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當工作人員無法從塔身內部進入外部進行工作時,可以從外側向內進入電場,這種方式類此于將工作人員使用吊臂從安全路徑進入電場這種作業方式分成上、中相進行,中相的橫擔較長于上相,在進行上部工作時一般將增長平梯和擺梯。在進行作業時將絕緣橫梯作為作業人員進入電場的絕緣懸臂梯,在其端部及中部要設置固定性較好的拉繩并將其固定在架空地線支架上,并且在絕緣懸臂梯的兩端進行懸臂的設置。在進行設置時要考慮等電位的安全距離,進行等電位電工時要從上往下進行,當作業人員確定好所站的位置時就應該將牽引擺梯的繩子拉近至帶電導線,從而有助于作業人員進入等電位。當工作人員無法進入下相橫擔時,一般是因為導線位置無法形成安全距離,當采用懸臂橫桿時可使用其導線將工作人員的位置適當移動,從而保證安全距離;另外在進行下相工作時要盡量保證其余上、中相之間的距離,盡量保證相鄰的兩層橫擔之間具有3.5米的安全距離,從而保證作業人員的安全。
2多回路線
多回的耐張塔上的工作會因為上一相線的引流線具有一定的柔性和馳度從而會對作業人員的安全距離形成威脅。使用杠桿原理可以使用工具將引流線向外旋轉從而保證作業人員可以進行安全行動。可以在工作中使用限距支撐絕緣桿,其桿上刻有刻度另外端上有金屬鉤可以在引流線上固定,除此之外其防滑套可以保證固定在橫擔上的穩定性。該工具的存在是為了能在進行挑移引流線工作時能幫助作業人員進行安全距離的及時控制。在進行耐張引流線跳移時,可以借助于絕緣桿,使用絕緣桿將引流線推至適宜位置,將會存在一個較大的水平分力。這將會導致引流線變形,從而會影響引流線與瓷瓶串之間的距離,會導致在作業工程中存在一定的安全隱患。可以使用相關的措施來改變情況的產生。在可選裝的杠桿上安裝特制的旋轉鉤桿,并安裝與橫擔的端部同時在絕緣杠桿的導線端設置加工索指套,在進行操作過程中,可以使用引流線弧垂值進行數值調整。在進行工作時可以通過杠桿的轉動完成引流線位移的調整。但值得注意的是位移值的設置要滿足一定要求,即其杠桿在固定與橫擔的上、下橫擔,從而有助于作業人員的橫擔工作。除此之外,在正常工作中一般耐張桿不會有太大的尺寸變化,但由于實際中會存在線路的曲折系數,會使用角度較大的轉角桿塔,從而可能導致引流線塔旋轉尺寸較大。在進行轉角桿塔內角側進行工作時,可以使用引流旋轉來加大安全距離。外角側引流的選裝會造成橫擔的頭部尺寸進行縮小,從而會導致安全距離不足。由此可見其轉角度數會對帶電作業的影響是重大的。
二、電力線路基礎設施設計
桿塔是電力線路結構中非常重要的一部分。它的勞動消耗量、工期以及造價在整個工程中占很大比重。其運輸量大約占整個工程的3/5,工期大約占整個工程工期的一半,費用大約占整個工程的1/3。因此施工、設計、基礎選型的優劣會對工程線路的建設有直接影響。電力線路桿塔基礎分為兩類,一是鐵塔基礎,二是電桿基礎。它的型式應根據運輸、施工、水文、工程地質、沿線地形以及桿塔型式等進行綜合判斷。送電線路按其承載力特征可分為傾覆基礎、巖石錨樁基礎、鉆孔灌注樁基礎、掏挖擴底基礎、爆擴樁基礎以及大開挖基礎等類型。應充分利用工程所在地材料并嚴格遵守技術要求。
三、桿塔進行定位時需要注意的問題
在對電力系統進行設計時,應積極解決塔桿定位中遇到的問題,并盡最大可能的采取一些措施,避免出現檔距過大的情況。如果出現以上問題,很可能是塔桿在受力時遭到了嚴重的破壞。這樣不僅給相關電力設備和塔桿的維修造成不便,還給施工造成了很大困難。當塔桿需要把位置設立在山地時,不僅要保證線路架設塔桿時立桿拉線和焊接排桿符合要求,還要充分保證山地周圍邊坡的穩定性。當塔桿需要把位置設置在陡坡上時,一定要充分考慮基礎的穩固性和安全性,還要觀察是否有被雨水或洪水沖刷,導致嚴重后果的可能性存在。
四、桿塔定位后需要對其進行校驗
