【智慧電廠】10kV架空電力線路設計基本要點

1、線路路徑的選擇

線路路徑的選擇工作一般分為圖上選線和野外選線兩步。圖上選線是先擬定出若干個路徑方案，再進行資料收集和野外踏勘，進行技術經濟分析比較，并取得有關單位的同意和簽訂協議書，確定一個路徑的推薦方案。推薦方案報領導或上級（包括規劃部門）審批后，進行野外選線，以確定線路的最終路徑，進行線路終勘和桿塔定位等工作。

圖上選線通常是在比例為五千分之一，萬分之一或更大比例的地形圖上進行。

圖上選線是在圖板上，先將線路的起訖點標出，然后將一切可撰走線方案的轉角點，用不同顏色的線連接起來，構成若千個路徑的初步方案。按這些方案進行線路設計前期的資料收集，根據收集到的有關資料，舍去明顯不合理的方案，對剩下的方案進行比較和計算，確定2-3個較優方案，待野外踏勘后決定取舍，最終確定線路最佳方案。進行路徑方案比較時，應包括如下內容：

①線路的長短；

②通過地段的地勢、地質、地物條件以及對作物和大跨越及不良地形的影響情況；

③交通運輸及施工、運行維護的難易程度；

④對桿型選擇，技術上的難易程度、技術政策及有關方面的意見；

⑤線路的總投資及主要材料、設施消耗量的比較等。

為使線路建設得經濟合理，對輸電線路可能涉及到的工礦企業、鐵路交通、郵電通訊、城鎮建設以及軍用設施等，要與有關單位協商研究解決，并簽訂相關協議。

圖上選線時由于受地形圖測繪時間限制，建設與發展也不可能及時反映到地圖上來，其上所反映的地形、地貌也不可能十分詳盡，甚至與實際的地形、地貌、地物條件相差出入很大。因而除了根據圖上選線方案進行廣泛收集資料外，還必須進行野外沿線踏勘或重點踏勘。其目的在于校核圖上選線方案是否合理或提出更好的線路路徑方案。同時，在踏勘中還可以了解線路施工主要材料的產地和交通運輸條件等，作選定路徑的參考條件。在圖上選線結束后，進行野外選線。野外選線是將圖上最后選定的路徑在現場具體落實，確定最終走向并埋設標志，以利勘測。

2、桿塔的定位

在已經選好的線路路徑上，進行定線、斷面測繪，在縱斷面圖上置桿塔的位置，稱之為定位。它是線路設計的一個重要環節，其質量關系到線路的造價和施工、運行與維護的方案與安全。因此，必須進行細致的工作，排定出桿塔配置的最佳方案。

2.1 平面圖與斷面圖

在線路路徑方案選定后，即可進行線路的終勘測量工作，為施工設計的定位工作以及日后的運行工作提供必要的資料和數據。終勘測量包括定線測量、平面測全和斷面測量。定線測量是根據選定的線路路徑，把線路的起訖點、轉角點、方向點用標樁實地固定下來，并測出線路路徑的實際長度。平面測量是將測量沿線路路徑中心線左右10m的帶狀區內的地物、地貌并繪制成平面圖，為桿塔的定位工作提供依據。

斷面測量分為縱斷面測量和橫斷面測量。前者是沿線路中心線測量斷面上各點的標高，并繪制成縱斷面圖，供線路設計時排定桿塔位置；后者則是當垂直線路方向的地面坡度大于1:5或起伏極不規則的地段，測量線路橫斷面各點的標高繪出橫斷面圖，以供檢驗最大風偏時導線的安全距離等的需要。繪制縱斷圖的比例尺為：當線路通過平地或起伏不大丘陵地時，橫向（水平距離）用1:5000，縱向（標高）用1:500 而對于山區及起伏較大的丘陵地或如鐵路、高速公路等重要的叉跨越地段，橫向用1:2000，縱向用，1:200（若高差很大時也用1:500)，橫斷面圖比例尺，橫向為1:1000，縱向為1:100。線路經過地區的平面圖和斷面圖畫在同一圖上（其橫向例尺應相同），稱之為平、斷面圖。平面圖中，線路路徑中心線為直線，只用箭頭表示線路轉向（左轉或右轉）并注明轉角度數中心線兩邊的地物、地貌，凡對線路有影響的均應在圖上畫在平面圖的下面，填寫桿（塔）位標高，桿（塔）位里程，定位檔距耐張段中的代表檔距等數據?？v斷面最后在轉角處斷開。橫斷面圖應與縱斷面圖繪在一起。必要時，地質剖面直接繪于縱斷面圖上。

