浅谈现代城市紧凑型110kV架空输电线路设计

浅谈现代城市紧凑型110kV架空输电线路设计

发表时间：2015-12-03T14:43:50.193Z 来源：《电力设备》2015年4期供稿作者：李彩侠

[导读] 上海衡能电力设计有限公司随着生活水平的提高，人们对电能质量尤其对可靠性提出了更高的要求。

李彩侠

（上海衡能电力设计有限公司）

摘要：紧凑型110kV架空输电线是当前我国各大城市普遍采用的一种电网建设形式，其目的是压缩架空输电线路走廊占地宽度，降低线路架设成本，提高线路的输电能力，并且减少线路对环境的电磁污染。对此，笔者就现代城市紧凑型110kV架空输电线路设计略谈了自己的几点看法和体会，以供参考。

关键词：现代城市；紧凑型；110kV架空输电线路；设计

随着生活水平的提高，人们对电能质量尤其对可靠性提出了更高的要求。提高单位走廊面积传输的电力容量，减少线路走廊的占地面积，以节约线路投资，应用新技术提高设备的可靠性．以适应电力系统发展的新变化，是电力规划设计面临和一个新课题。

一、路径与杆型

（1）路径的选择

随着我国各大城市建筑物数量的不断增多，不断减少的土地资源占用量是导致城市线路走廊变得紧凑的主要原因。就目前而言，我国城市线路走廊多采用双回路和多回路方式，并且在线路的中心两侧设置宽度相等的半走廊，这样的设置方式避免了对土地资源的有偿和大量占用，在一定程度上降低了线路成本。因此，城市紧凑型110kV架空输电线路也依然可以采取双回路和多回路方式，沿着城市的河渠、绿化带以及道路架设，这种架设方式不仅可以方便紧靠道路、绿地一侧的半走廊线路的自由使用，而且还可以满足城市规划建设要求。（2）杆型的选择

沿着河渠、绿化带或道路进行线路架设是城市紧凑型110kV架空输电线路在路径选择上的特点。一般来说，由于各大城市所处的地理环境不同，所以部分城市在进行输电线路架设时难免会遇到一些特殊情况，必须采用单侧三相垂直排列的杆型，但就算是这样，既使输电线路只在其杆型上架设了一回，其与普通电缆线路比起来，仍然具有较为可观的经济效益和实用价值。

二、相导线布置

（1）三相导线应置于同一塔窗内，相间只有空气间隙而没有接地构件，从而在根本上压缩了相间距离。三相导线在空间上按等边倒三角形布置，使任意两相之间的距离都压缩到同一长度，从而使得三相导线的几何均距（GMD）就等于相间距离。这是三相导线最紧凑的布置形式。

（2）三相导线应全部采用V 形绝缘子串悬挂，使导线在塔窗中的位置固定，不因风力或电动力而摆动。考虑到安全，3个V形串各自独立，2个上相V 型串夹角均约900，下相V 形串夹角约 1400。但对于某些垂直档距较大的铁塔，下相导线垂直荷载较大，夹角为1400的V形绝缘子即使采用300kN 大吨位的绝缘子，其张力仍然不能满足要求。采取再增加一个垂直绝缘子串，专门用来承担导线的垂直荷载。此时夹角1400的V 形串只起到防止导线摆动的作用。由于垂直串中间的连接金具处于三相导线中间，金具上产生的悬浮电位对塔窗内电场分布的影响，尤其是对相间操作冲击绝缘强度的影响问题，是超高压线路中从未遇到过的。为此进行了专题计算研究，并通过1：1模拟塔头及试验线段进行试验，结论是令人满意的。只要连接金具尺寸不大，即使在此处不加设屏蔽环的情况下，影响极小，措施可行。

（2）在大档距中间位置的水平两相之间加装相间绝缘间隔棒。这是我国特有的一项紧凑化技术。紧凑型线路的相间距离为6.7m，远小于常规线路，比设计规程的要求也小得多，在塔窗处用V 形绝缘子串固定了位置。

三、走廊宽度设计

线路的走廊宽度由塔头尺寸、风偏、安全距离三部分组成。减少线路走廊宽度的关键在于控制塔头尺寸和风偏。采用固定挂点的直线杆塔以及固定跳线的耐张塔，是减少塔头尺寸和限制导线风偏的有效措施，也是控制走廊宽度的有效措施。按相关《规程》，塔头尺寸要满足以下三组数据的要求：

（1）在内外过电压以及运行电压情况条件之下带点部分跟杆塔构件之间所存在的最小间隙。

（2）导线之间的距离，用字母D进行表示，则D= 0.4Lk+ U／110+ 0.65 ，其中，Lk表示的悬垂绝缘子串长度，单位m；U 表示的是线路电压，单位是kV；表示的是导线最大弧垂，单位是m。

（3）实施带点作业杆塔上的带电部分跟接地部分之间存在的最小间隙。一般城市架空线路的档距较小，弧垂也不大导线的线间距离比较容易满足规程要求。就拿110kV双回路杆塔来说，若塔头根据“不同回路的不同相导线间的最小线间距离”四米进行设计，同时直线杆塔运用V 形串或组合式横担或横担型绝缘子，耐张塔跳线采用固定方式的情况下，Lk =0，可以充裕地满足上述第一、二点要求。基于带点作业方式的多样化，且其具备有较好的灵活性，结合相应的运行设计经验，通常来说，不建议出于对带点作业的考虑而将塔头尺寸实施增大。在《电业安全工作规程》中有着这样的规定，即需在天气情况良好的条件开展带电作业，若是遭遇雪雾雷雨天气则不建议实施带电作业，同时，还规定在进行110kV 带电作业的时候带电体跟人身体之间的安全距离需大于等于一米，处于对人体活动范围3O至50厘米活动范围的合理考虑，该种塔头设计能够满足相应的带电作业需求。风偏涵盖导线弧垂与悬垂串的风偏，如果运用实施挂点固定的直线塔杆，风偏只剩下导线弧垂风偏这一项内容的时候，走廊宽度B 则能够用下列公式表示：B =｛2bh +fsin[arctg（g4／g1）]+s｝

其中，bh表示的是最宽横担的宽度，单位为m；f表示的是导线最大风时的弧垂，单位为m；g表示的是导线的自重比载，单位为N/（m.mm2），g4表示的是大风时的水平比载，单位为N／（m.mm2）；s表示的是《规程》要求的安全距离，单位为m。

四、防雷接地设计

（1）输电线路中要架设避雷线。避雷线又称架空地线，架设在杆塔顶部，一根或二根，用于防雷。通常当雷电击中输电线路时，在输电线路上将产生远高于线路额定电压的“过电压”，有时甚至达到几百万伏。它超过线路绝缘子串的抗电强度时，便会引起线路跳闸，甚至造成停电事故。然而，使用避雷线可以遮住输电线路，使雷只落在避雷线上，并通过杆塔上的金属部分和埋设在地下的接地装置，使雷电流导人大地。

（2）要降低杆塔的接地电阻。对于平原地带的杆塔来说，任何一根杆塔都要配备接地装置，并且要与避雷线连接，来提高输电线路防