1.交差跨越間距的校驗當電力線路與鐵路、河流、電力線、通訊線等交差跨越時,必須與被跨越物體之間保持足夠的安全距離。定位之后,可以直接在斷面圖上進行測量。但是為避免因為模板和圖紙的誤差對間距造成影響,使間距不夠,在數據接近規定值時,應該運用計算方法求出間距的準確數值。當跨越桿塔是直線型桿塔時,還要對鄰檔斷線時被跨越物和電力線路的凈空間距離進行校驗。由斷線的張力,就可以求出相應弧垂,然后可以得到斷線之后的跨越間距。如果滿足不了規程的要求,則應該采用高桿塔或者調整桿位來解決。2.直線桿塔搖擺角的校驗有些桿塔處于較低的位置,它的垂直檔較小,當有風吹電力線路時,懸掛串搖晃幅度較大,如果當搖擺角度超過桿塔的允許范圍時,將引起很多狀況,比如桿塔構件與帶電部分安全間距不夠,所以必須對桿塔搖擺角進行校驗。在平地上,搖擺角超過允許范圍的情況非常少,但是在丘陵地帶和山區,搖擺角超過允許范圍的情況就較多。這種情況下,解決的辦法一般有5種:一是將單聯懸掛串更改為雙聯懸掛串或加掛重錘。二是孤立檔距應該考慮降低電力線路的設計應力。三是采用Y形或V型的絕緣子串。四是換用允許搖擺角度大的或是較高的桿塔。五是調整桿塔的位置。
1.1電阻測量法
1.1.1分段測量。分段測量是在機電設備電氣線路故障中十分常用的測量方法,以線路里自然斷開的點為分段點,把線路分成2段或是3段,先分別測出每段線路的阻值,倘若阻值無窮大,就說明該段存在斷路故障,然后就可以逐級檢查該段線路,直到準確找出故障點。
1.1.2分階測量。這里的分階測量同電壓測量法里的分階測量比較類似,主要不同就是電阻值的測量。在這里需要注意的是:測量時要斷開電路電源,避免燒壞萬用表;斷開被測量電路和其他電路,避免其他電路尤其是同被測量電路并聯的電路影響測量結果,誤導后續工作;如果測量值和理論值相近或是相等,就表示線路接線沒有故障,倘若測量值比理論值大很多,就表示線路里有接觸不良的情況,如果測量線圈等負載,且電阻值為零,就說明線圈有短路情況;測量時要注意萬用表的實際量程[1]。
1.2短接測量法
1.2.1局部短接。在電壓正常的情況下逐一短接相鄰的兩個標號點,如點1-2、點2-3,如果短接到某兩個點KM1出現吸合,就表示這兩點間有斷路情況。但這種方法只適用在一個故障或是線路元件少的時候。
1.2.2分段短接。通常將短接線一端固定在L1點,另一端逐段移動,減少短接次數,節省更多時間。如短接線一端固定在L1點,另一端移動到3號點,倘若KM1出現吸合,就表示故障范圍在點3-L1之間;再將短接線移動到點1或是點2,直到確定故障具置,而點3-5就可以不用測量了。倘若KM1沒有出現吸合,就表示故障在點3-5之間,這時就應將短接線移動到點4-5實施分段短接,直到確定故障位置。倘若斷路點在點6-L1之間,那么短接的時候就要同時按下開關SB2[2]。這種方法通常用于測量次數多或是只有一個故障的線路。
1.3電壓測量法
1.3.1分階測量。分階測量屬于實用性較強的方法,主要是把萬用表的一個表筆同被測量電氣設備一端連接起來,另一端就分別連接電路里不同點位點,基于不同點萬用表的實際讀數確定電路的故障位置。如果萬用表兩個表筆間不存在故障,那么萬用表的讀數與電源的電壓就應一樣。點同被測量點間的電壓為零,就表示這兩點間有斷路情況,這時就要借助萬用表在兩點間逐個測量,確定斷路點。
1.3.2分段測量。分段測量基本原理同分階測量基本原因一樣,在分段測量里是逐段檢測電氣設備,這種檢測方式適用于斷路范圍比較廣的電路檢測,可以節省很多檢測時間。通常來說,逐段檢測法常被運用到大型電氣線路的斷路檢測。
1線形設計中的安全問題
1.1直線。過長的直線段,易使駕駛員因景觀單調而產生疲勞,一旦有突顯信息出現,就會因措手不及而肇事。另外,駕駛員在長直路段愛開快車,致使車輛進入直線路段末段后的曲線部分速度仍較高,若遇到彎道超高不足,往往導致傾覆或其它類型的事故。
1.2平曲線。平曲線即彎道,平曲線與交通事故的關系很大。在圓曲線上,由于橫向力的存在,對汽車的安全行駛會產生不利影響。大半徑曲線比小半徑曲線的事故率低;連續曲線當半徑協調時,事故率比不協調時低。
1.3縱坡度。調查表明,在平原地區、丘陵地區和山區高速道路上,發生于坡道部分的交通事故分別占17%、18%和25%。分析山區高速公路坡道上交通事故率高的原因,主要是下坡時,駕駛員為節油常采取熄火滑行的操作方法,一旦遇到緊急情況來不及采取應急措施。
1.4線形組合。行車安全性的大小與不同線形之間的組合是否協調有密切的關系不良的線形組合往往是誘發安全隱患的重要原因。如線形的驟變,在直線路段的凹形縱斷面上,在凸形豎曲線與凹形豎曲線的頂部或底部插入急轉彎的平曲線,在凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部設置斷背曲線,縱坡長度過短,出現鋸齒形縱斷面等等。
