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線路導(dǎo)線的選擇與校驗
導(dǎo)線截面的大小直接影響到線路的經(jīng)濟(jì)運行,所以線路設(shè)計導(dǎo)線截面的選擇和效驗很關(guān)鍵。導(dǎo)線截面的選擇,要求年運行費用最低,符合總的經(jīng)濟(jì)利益。關(guān)于這點是考慮電網(wǎng)各方面因素,進(jìn)行技術(shù)比較和經(jīng)濟(jì)比較后合理選擇的。導(dǎo)線截面的校驗,架空線導(dǎo)線的選擇一般選用鋼芯鋁絞線,原規(guī)程中線路的溫升按40℃設(shè)計按70℃校驗,導(dǎo)線截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇,按長時允許電流及電壓損失校驗。但對于供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性的平衡點考慮時,關(guān)于校核時采用的溫度問題,原規(guī)程中線路的溫升按40℃設(shè)計按70℃校驗,如負(fù)荷達(dá)到一定值后,我國規(guī)程規(guī)定,鋼芯鋁絞線的最高允許溫度一般采用70℃上限。現(xiàn)今我們大多數(shù)情況是要考慮線路增容改造問題、全線路換線改造或重建線路工程,成本是很高的;根據(jù)式(2)我們可知,如果現(xiàn)實中這種超過70℃上限的情況時間較短,負(fù)荷增長趨勢又較緩,這時不妨將線路的溫升按40℃設(shè)計,按80℃上限校驗。這樣的好處是,正常情況下將線路的溫升由70℃升高到80℃,線路的輸送能力可提高20%左右,這時的線損在1%-1.4%之間,也是可以接受的;(當(dāng)溫度達(dá)到100℃時,線損在2%-3%之間),而且導(dǎo)線受熱后股與股之間被拉長結(jié)合會更緊密,導(dǎo)線的強(qiáng)度會增加一些。所以,在今后遇到這方面問題時,我們可以按80℃上限考慮,這種做法可以加以應(yīng)用和推廣;但是這種情況下溫度升高后,線夾、連接點的發(fā)熱要考慮進(jìn)去,交叉跨越點導(dǎo)線間距離也要注意校核。
OPGW復(fù)合架空地線的選擇
設(shè)計規(guī)范5.0.8關(guān)于OPGW復(fù)合架空地線的選擇,這是新規(guī)范增加的內(nèi)容。一般來講,線路設(shè)計要抓住最重要的兩點:(1)最大短路電流;(2)最高溫度。在抓住這兩點的同時,還要兼顧各方面的因素,考慮各方面充分必要條件。鑒于多年來的經(jīng)驗,線路導(dǎo)線的舞動和抗疲勞應(yīng)在今后的設(shè)計中給于充分的措施考慮;在風(fēng)口、線路高差大等地區(qū),絕緣棒的裝設(shè)可謂是一種有效措施;另外導(dǎo)線在選型上也應(yīng)給予充分兼顧。
絕緣子
多年來瓷質(zhì)絕緣子鹽密度不斷在增加,線路的絕緣一直在加大和提高電弧爬距,這一點與我國的環(huán)境在不斷的惡劣不無關(guān)系。目前在較準(zhǔn)確的核對線路環(huán)境后,采用正常的瓷質(zhì)絕緣子串仍為首選;如考慮環(huán)境變化較快,可再增加一片絕緣子,但這時的線路造價將升高。對復(fù)合絕緣子我們是一面應(yīng)用一面觀察和摸索,復(fù)合絕緣子的最大問題出現(xiàn)在結(jié)合面,即復(fù)合材料與金屬(球頭)結(jié)合面、復(fù)合材料與絕緣子芯材的結(jié)合面,目前國內(nèi)線路大多數(shù)復(fù)合絕緣子出現(xiàn)問題均在這兩者之間;這兩個位置結(jié)合不好是影響其耐用性的關(guān)鍵。以復(fù)合材料與金屬(球頭)結(jié)合面出現(xiàn)問題為多。因此,絕緣子的選用上我們要精確慎重的加以分析和選擇考慮。
