关于高压架空线路交叉穿跨越的设计探讨

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:李梦
[导读] 摘要:近年来,随着我国电力事业的快速发展,高压架空输电线路所占的面积也在不断加大,而且随着电压等级的升高,势必会出现电场效应与电晕现象。
        (西安众源电力设计有限公司  陕西省西安市  710000)
        摘要:近年来,随着我国电力事业的快速发展,高压架空输电线路所占的面积也在不断加大,而且随着电压等级的升高,势必会出现电场效应与电晕现象。在架设高压架空输电线路时,常出现需要跨越高铁的情况。对此,高压架空输电线路架设对安全施工的要求很高,这就对高压架空输电线路的架设技术提出了新的问题和研究方向。就高压架空输电线路跨越工技术,通过实例分析,对高压架空输电线路施工从技术与现场实际验算出发,从技术方案优化施方法,从而达到减少在流程上的时间。
        关键词:高压;架空输电线路;设计
        随着社会经济的飞速发展,社会的生产活动和人们的日常生活越来越离不开电能。而电能由于具有环保洁净、传输便捷、生产使用方便等诸多优点,作为社会发展的基础设施,地位也越来越重要。为保证高压架空输电线路跨越高铁的架设工程安全、有效、快速地完成,提高高压架空输电线路跨越高铁的架设技艺,对所有相关工作人员都是一件意义重大的事情,也是需要关注的问题。
        一、高压架空输电线路概述
        高压架空输电线路是电网系统的重要组成部分,具有较强的专业性,且施工难度较大,是基建行业中一个非常特殊的领域。高压架空输电线路采用输电杆塔将导线和地线悬挂在空中,使导线与导线之间、导线与地线之间、导线与杆塔之间,导线与地面障碍物之间保持一定的安全距离,完成输电任务。架空输电线路 的优点是造价低、施工维护方便、因而被广泛采用。杆塔是架空输电线路中最重要的组成部分之一,杆塔结构是否设计合理和使用正确,直接影响输电线路建设的速度、造价和可靠性以及运行和检修等方面。用于架空输电线路的杆塔型式很多。杆塔型式的选择应通过技术经济方案合理选择。
        二、高压架空输电线路跨越施工
        某工程以 220kV 线路工程做为实用分析案例。本次输电线路所跨越的高速铁路共两条铁轨,由于交叉跨越处铁轨基面较高,跨越宽度大,无法在铁路附近两侧搭设跨越架,且时间、经济成本较大,使传统的交叉技术不能满足施工标准,同时传统的竹质交叉框架由于造价高、运输困难,已不再适用于大跨度线路的建设,在发展中还存在许多弊端,故采用搭设悬索架空网的方法进行施工。
        1、悬索架空网输电线路跨越施工准备,施工工前需要封网至专用电力线导线垂直距离不小于5米;封网垂直距离铁路轨顶应大于 13m。悬索架空网的有效宽度12m,且大于施工走廊的左、右各 3米。悬索架空网的材料:塔上临时横担采用□ 400×12m 铝合金抱杆,封网悬索主绳采用 φ22×500m 迪尼玛绳,封顶网采用Φ12×6×5m 绝缘网及玻璃钢撑杆组合而成。各项安全距离必须控制准确,专人负责核验。同时,悬索架空网上悬挂醒目的警告标志。
        2、跨越架择与验算
        (1)材料参数验算。封顶网承载悬索:选用 Φ22 迪尼玛绳,破断力为 357kN,单位重量为2.7641N/m,迪尼玛绳的使用安全系数K≥6,满足技术参数要求。涤纶封顶网:采用涤纶混纺,规格为 12×20m,整体破断力为 60kN,单位重量为 1.911N/m,网自身弧垂取 5m,满足技术参数要求。倒换用引绳及封顶网牵拉绳:选用 Φ8 迪尼玛绳,破断力为 45kN,单位重量为 0.46N/m,延伸率 >4%,满足技术参数要求。跨越档距以最长档距 402m 为代表(因为如按该最长档距测算受力能满足施工安全,则其余较短档距的各部受力必定能满足施工安全要求),封顶网长度 60m 满足,满足技术参数要求。封顶网敷设后对跨越物距离:两杆塔钢抱杆横梁悬挂点间的高差为 16m,满足技术参数要求。
        (2)封顶网承载索的安装初张力,根据公式:
 