2線形設計中的其他問題
2.1公路選線與公路平面、縱斷面、橫斷面等線形設計密切相關,山區高速公路的線形設計往往忽視了與選線工作的重要性,線形和選線之間缺乏聯系。
2.2山區高速公路線形設計的各個階段,忽視運用先進的手段對線形設計方案做深入細致地研究,沒有經過充分論證和比選就確定設計的最優方案。
2.3山區高速公路線形設計時缺乏與農業基本建設的配合,出現了占多農田,占多高產田的現象。
2.4山區高速公路線形設計忽視環境保護,忽視對工程地質、水文地質進行勘測,沒有查清其對高速公路的影響,缺少采取相應的措施。
3線形設計問題的對策
3.1安全問題的對策。在平曲線上應該保持期望車速的連續性,如果由于經濟和環境的原因在某一地點標準降低,就應通過清晰的標志、標線和其他警告設施提前告之駕駛員前方潛在的危險,并引導他們安全通過危險位置。曲線的偏角不能太小。曲線偏角過小時,曲線長度看起來將會比實際的短,使駕駛員對公路產生急轉彎的錯覺,這種錯覺偏角越小越顯著。盡可能使用緩和曲線,使用道路曲線能自由流暢。緩和曲線是從安全角度出發設計的一條駕駛員易于遵循的路線,能使車輛在進入或離開圓曲線時不致侵入鄰近的車道。慎用直線,直線長度的長短直接影響車輛的行車安全。直線過長時,在長直線上行車過于單調乏味,容易造成駕駛人員的疲乏和放松警惕。與地形相適應的路線不僅能誘導駕駛員的視線,而且能使司乘人員心情舒暢,提高駕駛的安全性。在縱斷面設計中,影響交通安全的因素有縱坡、坡長和豎曲線半徑,采用較小的縱坡和大半徑的豎曲線,能同時為駕駛員提供良好的視距及超車機會,有利于行車安全。因此,在豎曲線設計中就盡量避免連續的短豎曲線(特別是在直線路段)和長而淺的凹型豎曲線上應確保道路的橫向排水系統。橫斷面設計要素包括路面、路肩、路拱、路緣帶、邊溝、中間分隔帶等對行車安全都有影響,其中尤以行車道寬度和路面狀況對道路安全的影響最大。因此,規劃設計人員在規劃設計中要始終貫徹以人為本的理念,為用戶提供安全、快速、便捷、舒適的公路交通基礎設施。
3.2其他問題的對策。山區高速公路線形設計,首先,根據山區特征順應地形設計,即是線形設計要達到平面順適,縱面均衡,橫面合理,降低路堤高度,減少切割,盡量保護山體平衡體系。其次,根據山區地質水文條件設計線形,由于山區地形復雜,線形設計時應盡可能多地收集有關地質水文方面的資料,并進行實地踏勘,較全面地掌握有關地質水文情況,根據地質水文條件,使線形設計盡量避開不良地質地段和復雜的地質構造帶,減少地質災害發生的機率。線形必須經過不良地質地段時,在滿足技術標準的前提下,盡量利用縱斷面的變坡點控制填挖高度,減少開挖面,使路基設計時較容易采取有效措施防治地質災害。對于受地形、地質水文條件及技術標準限制,縱坡控制難度較大時產生的高填深挖路段,因形成的大面積新坡面在雨水沖擊下易產生山體崩塌、滑坡,一定要進行多方案比較,不僅從經濟上作路基高填深挖與橋隧方案的比較,還要從技術上分析方案的可行性,全面分析地質情況,綜合考慮環境因素,使工程經濟、合理。如果各方案在技術經濟上相當時,從保護自然環境考慮,宜選用橋隧結合方案。另外,高速公路工程穿山越嶺跨江過河,連接城鄉,工程沿線地形地貌變化多端,地質水文條件復雜多變,公路線形設計必須適應多變的環境,堅持人與自然相和諧、尊重自然、保護環境的原則,堅持以人為本,堅持安全第一,注重道路的功能需求,使線形順適,平、縱、橫組合合理,滿足技術經濟標準,有良好的視線誘導,注重環境保護,結合工程沿線植被及氣候等自然條件,合理利用自然資源。線形設計應避開自然保護區、水源、人文景觀、居民區等生態及社會環境敏感區,盡可能繞開森林、濕地、水利設施和基本農田,少拆遷電力、通訊設施及建筑物,由于山區土地資源十分珍貴,所以更應充分利用荒山、荒坡地及劣質地,在滿足技術標準的前提下控制填挖,盡量減少對自然景觀和植被的破壞,在不可避免的情況下要同步做好恢復工作,使公路自然融入周圍環境,形成和諧的人工景觀。超級秘書網:
參考文獻:
[1]白冰,王飛.淺談山區高速公路線形設計的原則和優化[J].科技信息,2009(5).