基礎(chǔ)
不同地區(qū)的地質(zhì)情況不同,鐵塔基礎(chǔ)應(yīng)按塔基所處地的具體情況進(jìn)行處理,對一些地下情況較復(fù)雜(如舊河道、采空塌陷、地下積虛、流沙、地震帶等)地區(qū),設(shè)計上應(yīng)考慮充分的防護(hù)措施。例如110kV申月線在施工焦莊地段就遇到了沙土地質(zhì)情況,經(jīng)過與基礎(chǔ)的設(shè)計單位商榷,采取加深加寬基礎(chǔ),并采用毛石砂漿鋪一定厚度等措施,在今后的運行中要提醒外線車間注意觀察。目前,供電線路多為城鄉(xiāng)建設(shè)讓道,線路通道設(shè)計規(guī)劃成為線路設(shè)計的合理性、可用性、實效性的關(guān)鍵;輸電線路的設(shè)計應(yīng)緊密的與當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)規(guī)劃部門聯(lián)系溝通,以多功能為優(yōu)選。同塔多回路是今后供電線路的發(fā)展方向;簡單的講:如果不考慮土地問題,多回路線路設(shè)計并不省錢,但若考慮土地征用費用,單回線路設(shè)計僅征用土地一項造價就大的驚人,在土地占用越來越緊迫的情況下,電力線路設(shè)計上要解放思想,盡量按多回路設(shè)計供電線路。
本工程是為了新建廣州至珠海城際輕軌的建設(shè)而進(jìn)行的升高改造,本工程新建鐵塔兩基:N11A、N12A;基礎(chǔ)全部采用灌注樁基礎(chǔ)。但是由于現(xiàn)場青苗賠償?shù)葐栴}無法施工,使得N12A鐵塔需要沿大號方向移位102m,移位后基礎(chǔ)位于山腳下方。4基礎(chǔ)設(shè)計:基礎(chǔ)位于山腳下,現(xiàn)場初步勘測,由于樁機(jī)等大型施工機(jī)械無法進(jìn)場施工,暫定基礎(chǔ)采用大板基礎(chǔ)或人工掏挖基礎(chǔ)(需根據(jù)地質(zhì)勘測報告確定)。5地質(zhì)勘測:Ⅰ腿淤泥:4.3m、強(qiáng)風(fēng)化2.0m、中風(fēng)化5.0m;Ⅱ腿淤泥:5.0m、強(qiáng)風(fēng)化1.4m、中風(fēng)化5.0m;Ⅲ腿淤泥:5.1m、強(qiáng)風(fēng)化1.2m、中風(fēng)化5.0m;Ⅳ腿淤泥:4.2m、強(qiáng)風(fēng)化2.3m、中風(fēng)化5.0m;
2基礎(chǔ)設(shè)計存在問題
N21A鐵塔基礎(chǔ)作用力為T=90t、N=120t、HX=25t、HY=10t。根據(jù)原設(shè)計的初步假想,采用大板基礎(chǔ)或人工掏挖基礎(chǔ);但根據(jù)地質(zhì)報告情況,此處鐵塔基礎(chǔ)位于山腳下,地質(zhì)按一定坡度進(jìn)行分布,如果采用大板基礎(chǔ),基礎(chǔ)底板需置于持力層,此處選擇在強(qiáng)風(fēng)化層,但是考慮到地質(zhì)按照一定坡度分布,如果僅置于強(qiáng)風(fēng)化層的表面,則基礎(chǔ)抗側(cè)滑強(qiáng)度不足,但如果基礎(chǔ)底板置于強(qiáng)風(fēng)化層下方,則基礎(chǔ)埋深在5m以上,由于無法進(jìn)大型施工機(jī)械,且需進(jìn)行鋼板樁護(hù)基,無形中增加了施工危險及施工成本;即便是修通道路進(jìn)入大型施工機(jī)械,則成本比原設(shè)計所用灌注樁基礎(chǔ)要大很多。根據(jù)地質(zhì)情況也無法采用采用人工掏挖基礎(chǔ),因為上半部分為淤積地質(zhì)。采用人工掏挖基礎(chǔ)危險系數(shù)相應(yīng)增大很多,淤泥下方為強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化采用人工掏挖基礎(chǔ)也不現(xiàn)實。