2.2 桿塔的室內定位

桿塔定位工作分為室內定位和室外定位。室內定位是用最大弧垂模板在平斷面圖上排定桿塔位置的；室外定位是把室內排定的桿塔位置到野外現場復核校正，并用標樁固定下來。桿塔位置排定的是否適當，直接影響線路建設的經濟合理性和運行的安全可靠性。桿塔定位的主要要求是導線的任一點在各種氣象情況下均須保證對地面的安全距離（即限距）。在山地和丘陵地帶定位時，為了滿足限距要求，必須用最大弧垂模板確定定位檔距。終端、轉角、跨越、耐張等特種桿塔先行定位后，再分段用最大弧垂模板沿平斷面圖排定各耐張段的直線桿塔的位置。

根據所排出的直線桿塔位置，計算出該耐張段的代表用以計算或查取導線應力，再算出K值，看此K值是否與模板的K值相符（相等或相近），如果相符，則表明該段桿位正確。否則，應按實算的K值重選模板重新排定桿位，直到兩次的K值相符時為止。排完一個耐張段以后，再排下一個耐張段，直到排完線路全部桿塔為止。定位時應注意下列情況：

①應盡量避免孤立檔距，尤其是檔距較小的孤立檔，它易使桿塔受力情況變壞，造成施工困難，給檢修帶來不便。

②山地定位時，除應考慮邊坡的穩固外，尚須保證電桿的焊接排桿、立桿、臨時打拉線緊線等條件是否具備。

③立于陡坡的桿塔，應考慮其基礎有無被沖刷的可能。

④引拉線桿塔應注意拉線的位置，平地應注意避免拉線打在路邊或池塘洼地，山地應注意避免順坡打拉線使拉線過長。

⑤在重冰區，應盡量避免大檔距，盡可能使檔距均勻一些。

3、桿塔定位后的校驗

在初步排定桿塔的位里并擬定桿塔的型式、高度后，應對線路各部分的設計條件進行檢查或校驗，以驗證所定桿塔位置是否超過設計規定的允許條件，檢查或校驗的內容通常包括以下方面。

3.1 各種桿塔的設計條件的檢查

桿塔的荷重條件，包括垂直檔距、水平檔距、最大檔距、轉角度數等，應不超過其設計允許值。

水平檔距和垂直檔距，可以在定位圖上量得。但圖上量得的垂直檔距是最大弧垂時的數值，當此值接近或超過桿塔設計條件時，應將其換算至設計氣象條件下的數值后檢查其是否超過設計允許值 最大檔距常受線間距離、懸點應力和斷線張力等控制。定位的最大的檔距應小于桿塔設計時的最大檔距。

線路的轉角度數應小于轉角桿塔設計的轉角度數。超過時，應變動桿塔位置或更改桿塔型式或校驗桿塔的強度。

3.2 直線桿塔搖擺角的校驗

有些位于低處的桿塔，它的垂直檔即較小所以當風吹導線時，懸垂串搖擺較大、當搖擺角超過桿塔的允許搖擺角時，將引起帶電部分對桿塔構件的安全間隙不夠，所以必須對其進行校驗。允許搖擺角根據允許間隙用作圖方法確定。

一般情況下，在平地搖擺角不符合要求的情況比較少，但在山區或丘陵地帶，搖擺角超過允許值的情況比較多，此時一般解決的辦法是：

①調整桿塔位置；

②換用較高桿塔或允許搖擺角度較大的桿塔；

③采用V形、丫形等形狀的絕緣子串；

④孤立檔距可考慮降低導線的設計應力；

⑤加掛重錘或將單聯懸垂串改為雙聯懸垂串等。

3.3 直線桿塔的上拔校驗

在定位時，若直線桿塔位于低處，除需校驗搖擺角外，還需對其進行上拔校驗。當桿塔的垂直檔距為負值時則必定有上拔力產生。而這種上拔力產生的氣象條件一般為最低氣溫時，所以校驗上拔時必須按此氣象條件進行計算，或用此氣象條件下的承載和應力計算模板系數K值，選最小弧垂模板在定位圖上找出桿塔的垂直檔距對其進行校驗。

為了消除直線桿塔的上拔現象，可采用防止搖擺角過大的有關措施，必要時也可采用輕型耐張桿塔。根據經驗，搖擺角常起控制作用，即搖擺角許可后，就不用再校驗上拔了。

3.4 耐張絕緣子倒掛校驗

定位于低處的耐張型桿塔和為抵消上拔而采用的輕型耐張桿塔，均將耐張絕緣子串上仰，致使部分絕緣子裙邊積雨、積雪、積灰塵、污垢等，從而降低了絕緣子的絕緣強度。因此，當耐張絕緣子串在常年運行情況下時（即年平均氣溫、無風、無冰），則該串絕緣子應當采取倒掛方式裝設。