(2)對應設置傳輸線,傳輸線的設計應該設置成為具有高度對應項,使電廠按照詳細規劃和變電站的設計相一致的特定方案,限制區域要使用相同的塔架設回直立設施。
(3)要選擇合適的導線長度。兩個分站之間的線路長度是盡可能短,以避免電力功率的損耗。并且選擇材料上要注意材料本身的電阻值、密度、延展性等問題,避免由于導線材料選擇不當造成導線自重過大造成危險,也應該避免相應電阻值過大的導線材料造成導線發熱出現火災。
(4)根據高差和間距設置,以避免電線塔間距輸電線路選線過大,由于地面沉降,如過度的風偏的現象最終造成導線垂低等不良后果。
2輸電線路工程設計與施工的管理和控制要點
根據所處環境的不同,輸電線路的施工非常容易受到各種外界因素的影響和破壞,因而,發生事故的概率很大。另外,導線在外的特點要求導線與地面、建筑物等設施之間要有一定的安全距離,因此造成輸電線路占地空間和線路廊道的增大,從而對土地的利用情況產生影響。下面,本文從幾個方面介紹輸電線路工程設計與施工過程中的管理和控制要點:
2.1輸電線路導線的選擇
傳輸線導體的主要作用是傳導電流,傳送功率,這是該部分的主要部分。電源線被設置在所述塔,不僅需要承受導線本身的重量,而且還由雪,雨,陽光和溫度的影響,并因此,電線線路的選擇設置應該選用機械強度高電氣性能更好。許多類型的傳輸線導體,該ACSR最廣泛的應用,主要是由于該ACSR通常是由多股鋁導線絞合的形成引起的,是最好的導體的電流傳輸,鋼絲的內部繩股,使強度提高該行也起到了非常重要的作用。在電力輸送網格系統中,電壓電平越高,傳輸容量,也能對外部環境的影響更加敏感。為了提高電力傳輸的質量和降低高頻通訊以及所選擇的電暈絲的干擾是非常重要的。在正常情況下,使用為確保引線組成的兩個或更多個高壓輸電線路,并根據傳輸容量、電流強度、供電密度、發熱的情況下、損失的最大金額去共同決定導線的橫截面的選擇電力和其他條件。有關符合導線質量扭曲的機械張力,以滿足密封性要求和均勻性的金屬絲的表面內的規定的購買請求應光滑,腐蝕斑點的條件和包含物不可以存在。
2.2輸電線路路徑的設計
1)圖上選線
圖上選線主要是指通過收集到的輸電線路周圍區域的航測圖、地形圖等信息,根據以往的經驗,標識出其中的起點、終點和其他必經的地點等位置,然后參考水文地質、民航、交通氣象等相關資料,使線路路徑的選擇盡可能的避開較大的設施和其他影響區域,另外,考慮到不同地區的交通條件,要根據路徑最短的原則,規劃多個可實施方案,然后將這些方案進行經濟和技術上的對比,進而選擇一個最優的線路路徑方案。
2)現場選線
這一步驟的任務是將圖紙路線落實到實際現場中,并進行實地踏勘。該階段要求工作人員具有較強的毅力和耐性,因為一個線路可能需要進行多次的走訪和勘察才能最終確定。輸電線路的選擇要盡可能的避開地質不良區域、果木林園、森林等地帶,同時還要檢查已經存在的線路的覆冰情況,避免線路經過嚴重覆冰的區域。最后,要對交通運輸的便利性進行充分考慮,以方便線路工程的施工和維護。
2.3輸電線路桿塔的設計施工
傳輸線塔是用來支持導線的設備,使之能不管在什么樣的天氣條件下,都能夠滿足的安全要求并確保電磁場的電絕緣性。傳輸線塔支撐結構,因此,塔架構造周期,運輸時間和成本,以及建設成本等占有相當大的部分。因此,要加強選擇和塔的施工隊伍設計的重點。著重注意設計的塔結構,成本,尺寸,等等。根據情況的內容。線路初步設計時,應嚴格按照該設計過程中的成本估算的有關規定,利用塔模型盡可能之前已經實施的,如果你需要使用新塔將不得不反復研究,計算和科學實驗,從而避免不必要的損失。
2.4輸電線路的其他內容
首先,在輸電線路工程設計過程中,我們應遵循實事求是的原則。例如,輸電線的選擇方面,線應及時更新有關的技術;在施工設備上線的選擇,盡量使用節能,高科技材料的;在設計方面行路,他們必須利用已經成熟的手段。要加強重點輸電線路路徑優化程度,不斷學習新的技能,并使用這些技能輸電線路的設計和施工服務。其次,根據輸電線路的建設,要運用經濟和先進的開挖基坑與人工挖孔樁基礎技術,可有效降低混凝土的用量,節約工程投資,減少開挖方量,減少水和土壤,破壞周圍的塔的基底部的植被。此外,使用根據實際情況作適當的施工方法施工人員的要求,提高輸電線路基礎工程的質量。最后,整個設計和建造輸電線路工程,加強對相關環節的管理。設計與施工輸電線路工程的重要組成部分,施工人員加強管理,包括工作人員和工程材料的管理,防止廢棄物胡亂丟棄現象的發生,而且還可以防止員工松弛狀況出現。