3基礎(chǔ)設(shè)計處理方法
由于電力工程《架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》仍然采用安全系數(shù)法,故此處設(shè)計僅需滿足設(shè)計中所要求的下壓、上拔、傾覆演算的要求即可,經(jīng)過現(xiàn)場多次勘查,結(jié)合地質(zhì)報告,最后征得施工部門意見確定此基礎(chǔ)設(shè)計的條件如下:基礎(chǔ)埋深要小大于2.5m(基礎(chǔ)維護(hù)可以采用松樁處理);如果需采用灌注樁基礎(chǔ),則灌注樁基礎(chǔ)深度不能深于中風(fēng)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(dān))。基礎(chǔ)材料用量、地基處理措施等費用不能超出原設(shè)計范圍。根據(jù)以上條件,結(jié)合本基礎(chǔ)所處地基情況,以及原設(shè)計所用費用經(jīng)綜合考慮,采用斜柱基礎(chǔ)與灌注樁基礎(chǔ)相結(jié)合的方式,基礎(chǔ)側(cè)向位移采用松樁擋土墻處理方法。根據(jù)斜柱基礎(chǔ)與大板基礎(chǔ)的對比知道,基礎(chǔ)作用力相同的情況下斜柱基礎(chǔ)受力形式更加好,且節(jié)約材料用量。數(shù)學(xué)模型的建立,本工程所用基礎(chǔ)由于沒有具體的數(shù)學(xué)模型,所以參考承臺灌注樁基礎(chǔ),基礎(chǔ)下壓由斜柱基礎(chǔ)底板承擔(dān),基礎(chǔ)上拔由斜柱基礎(chǔ)和基礎(chǔ)下灌注樁部分(僅考慮自重部分)承擔(dān),基礎(chǔ)水平作用力由斜柱基礎(chǔ)和基礎(chǔ)下灌注樁部分共同承擔(dān);考慮到基礎(chǔ)所處地質(zhì)情況結(jié)合鉆探資料,基礎(chǔ)側(cè)位移需做擋土墻,而此條線路改造根據(jù)火炬開發(fā)區(qū)的規(guī)劃及供電局的規(guī)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(chǔ)下方仍采用松樁地基處理。最終設(shè)計的基礎(chǔ)形式如圖2所示。上部斜柱基礎(chǔ)埋深1.5m,下部灌注樁基礎(chǔ)在基礎(chǔ)底部以下4.7m,入中風(fēng)化巖層0.5m以上。
4設(shè)計中需思考的問題
本工程是為了解決復(fù)雜地質(zhì)情況下施工工藝問題而進(jìn)行的基礎(chǔ)變更,基礎(chǔ)采用的是斜柱基礎(chǔ)與灌注樁基礎(chǔ)相結(jié)合的處理方式,在上拔演算中由于數(shù)學(xué)模型建立方面缺乏經(jīng)驗,此次上拔演算中未考慮到灌注樁基礎(chǔ)摩擦力。雖然本工程已經(jīng)竣工運行將近兩年多時間,但是卻給我們設(shè)計人員一個提示,就是我們在新型設(shè)計方面還存在一定的不足,還需要繼續(xù)學(xué)習(xí)實踐,搜集更多的同行所做的優(yōu)秀設(shè)計作品,為我們以后的設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。
5以后設(shè)計的展望