3.5 懸垂絕緣子串垂直荷載的校驗

在山區線路中，立于高處的桿塔，垂直檔距往往比水平檔距大很多，因而導線重量可能超過絕緣子串的承載能力。為防止這種現象，須使定位后高處桿塔的垂直檔距小于絕緣子串承載能力相對應的最大允許的垂直檔距。該最大允許垂直檔距是用最大扭冰時的承載和應力計算的，若桿塔定位后的垂直檔距換算至最大覆冰時的值大于此時取最大允許檔距，則應調整桿位。如仍不能解決問題，可用雙串或多串絕緣子以提高其承載能力，同時對橫擔也應作相應的強度檢查和采取補強的措施。

3.6 導線懸掛點應力的校驗

高處桿塔，兩側檔距過大或懸點高差過大時，導線懸點的應力可能超過允許值，故定位中應當校驗某些大檔距或大高差檔距的懸點應力是否超過最大允許值。若發現懸點應力超過允許值，可通過調整桿位及桿高，以減小高差或檔距的辦法來改善。在條件許可時也可以適當放松該耐張的導線，降低其水平應力。

3.7 懸垂角校驗

高處桿塔垂直檔距較大時，可使導線，避雷線的懸垂角超過其線夾的允許懸垂角（一般約2°），致使導線、避雷線在線夾出口處產生過大的靜彎曲而受損傷，因而需對其進行校驗。校驗懸垂角時，可用定位時的曲線，找出該桿塔兩側導線的懸垂角，若其平均值大于22°，則需調整桿位或桿高，以減小懸垂角，或采用雙懸全線夾來改善之。

3.8 桿塔基礎的傾倒校驗

在定位時若某桿塔的水平檔距較大而近直檔距較小甚至為負值時，應驗算桿塔的傾倒承，并進行基礎傾倒驗算，必要時需采用抗傾倒措施。若無卡盤者應加卡盤，若加卡盤仍不能解決時，可加垃線以保證穩定，也可重新考慮桿塔基礎的型式。

3.9 交叉跨越間距的校驗

當線路與通訊線、電力線、河流、鐵路等交叉跨越時，導線與被跨越物之間需保持一定的安全距離。定位后，可直接在斷面圖上量取。但若接近規定值，為避免由圖紙及模板誤差而引起的間距不夠，可采用計算方法求出此間隙的精確值。當跨越桿塔為直線型桿塔時，還要校驗鄰檔斷線時導線與被跨越物的凈空間距離，由斷線張力求出相應的弧垂，即可得出斷線后的跨越間距，若不能滿足規程要求，應調整桿位或采用高桿塔來解決。

3.10 導線風偏后對地、建筑物距離的校驗

定位時，能直接從斷面圖上量出導線靜止時對線路中心各點的距離。為確保運行安全，尚需檢查邊導線在風偏時對地、建筑物等的凈空距離是否滿足規程要求。為此，若發現縱斷面圖上線路中心線兩側的邊線斷面高出中心線較多而中相導線對地間距又接近限距時，除應考慮邊線對地距離外，尚須按大風及班冰有風兩種情況檢查邊線風偏后對地面的凈空距離是否滿足要求。如果安全距離不夠，則應調整桿塔位，或桿高，或采取降方措施，即把土方挖掉。

4、桿塔室內定位后現場定位和校對

工作結束后，全線桿塔形式、桿塔位置基本上都已確定。這時，就可到現場樁定桿塔位。但室內定位使用的勘測資料是否同現場完全一致，尤其是山地和丘陵地帶，地形起伏很大，地質變化復雜，而室內定位所掌握的地形情況，僅為一個順線路中心線的帶狀范圍。其寬度僅2m-5m，且平面圖比例又很小，很難看清立桿塔處的地形全貌。因而，在室外定位時，需要在現場立桿塔處核對勘測資料，必要時，需對某些桿塔位置作適當的調整。

此外，為了核對室內定位的成果，有時還應作一些必要的補測工作。比較校核某些測點的標高；核對導線對地最小距離的地點及桿塔中心樁的標高；核對重要跨越檔中對地、物距離及最小檔的檔距；核對線路轉角度數，補測某些地點的橫斷面圖等，以便補充或修改室內定位工作。

5、結束語

工作人員應在確保線路設計安全可靠的前提下，綜合考慮線路工程的經濟造價、施工條件及日后的運行維護等因素，慎重對待，選出最佳路徑方案，并做好每一墓桿塔的排桿定位。