摆角超过允许值的情况比较多，此时一般解决的办法是：①调整杆塔位置；②换用较高杆塔或允许摇摆角度较大的杆塔；③采用V形、丫形等形状的绝缘子串；④孤立档距可考虑降低导线的设计应力；⑤加挂重锤或将单联悬垂串改为双联悬垂串等。

3.3 直线杆塔的上拔校验在定位时，若直线杆塔位于低处，除需校验摇摆角外，还需对其进行上拔校验。

当杆塔的垂直档距为负值时则必定有上拔力产生。

而这种上拔力产生的气象条件一般为最低气温时，所以校验上拔时必须按此气象条件进行计算，或用此气象条件下的承载和应力计算模板系数K值，选最小弧垂模板在定位图上找出杆塔的垂直档距对其进行校验。

为了消除直线杆塔的上拔现象，可采用防止摇摆角过大的有关措施，必要时也可采用轻型耐张杆塔。

根据经验，摇摆角常起控制作用，即摇摆角许可后，就不用再校验上拔了。

3.4 耐张绝缘子倒挂校验定位于低处的耐张型杆塔和为抵消上拔而采用的轻型耐张杆塔，均将耐张绝缘子串上仰，致使部分绝缘子裙边积雨、积雪、积灰尘、污垢等，从而降低了绝缘子的绝缘强度。

因此，当耐张绝缘子串在常年运行情况下时（即年平均气温、无风、无冰），则该串绝缘子应当采取倒挂方式装设。

3.5 悬垂绝缘子串垂直荷载的校验在山区线路中，立于高处的杆塔，垂直档距往往比水平档距大很多，因而导线重量可能超过绝缘子串的承载能力。

为防止这种现象，须使定位后高处杆塔的垂直档距小于绝缘子串承载能力相对应的最大允许的垂直档距。

该最大允许垂直档距是用最大扭冰时的承载和应力计算的，若杆塔定位后的垂直档距换算至最大覆冰时的值大于此时取最大允许档距，则应调整杆位。

如仍不能解决问题，可用双串或多串绝缘子以提高其承载能力，同时对横担也应作相应的强度检查和采取补强的措施。

3.6 导线悬挂点应力的校验高处杆塔，两侧档距过大或悬点高差过大时，导线悬点的应力可能超过允许值，故定位中应当校验某些大档距或大高差档距的悬点应力是否超过最大允许值。

若发现悬点应力超过允许值，可通过调整杆位及杆高，以减小高差或档距的办法来改善。

在条件许可时也可以适当放松该耐张的导线，降低其水平应力。

3.7 悬垂角校验高处杆塔垂直档距较大时，可使导线，避雷线的悬垂角超过其线夹的允许悬垂角（一般约2°），致使导线、避雷线在线夹出口处产生过大的静弯曲而受损伤，因而需对其进行校验。

校验悬垂角时，可用定位时的曲线，找出该杆塔两侧导线的悬垂角，若其平均值大于22°，则需调整杆位或杆高，以减小悬垂角，或采用双悬全线夹来改善之。

3.8 杆塔墓础的倾倒校验在定位时若某杆塔的水平档距较大而近直档距较小甚至为负值时，应验算杆塔的倾倒承，并进行基础倾倒验算，必要时需采用抗倾倒措施。

若无卡盘者应加卡盘，若加卡盘仍不能解决时，可加垃线以保证稳定，也可重新考虑杆塔基础的型式。

3.9 交叉跨越间距的校验当线路与通讯线、电力线、河流、铁路等交叉跨越时，导线与被跨越物之间需保持一定的安全距离。

定位后，可直接在断面图上量取。

但若接近规定值，为避免由图纸及模板误差而引起的间距不够，可采用计算方法求出此间隙的精确值。

当跨越杆塔为直线型杆塔时，还要校验邻档断线时导线与被跨越物的净空间距离，由断线张力求出相应的弧垂，即可得出断线后的跨越间距，若不能满足规程要求，应调整杆位或采用高杆塔来解决。

3.10 导线风偏后对地、建筑物距离的校验定位时，能直接从断面图上量出导线静止时对线路中心各点的距离。

为确保运行安全，尚需检查边导线在风偏时对地、建筑物等的净空距离是否满足规程要求。

为此，若发现纵断面图上线路中心线两侧的边线断面高出中心线较多而中相导线对地间距又接近限距时，除应考虑边线对地距离外，尚须按大风及班冰有风两种情况检查边线风偏后对地面的净空距离是否满足要求。

如果安全距离不够，则应调整杆塔位，或杆高，或采取降方措施，即把土方挖掉。

4 杆塔室内定位后现场定位和校对工作结束后，全线杆塔形式、杆塔位置基本上都已确定。

这时，就可到现场桩定杆塔位。

但室内定位使用的勘测资料是否同现场完全一致，尤其是山地和丘陵地带，地形起伏很大，地质变化复杂，而室内定位所掌握的地形情况，仅为一个顺线路中心线的带状范围。