在線路運行過程中,雷擊是常見的一種電力故障,它不僅影響了正常的供電,而且給電力企業(yè)造成了經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重時還威脅到人身安全。因此,在對110kV送電線路進(jìn)行設(shè)計的時候,我們要做好防雷設(shè)計工作。具體來講,我們可以采取以下措施發(fā)揮防雷功能。第一,在線路選擇和桿塔架設(shè)方面。一方面在對110kV送電線路進(jìn)行選擇的時候,我們要盡量避開一些雷電發(fā)生幾率比較高的區(qū)域;另一方面在桿塔施工的時候,我們要合理把送電線路桿塔的高度控制在一定范圍之內(nèi),避免由于桿塔過高而遭受雷擊。第二,在送電線路方面。在送電線路施工的過程中,我們也可以選用雙避雷線增強(qiáng)送電線路的自身的防雷效果。第三,在絕緣水平方面。我們還可以通過提高送電線路的絕緣水平來增強(qiáng)防雷能力。因此,在具體的施工過程中,在經(jīng)濟(jì)允許的條件下,我們盡量選擇一些強(qiáng)度較高的絕緣子。第四,在接地電阻方面。在送電線路運行中,線路的防雷能力與接地電阻是成反比關(guān)系。鑒于此,在滿足線路施工要求的前提下,我們要盡量降低接地電阻,以此來提高送電線路的防雷能力。
二、110kV送電線路的施工管理
1加強(qiáng)施工人員培訓(xùn)管理
在送電線路施工中,施工人員的綜合素質(zhì)與施工水平有著密切關(guān)系。目前,很多施工人員都是農(nóng)民工,綜合素質(zhì)水平較低,嚴(yán)重影響了施工質(zhì)量。因此,我們必須加強(qiáng)對他們的教育培訓(xùn)工作。具體來講,一方面我們要通過教育培訓(xùn)等方式不斷增強(qiáng)施工人員的安全意識和質(zhì)量意識,把安全和質(zhì)量意識貫徹到具體的施工中去。另一方面,我們還要提高他們的專業(yè)技能,使他們熟練掌握各項施工工藝和技術(shù),保證施工的順利進(jìn)行。
2做好送電線路施工組織工作
110kV送電線路施工是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,比如,送電線路的施工距離比較長,施工中涉及到的施工人員和施工材料比較多,施工作業(yè)點比較繁瑣等。因此,在110kV送電線路施工之前,管理人員要做好施工組織工作,具體分為以下方面:第一,對施工現(xiàn)場進(jìn)行勘察。在施工之前,相關(guān)工作人員要對施工現(xiàn)場進(jìn)行勘察,熟悉施工環(huán)境,從而為施工管理工作的順利開展做好準(zhǔn)備。第二,對施工圖紙進(jìn)行研究。在送電線路施工開始之前,管理人員要組織一些相關(guān)人員對施工圖紙進(jìn)行研究,從而熟悉施工流程,以便從整體上把握施工全局。第三,對施工設(shè)備和材料進(jìn)行管理。施工設(shè)備和材料是110kV送電線路施工中必不可少的內(nèi)容。因此,在送電線路施工之前,管理人員要合理分配施工機(jī)械設(shè)備,做好設(shè)備的檢查工作,保證機(jī)械設(shè)備在施工中的正常運轉(zhuǎn)。同時,還要對施工材料進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān),避免一些劣質(zhì)材料進(jìn)入到施工現(xiàn)場。
3強(qiáng)化送電線路施工安全管理工作
安全是各項工程施工管理中的必不可少的一部分,110kV送電線路施工也不例外。在送電線路施工中,我們需要做好兩個方面的工作以提高安全管理水平。第一,實行安全責(zé)任制。在送電線路施工中,管理人員要推行安全責(zé)任制,把施工中各個部分的安全責(zé)任落實到小組和個人,從而確保安全管理工作得到貫徹落實。第二,加強(qiáng)安全監(jiān)督檢查。在送電線路施工中,相關(guān)管理人員還要加強(qiáng)對施工過程中的安全監(jiān)督檢查工作,以便及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的各種安全隱患,把各種安全問題消滅在萌芽狀態(tài),降低安全事故發(fā)生的幾率。
三、結(jié)語