1、农村 35KV 线路的初步设计 摘 要 文中介绍了 35KV 线路的规划设计原则，阐述 35KV 线路的路径、导线、金具、绝缘子和杆塔的选择和设计条件。关键词 线路 设计 原则 条件输电线路对于供电企业来说起到至关重要的作用。如何设计好输电线路，让它达到经济、可靠、适用的原则，提高线路输电可靠性显得至关重要。以下从 35KV 线路的规划与设计两个方面谈论以下：35KV 线路的规划是输电线路进行初步设计的前提条件，也是至关重要的环节。（一） 、35KV 线路路径的选择路径选择的基本原则选择输电线路的路径，应遵照各项方针政策，对线路的运行安全、经济合理、施工方便和线路长度等因素进行全面考虑，综合比
2、较，做到安全可靠、经济合理。线路路径尽量选取长度最短、转角少而且角度小，特殊跨越少，水文和地质条件较好，施工运行方便可靠的方案。选择路径线路应尽量避开重冰区、森林、绿化区、果木林、公园、防护林带、原始森林区等，当必须穿越时应尽量选取最窄处通过，以减少砍伐树木。选择路径时线路应尽量避开地形、地质对基础施工大量挖土（石）方或排水量大以及杆塔稳固受威胁的不良地形、地质地段。应尽量避免拆迁房屋及其它建筑物，尽量少占农田。线路路径应尽量避开严重影响安全运行的其它地区，并应考虑与邻近设施如电台、机场、弱电压线路等的相互影响。对于大型发电厂和枢纽变电所的进出线，应根据厂、所总体布置统一规划，对规划中的两回路
3、或多回路线路，在路径狭窄地段采用同杆塔架设。对于有大跨越的送电线路，其路径方案应结合大跨越的情况，通过综合技术经济比较确定。现场选线的一般技术要求对于 35KV 线路的转角点选择应考虑以下几点：转角点不宜选在高山顶、深沟、河岸、堤坝、悬崖的边缘以及坡度较大的山坡或易被洪水淹没冲刷和低洼积水之处。线路转角点应放置在平地或山麓缓坡上，并应考虑有足够的施工紧线场地和便于施工机械的到达。选择转角点应考虑前后两档杆塔位置安排的合理性，以免造成相邻两档过大、过小，因而造成不必要的升高杆塔或增加杆塔数量等不合理现象。转角点应尽可能利用地势较低，本来不能使用直线杆塔或原拟设置耐张塔的处所，即转角点选择应尽量和
4、耐张段长度结合在一起考虑。对于山区路径选择应避免不良地质地带、山间干河沟架设线路，注意山洪排水沟的位置、交通运输的问题。对于跨河点选择路径时应注意事项：尽量选在河道狭窄、两岸距离较短，河床平直、河岸稳定，两岸尽可能不被洪水淹没的地段。应注意塔位的地质条件：无严重的河岸冲刷现象、无软弱地层存在、地下水深度。不要在码头和船泊地区跨越河流，避免与河流多次交叉架设线路。（二） 、35KV 线路进行定位，应采取以下原则35KV 线路杆塔位置的选择原则线路杆塔位置应尽量减少占用耕地，减少土石方量。杆塔位应尽可能避开洼地、泥塘、水库、冲沟、断层等水文、地质条件恶劣的处所，对于有拉线的杆子应考虑打拉线处的地形
5、条件。非直线杆塔宜立于较平坦便于施工紧线和机械运输的好处所。线路杆塔位置应具有较好的施工场所（组立杆塔、紧线设备） 。35KV 线路档距的配置原则最大限度地利用杆塔强度。相邻档距的大小应不十分悬殊，以免过大的增加纵向不平衡力。当不同的杆塔或不同的导线排列方式相邻时，档距的大小应考虑到档中导线的接近情况，如换位杆塔间由于导线的交叉应尽量减少档距。应尽量避免出现孤立档，特别是小档距孤立档的出现。线路杆塔的选用对线路进行杆塔设计时，尽可能的选用最经济的杆塔型式和高度，充分利用杆塔的使用荷重条件。尽量使用节省钢材的杆塔型式。尽量避免使用呼称高超过 30 米的杆塔或特殊设计杆塔。对较大转角杆塔应尽量降低