2電線線路路徑設計分析
在220kV架空輸電線路設計過程中,電線線路路徑的設計是整個輸電線路設計的關鍵,直接影響著輸電線路設計的經濟性、可行性以及可靠性,是整個輸電線路的成敗關鍵。通常對輸電線路路徑的設計是本著電力系統的穩定性和可靠性的原則,然后設計出施工簡單,且成本較低的路徑。而對于輸電線路路徑的設計主要從兩個方面分析,一個是圖上選徑,另一個是現場選徑。對于圖上選徑,輸電線路路徑設計人員首先要集中輸電線路附近的地形圖,然后依據經驗,把輸電線路的起點、所經過的必須點以及終點標記起來。其次在分析各個地點附近的自然環境和交通條件等,不斷的分析修改,爭取找到科學合理的輸電線路路徑,然后制定方案。最后,等到準備好一切的基本工做,輸電線路路徑設計人員可以依據設計方案選擇合適的材料和設備。對于現場選徑,也就是讓輸電線路路徑設計人員對實地進行考察,然后把圖紙中的路徑設計落實到現場。然而在這個過程中,需要輸電線路路徑設計人員付出很大的耐性,因為通常一個路徑往往需要勘測多次才能確定。除此之外,在現場選徑的過程中,要避免穿過森林、花園以及農田。同時也要考慮現場的自然環境,避免經過覆冰現象嚴重的地帶。
3電線桿塔的設計分析
在220kV架空輸電線路的設計過程中,桿塔主要用來支撐220kV架空輸電線路,在桿塔的選取設計過程中,工作人員應該充分考慮其建設的造價、施工工期以及其運輸的費用等。由于不同型式的桿塔,在施工過程中的運送、施工、占地等都不相同,所以在選擇桿塔時,要考慮當地的地質以及氣象等,設計符合要求的桿塔,確保架空輸電線路正常完工,且成本花費較低,工期比較短。通常在220kV架空輸電線路設計時,依據當地的實際情況,盡量選用已經被運行的成熟的桿塔,避免使用新型的桿塔,因為要是使用新的桿塔還要進行一定的測試,然后要對其進行研究分析,這樣不僅會浪費大量的時間,還會浪費一定的金錢,造成不必要的損失。
二、設計防雷保護
防雷技術是否完善能夠關系到整個電力系統能否正常運行,是電力系統維護的重要部分。我們需要實施防雷結構設計,針對不同的電力系統結構,解決雷電打擊的問題。防雷保護需要把握好不同裝置之間的搭配運行,借助于各類防雷裝置引進防雷技術,并且工作人員需要借助于不同的施工技術維護高壓輸電線路。①屏蔽保護。借助于計算機裝置性能,在設計保護方案時做好各方面的檢測處理,重點屏蔽外來的干擾信息,保護電力系統設備。②設備保護。防雷保護需要依賴各種相關的設備,特別是計算機裝置。所以需要電力系統工作人員每隔半個月左右需要對所有設備進行全面的檢修,工作人員需要及時處理裝置出現的問題,如果不能維修好及時更換裝置,保持裝置的可用性,增強防雷效果。③接地保護。接地就是通過接地裝置將設備的某一部分通過與土地連接,是世界上最古老的安全保護措施,接地裝置可以把高壓輸電線路上的強電壓、強電流引入地下,達到防雷保護。
三、選擇合適的橫擔
選擇橫擔非常重要,一般要根據現場具體條件分別考慮導線的粗細、導線的根數、檔距的大小。選擇的導線的過粗、導線的根數過多、檔距太大,就會浪費材料;選擇的導線的過細、導線的根數過少、檔距的太小,不符合相關標準,會有潛在的隱患。通常在單相線路習慣用∠50×5×500或∠50×5×800型橫擔,在三相四線制線路中選擇∠50×5×1500型橫擔,在選擇橫擔時,既要考慮檔距和導線截面,還要考慮氣候條件和架設導線的根數等因素。一般氣候條件正常的情況下,檔距在標準范圍之內,導線在50mm2以下,應該選擇∠50×5×500,∠50×5×800或∠50×5×1500型號的橫擔。如果檔距過大或者導線截面在50mm2及以上,惡劣的氣候之下,應該選用∠63×6型橫擔。
四、輸電線路的智能化設計
將現代先進的計算機技術、傳感技術、網絡技術同物理電網結合起來,形成新型智能化的高壓輸電線路。為了高壓電網的穩定性、安全性、經濟性和高效性,高壓輸電線路必須實現智能化的高壓電網。智能高壓電網具有:經濟、安全、穩定、兼容、可靠、高效等優點,主要強調讓電網具有自我恢復和自我預防的自愈功能,及時發現和解決故障隱患,快速進行自我恢復或者隔離故障,掌握電網的運行狀態,避免事故的發生。