        当承载索安装驰度为 5m 时,张力T=7.30(kN);当承载索安装驰度为 10m时,张力 T=3.65 (kN);当承载索安装驰度为 15m 时,张力 T=2.43(kN)。
        (3)承载索装上封顶网和撑竿后的张力根据公式:
 
        根据式,当封顶网驰度为15米,承载悬索的张力TS=23.86(kN)根据以上计算,Φ22 迪尼玛绳封顶网承载索在事故状态下张力为 23.86kN,其破断拉力为 357kN,完全能够满足使用要求,安全系数为 14.96。由上计算结果可知本次电力线路所跨越的高速铁路钦防线、南防线,跨越架施工基本方法采用搭设悬索架空网的方法进行施工符合相关电力、铁路均满足安全技术规范。
        3、悬索架空网的施工流程
        (1)根据线路走向及被跨越物的位置,用经纬仪定位,然后根据线路的宽度、风偏值、最小安全距离、长度进行放样,确定悬索架空网的大小、长、宽、高等。本工程主要采用封顶网采用 Φ12×6×5m 绝缘网及玻璃钢撑杆组合而成临时横担的安装;封顶网安装:承托滑车安装完毕后,采取遥控飞行器进行 Φ2迪尼玛导引绳展放流程安装。按跨距 100m 计算,封顶网的总体弛度应控制在 2m 之间,其他跨距以此类推。保持封顶网与接触网及供电线路带电体垂直高度不小于 6m,以保证铁路接触网供电线与悬索架空网的安全。同时,应保证封顶网与铁轨顶面有不小于 13m 的净空距离。
        (2)悬索架空网搭设安全监护。搭设或拆除越线架必须设施工负责人及安全监护人。施工前须取得铁路设备管理单位的同意,在铁路单位派人到现场全程监控后方可施工作业。施工负责人与铁塔部门保持联系全面安排任务,安全监护人负责监督现场施工安全。安全监护人必须对施工器具、绝缘绳进行检查,并协同施工负责人在作业前对全体施工人员进行安全交底,交待安全措施和其它注意事项。在施工结束前,施工负责人和监护人均不得离开岗位。
        三、高压架空输电线路设计措施
        1、高压架空输电线路走廊的设计。城市的使用空间紧张,进而导致限制用地走廊的使用情况,随着经济社会的快速发展,用电需求不断地增高,因此在高压架空线路中可以使用多种架设方式,如同塔多回双回。为了确保城市居民的用电需求,在设计铁塔类型时采用多种设计方案。
        2、高压架空输电线路的环境影响。关于工频电磁场的强度限值,并没有给予明确规定,尤其是在设计超高压架空输电线路中。我国目前采用的标准和国际标准有差距,主要表现在电磁污染、噪声污染等方面,因此需要做出些许的改进,采取环境限值优化措施来减少与国际标准化的差距。
        3、信息共享平台。电网的重要组成部分就是输电网,随着经济的发展和科学技术不断提升,输电网也越来越智能化。为了顺应发展潮流,应当树立输电线路的防灾意识和建立安全信息共享平台。如果春夏季节台风频繁,通常会发生输电线路断电、断线现象,和杆塔倒塌等危害事故。如果在运用先进的技术,进行智能化的操作,将情况及时传达到信号监控中心,有利于及时采取措施去解决此类问题。对其智能化不但能降低线路故障的发生概率,还能提高其智能化水平。
        随着我国经济发展迅速,人们的用电需求也在不断增加,为满足社会发展需要,高压电网的建设也在不断推进及完善,新建高压线路与已建线路的发生相互交叉的情况越来越多。通过输电线路跨越施工中创新适合实际的施工方法,实践证明,本工程从技术标准与实际应用之间找到更适合的“标准”,不仅降低了施工的难度,还有效节省了资金的支出,促进了我国电力事业更好顺利的发展。
        参考文献
        [1]刘鹏飞.高压架空输电线路防雷措施与应用[J].建材发展导向: 下,2018,(07).
        [2]陶冶.高压输电线路钢管杆结构的优化设计[J].科技创新导报,2019,(15):49-50.
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