6、杆塔高度。（三） 、气象条件对于 35KV 线路路径的选择也起到一定程度的制约条件为使输电线路的结构强度和电气性能很好地适应自然界地气象变化，以保证输电线路的安全运行。在进行35KV 线路规划时，应根据沿线的气象资料和附近已有线路的运行经验，提出适合的风、冰与气温组合的气象条件。35KV 线路初步设计的线路部分一般分为总的部分、机电部分、杆塔和基础部分三部分进行技术说明。（一） 、线路总的部分主要包括设计依据、线路走径、工程概况三部分。线路设计依据让我们从设计的基本原则出发，应符合我国国情，严格执行有关文件、规程设计线路。列出工程设计任务书及批准的文号、经审核批准后的电力系统设计文件、上级机关
7、或下达设计任务单位对工程设计的有关指示性文件等，以及与建设单位签定的设计合同。路径方案要从路径长度，可利用的铁路、公路、水路等交通条件，沿线路地形、地势、水文、地质情况，特殊气象区，污秽地区，森林资源，矿产资源，跨越河流，各种障碍物，选用的线路转角及线路曲折系数等情况，来说明各路径方案的优势。经过对各路径方案从技术方面、线路的安全运行、经济运行、方便施工、障碍物的处理及大跨越情况等方面全面分析比较，推荐最佳的线路走径方案。工程概况包括设计线路的电压等级、线路始终点、路径长度，全线路地形情况，污秽区情况，导线和避雷线型号的选取，导线和避雷线悬垂、耐张串的绝缘子型式、片数和金具情况，杆塔和基础型式
8、及数量等情况。通过工程概况能告诉我们工程大体情况。（二） 、线路机电部分一般包括气象条件的选择、导线和避雷线架设技术要求、绝缘子串和金具组装方式、导线和避雷线的防振等方面内容。气象条件的选取：如果 35KV 线路较长或气象区复杂，可分段选取气象区。气象资料包括：最大风速的取值、电线覆冰的取值、年平均气温的确定、最高和最低气温的取值、雷电日数的取值。将选取的气象条件分别按最高气温、最低气温、最大风速、覆冰、安装、年平均气温、外过电压、内过电压等情况进行综合数值计算。组合气象条件应满足以下要求：、线路在大风、覆冰及最低气温时仍能正常运行。、线路在事故情况下（指断线） ，不使事故范围扩大。、线路在安
9、装过程中不致发生人身或设备损坏事故。、线路在正常运行情况下，任何季节里，导线对地面或与其它地面物体保持足够的安全距离。、线路在长期运行中，应保持导线或避雷线有足够的耐震性能。导线和避雷线的技术要求：按照工程设计的要求和电力系统设计，决定导线截面和分裂根数，论证导线型式、规格、分裂方式、分裂间距等，说明导线的主要机械和电气特性。设计说明中包括架设线路导线和避雷线最大使用应力、安全系数；根据导线和避雷线的力学特性绘制特性曲线；计算出各种温度下的架设弧垂值，并列出表格。导线和避雷线的材质、结构一般原则：、导线材料应具有较高的导电率。、导线和避雷线应具有较高的机械强度和耐震性能。、导线和避雷线应具有一
10、定的耐化学腐蚀能力。、导线材质和结构的选取应保证线路造价经济。由于输电线路的杆塔结构、绝缘子形式、导线型号、每根导线根数及电压等级不同，所以绝缘子串有不同的组装形式。一般情况下，采用单串绝缘子串已能满足导线最大综合荷重及断线张力的要求。对于大导线、特大档距、主要交通要道、铁路、河流、大沟或重冰区，单串绝缘子串不能满足设计要求时，采用双串绝缘子串。金具与绝缘子组装时应注意事项：、绝缘子型式和串数的确定；、绝缘子串本身的组装型式；、绝缘子串与杆塔的联结型式；、绝缘子串与导线的联结。除此之外还应注意金具零件的吨位、金具零件之间的尺寸配合、方向等都要选择正确，检查无误。绝缘子串与杆塔联结方式直接关系着