際施工中在對路徑進行選擇時會受到多種因素的影響,如果單純的考慮路徑系數的大小,工程的造價不僅無法保證處于最低水平,可能還會導致成本增加,無法保證線路路徑的經濟性。所以在對線路路徑進行選擇時,需要綜合多方面的因素進行綜合考慮,通過多個方案進行比較,從而選擇科學合理的路徑方案,確保路徑方案的最經濟性。每個路徑方案的優劣需要從多個方面進行考慮,不僅需要考慮路徑的長度,而且還要對沿線的交通條件、地形、地勢、地質及水文情況進行全面考慮,對于氣象、礦產資源及需要跨越的河流、森林及各種障礙物進行分析,選用最優化的曲折系數和線路轉角,通過對不同路徑選擇方案進行對比,從而分析出每個路徑方案的優劣,選擇最優的方案,這不僅確保了造價的最小化,而且運行的安全性和經濟性都能得以保障,施工更加方便。
1.2防雷設計
目前在線路設計中,由于線路電壓等級的不斷降低,導致避雷線在線路中所占造價比重不斷加大。在對線路防雷設計時,需要根據送電線路的電壓等級不同、該地區已有線路運行情況及雷電活動情況來對需要采用的避雷線根數進行確定,同時還要對避雷線的檔距、中央導線、保護角和避雷線的最小距離進行準確的確定,確保防雷的效果。當前在送電線路中往往利用接地型避雷線來進行防雷,這種防雷措施充分的保護了送電線路的安全性,而且所采用的避雷線的保護角也較小,這樣就取得了良好的遮蔽效果。
1.3氣象條件的選擇
在進行線路設計時,需要充分的考慮到當地的氣象條件,這不僅需要具體參考當地的氣象資料,而且還要對已有線路的運行情況進行綜合考慮,考慮到當地自然變化的規律,同時還要對一些自然現象出現的可能性進行考慮,通過諸多因素的綜合分析后,看其是否具有經濟上的可操作性,對線路客觀可能存在的危險程度、線路施工、運行和檢修等工作的安全性、經濟效益及計算的便捷性進行分析,確保設計出來的線路能夠在危險情況下正常運行,避免其在發生危險時出現倒桿事故。一旦風速過大或是過電壓產生時,就避免導線對地發生閃絡事故,確保線路與地面具有絕對安全的距離,施工中要加強安全防范措施,確保人身和設備的安全。
1.4大跨越設計
大跨越設計通常是指線路在跨越通航湖泊、大河流、海峽等的設計時,其桿塔高度在80m以上或是檔距在800m以上,并且在發生事故時,會嚴重影響到航運或者是進行修復會特別的困難,所以在進行導線選型或是桿塔設計需予以特殊考慮。對線路跨越較大的山谷,是作為大檔距來設計,一般情況下只對導線及特殊的氣象條件進行處理。(1)跨越地點及氣象條件。說明各跨越地點的桿塔位處的地形、主河道變遷、地勢、通航、水文、地質、跨越檔距的大小等情況,選出幾個跨越方案。并選擇電線覆冰、最大風速氣溫等。(2)導線和避雷線選擇。按照避雷線和導線的電氣和桿塔高度、機械性能、跨越擋距的大小、導線和避雷線的荷載條件以及間距,選擇導線、避雷線。(3)絕緣子串及金具。除了應當按照對一般線路考慮的條件外,還應按桿塔高和線路荷載增加絕緣子片數,選擇或新設計金具和絕緣子串。
1.5推行限額設計
1.5.1線路設計與工程造價具有極為重要的聯系,所以在設計過程中,需要不斷強化設計人員的造價控制意識,使設計人員在設計中時刻注意關注工程的造價。科學的進行方案的選擇,將施工設計預算嚴格控制在規定的概算范圍內,而且還要對設計變更進行有效的管理,樹立動態的管理理念,從而在設計的全過程中都將造價控制進行具體的落實。造價人員也可以全程參與管理,通過為設計人員提供具體的經濟指標,從而確保論證和測算的準確性,確保投資方案的經濟性,更加準確和合理地進行投資,確保工程與限額設計達到相符,實現投資的優化設計。
1.5.2建立健全設計單位的經濟責任制,設計部門要與實行“節獎超罰”建設單位簽訂設計承包合同,分別明確雙方的權利及義務,在設計過程中出現的工程浪費以及由于工期延誤而超出投資限額的損失,要按照合同對設計人員責任進行相應的追究,進行賠償。設計階段控制造價還充分體現了事前控制的思想。設計階段是項目即將實施而未實施的階段,為了避免施工階段不必要的修改,應把設計做細、做深入。
在工作開展之處,必須對參考依據進行仔細研究,如上級部門下發的任務書、指導性文件、設計規范文件、設計合同等。
(2)對設計工作中的細節有一個初步的了解
及線路輸送電力的容量、電壓等級、導線截面、線路總長度、中間落點、連接方式等,同時對設計范圍有一個初步的規劃,如工程的預算、工程需要應用的設備等。
(3)根據下發施工任務的要求
對設計的各部門進行安排,同時讓各個設計部門明確好各項工作開始的時間和完成的時間。
(4)主要經濟和材料耗用指標
主要包括全線的本體造價及綜合造價,每公里的本體造價及綜合造價。除此之外,還應當說明每公里耗用的避雷線、導線,以及其與避雷線
2電力線路設計問題的研究
(1)優化電力線路設計工作
首先,應該明確電力線路設計的依據,也就是設計的原則,需要根據不同作業施工地區的實際情況來有針對性地進行設計,嚴格依照各種文件條款的規定展開線路設計。其次,優選電力線路路徑。在明確了設計思路與設計依據后,就要做好路徑方案的選擇,要從線路路徑長短、能夠被開發利用的各種交通線路以及交通線路周圍的地形、地質狀況,河流布局以及常年的氣候特點等方面出發進行優化布局和選擇,其中要重點避開工業污染嚴重、地形復雜、地表障礙物繁多等地理空間環境,同時要結合線路轉角、曲折系數等方面來選擇最優路徑。將一切因素進行綜合考慮、集中處理后,再選擇最優電力施工線路。
(2)線路機電部分的設計
線路機電部分的設計在整個電力線路設計中也占據著十分關鍵而重要的地位,這其中要顧及氣象條件、導線架設等因素。要求我們在設計中注意以下幾點,第一,注重優選氣象條件。當電力線路的長度過長,遇到氣象環境較為復雜的地區時,需要對這些氣象區進行分段處理,具體需要重點參考的因素有:當地的年平均溫度、最高溫與最低溫、風力最大值、電線覆冰值、雷雨時間、電線內外電壓等等。第二,導線的技術標準。要根據電力線路與系統的設計需要等來科學選擇導線,其中包括截面、型號、規格、價格、質量等因素的考慮,其中要明確導線的主體機械與電氣特征。第三,科學組裝。因為電力系統的桿塔結構、絕緣子類型、導線等都各有差異,因此,需要采用各類組裝模式。通常來說,單串絕緣子串就能夠達到標準、滿足要求,當遇到一些特殊的地理環境,例如:交通線路、復雜地形區、高寒區等時,則可以用雙串絕緣子串來達到標準。第四,導線的防震。為了增強導線的防震抗震功能,要從以下因素出發來優選導線,例如:安全系數、使用應力最大值、平均運行應力等等,同時也要顧及電力線路所經由地方的環境特點,例如:地形狀況、氣候條件等等,對應提供抗震方法。其中要重點考慮施工地區的風力狀況、線路架設高度、地形等因素,因為這些因素會嚴重影響導線震動規模。
(3)科學選擇桿塔類型
電力線路的桿塔類型大致包括:直線型、轉角型、耐張型等等,具體的線路設計作業中,可以著重選擇那些能夠經得住施工考驗的成熟桿塔,而且要明確選擇一種桿塔類型的原因,這就需要明確不同類型桿塔的特點,以及這種桿塔的適宜條件,所需的鋼材、混凝土數量等等,也要將線路所經由路徑的環境因素納入考慮范圍,經過多重比較分析與鑒別之后,再決定選擇哪一種類型的桿塔。
2基礎設計存在問題
N21A鐵塔基礎作用力為T=90t、N=120t、HX=25t、HY=10t。根據原設計的初步假想,采用大板基礎或人工掏挖基礎;但根據地質報告情況,此處鐵塔基礎位于山腳下,地質按一定坡度進行分布,如果采用大板基礎,基礎底板需置于持力層,此處選擇在強風化層,但是考慮到地質按照一定坡度分布,如果僅置于強風化層的表面,則基礎抗側滑強度不足,但如果基礎底板置于強風化層下方,則基礎埋深在5m以上,由于無法進大型施工機械,且需進行鋼板樁護基,無形中增加了施工危險及施工成本;即便是修通道路進入大型施工機械,則成本比原設計所用灌注樁基礎要大很多。根據地質情況也無法采用采用人工掏挖基礎,因為上半部分為淤積地質。采用人工掏挖基礎危險系數相應增大很多,淤泥下方為強風化、中風化采用人工掏挖基礎也不現實。
3基礎設計處理方法
由于電力工程《架空送電線路基礎設計技術規定》仍然采用安全系數法,故此處設計僅需滿足設計中所要求的下壓、上拔、傾覆演算的要求即可,經過現場多次勘查,結合地質報告,最后征得施工部門意見確定此基礎設計的條件如下:基礎埋深要小大于2.5m(基礎維護可以采用松樁處理);如果需采用灌注樁基礎,則灌注樁基礎深度不能深于中風化(不能采用沖鉆,因為此合同為總包合同,如果超出原合同部分則由施工部門自行承擔)。基礎材料用量、地基處理措施等費用不能超出原設計范圍。根據以上條件,結合本基礎所處地基情況,以及原設計所用費用經綜合考慮,采用斜柱基礎與灌注樁基礎相結合的方式,基礎側向位移采用松樁擋土墻處理方法。根據斜柱基礎與大板基礎的對比知道,基礎作用力相同的情況下斜柱基礎受力形式更加好,且節約材料用量。數學模型的建立,本工程所用基礎由于沒有具體的數學模型,所以參考承臺灌注樁基礎,基礎下壓由斜柱基礎底板承擔,基礎上拔由斜柱基礎和基礎下灌注樁部分(僅考慮自重部分)承擔,基礎水平作用力由斜柱基礎和基礎下灌注樁部分共同承擔;考慮到基礎所處地質情況結合鉆探資料,基礎側位移需做擋土墻,而此條線路改造根據火炬開發區的規劃及供電局的規劃,此段線路需要近期改造拆除(施工圖已出),所以此次改造為臨時改造方案,故擋土墻處理采用松樁擋土墻。斜柱基礎下方仍采用松樁地基處理。最終設計的基礎形式如圖2所示。上部斜柱基礎埋深1.5m,下部灌注樁基礎在基礎底部以下4.7m,入中風化巖層0.5m以上。
4設計中需思考的問題
本工程是為了解決復雜地質情況下施工工藝問題而進行的基礎變更,基礎采用的是斜柱基礎與灌注樁基礎相結合的處理方式,在上拔演算中由于數學模型建立方面缺乏經驗,此次上拔演算中未考慮到灌注樁基礎摩擦力。雖然本工程已經竣工運行將近兩年多時間,但是卻給我們設計人員一個提示,就是我們在新型設計方面還存在一定的不足,還需要繼續學習實踐,搜集更多的同行所做的優秀設計作品,為我們以后的設計打下良好的基礎。
作者:董鐵柱 譚青海 羅金忠 王紅宣 童武 單位:青海省電力設計院
由于擴徑導線是在常規鋼芯鋁絞線中抽取鋁芯的方式來生產的,其內層鋁線和鄰外層鋁線不是緊密排列的,股層之間的縫隙較大,導線受壓后容易產生變形和壓痕,故須在張力放線中制定專用技術措施。如放線張力一般控制在1~1.5t。放線速度一般控制在1m/s左右。壓接斷線時應使用專用割線器割斷,防止斷線時造成導線端頭變形。導線壓接時,導線端頭用不少于7根鋁線均勻插入導線內層及鄰外層的間隙,插接長度不少于壓接長度,插入的鋁線從同層鋁線中截取。
目前常用的跳線有普通軟跳線、鋁管式硬跳線及籠式硬跳線3種形式。普通軟跳線具有形式結構簡單、安裝方便的優點,但由于跳線搖擺嚴重,跳線弧垂大,造成了塔頭尺寸的浪費。而鋁管式硬跳線由于在鋁管式跳線中的設備線夾與導線連接處有電暈現象且可聽噪音較大,引起當地居民投訴。故最終采用籠式硬跳線,空氣間隙風偏后導線對桿塔的最小空氣間隙,應滿足工頻電壓、操作過電壓及雷電過電壓的要求。按《110kV~750kV架空輸電線路設計規范》要求,各間隙值應按下式進行高海拔修正:式中,H為海拔高度,m;m為海拔修正因子。絕緣子串750kV輸電線路的絕緣配合,應使線路在工頻電壓、操作過電壓、雷電過電壓等各種條件下安全可靠地運行。絕緣子片數主要由工頻電壓決定,按工頻電壓確定絕緣子串片數有2種方法,即污耐壓法和泄漏比距法。工程實際中一般采用泄漏比距法。高海拔地區,絕緣子片數按下式進行修正:nH=ne0.1215m1(H-1)(4)式中,nH為高海拔地區每串絕緣子所需片數;H為海拔高度,km;m1為特征指數,它反映氣壓對于污閃電壓的影響程度。750kV線路懸垂串采用“IVI”型式,按照上述方法進行海拔修正后的絕緣子片數本線路按27m/s和30m/s風速設計了2種拉“V”塔。拉“V”塔的呼高為36m、39m、42m。拉“V”塔在高海拔地區首次大規模使用,在實際應用中以42m呼高為主使用。
采用拉V塔有效降低工程造價,以本工程為例,實際共使用拉V塔627基,占全部直線鐵塔的44.4%,節約塔材約2652t,節約資金2100萬元。2.7Q420高強鋼應用目前線路所采用的鋼材主要是Q235和Q345兩種,其中Q235為碳素結構鋼,Q345為低合金鋼。Q235和Q345鋼材具有強度穩定性好、離散度低的優點,冶煉、軋制、設計、加工經驗均非常成熟,但缺點是屈服點低。國外先進國家輸電線路應用的鋼材,屈服強度可達450MPa。750kV線路中鐵塔荷載較大,主材采用Q345對塔重影響較大,如果主材采用Q420,一方面,在一定程度上減小了基礎作用力,另一方面可以減少主材雙肢,從而也減少雙肢所需的構造單元,使得塔重進一步減輕。Q420鋼單價比Q345鋼單價高不到10%,因此只要使用Q420能使塔重降低2%就是經濟的。經過計算,JG1可降低塔重3%~4%,JG2和JG3可降低塔重7%~9%,DG可降低塔重10%以上,減少塔身雙肢主材的出現。電力天路工程已投運,通過該工程的設計,為青藏高原高海拔750kV線路的設計積累了一些經驗,但該地區750kV線路的設計標準還需在運行經驗的基礎上不斷改進、優化。