11、线路的安全运行，因此在选择联结方式时应注意以下几点：、经济合理；、结构简单，便于施工检修；、联结可靠，应使用螺栓联结，并应加锁止装置。联结零件间应避免点接触，以减少零件的应力集中；、应保证绝缘子串在顺线路方向和垂直线路方向均能转动灵活；、应具有足够的机械强度；、当悬垂绝缘子串最大风偏时，与杆塔联结端的第一个零件或者第一片绝缘子瓷裙不能与杆塔横担相碰。导线和避雷线的防振：导线和避雷线选取安全系数、最大使用应力和平均运行应力，并考虑线路通过地区的地形、地貌及使用档距情况后，提出它们的防振措施。影响导线和避雷线产生震动的主要因素：风速、档距与线路架设高度、风向、地形、导线和避雷线自身应力。防止或减弱
12、震动的措施：、在条件允许的情况下，设计线路时避开或减少容易激起震动的客观因素（不易实现） ；、利用线路设备本身阻尼电线震动（如改善线夹出口处的耐震性能；降低导线和避雷线的静态应力） ；、在线路上加装防振装置以吸收或减弱震动能量。（三） 、35KV 线路的杆塔和基础部分杆塔设计：杆塔外形主要取决于电压等级、线路回数、地形、地质情况及使用条件等。杆塔型式一般主要分为：直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔四种杆塔型式。在工程设计中，一般应尽量选用典型设计或经过施工、运行考验过的成熟杆塔型式。在杆塔型式的选择时，必须说明采用直线杆塔或承力杆塔型式的理由，包括各种杆塔型式的特点、适用地区、使用钢材、混
13、凝土量等技术经济指标，综合考虑基础和线路占用走廊等因素后，进行综合的技术经济比较，优选杆塔型式。杆塔设计条件：各类杆塔均应按线路的正常情况、事故情况和安装情况承受的荷重计算。各类杆塔的正常情况按下列气象条件计算杆塔的设计荷重：导线及避雷线未断，无复冰，但有设计最大风速。导线及避雷线未断，但有复冰及相应的风速。如果档距小于临界档距时，耐张、转角及终端杆塔还应按最低气温、无冰、无风进行计算。c、各类杆塔事故情况的气象条件为：复冰厚度小于或等于 10 毫米地区，按无冰、无风、最低气温月的最低平均气温计算。复冰厚度大于 10 毫米地区，除按上述条件外，还应按有冰，无风，气温 -5计算，但复冰荷重至少为
14、计算复冰荷重的一半。各类杆塔设计考虑杆塔组立及线路安装情况的气象条件。3、杆塔设计档距，决定杆塔的荷载及其结构尺寸主要有：水平档距、垂直档距、代表档距、断线档距。水平档距决定杆塔的水平荷载。用作杆塔设计的水平档距，在考虑到地形起伏等因素后，可参考以往的工程设计经验，综合确定杆塔的水平档距及荷载等级。垂直档距决定杆塔的垂直荷重，对杆塔一般不起决定性影响。垂直档距一般为水平档距的 1.251.7 倍，通常取 1.5 倍左右，或按比水平档距大 50100 米来设计。代表档距与导线的张力有关。代表档距的变化范围与电压等级和地形条件有关。当杆塔标准档距等于或接近临界档距时，计算正常张力侧的张力，宜采用临
15、界档距值。断线档距可取杆塔最大使用档距，也可与代表档距综合考虑，以免不适当地增大断线张力。杆塔的一般设计原则：各种杆塔结构，除按承载能力计算应满足强度和稳定的要求外，必要时还应满足抗裂性和允许变形的要求。杆塔结构设计，应考虑施工、运行、制造等安全、方便的要求，并符合经济合理的原则，在可能条件下，适当照顾美观。结构构件应考虑防腐措施及最小截面限制要求。基础设计包括电杆基础和铁塔基础。电杆基础的组成部件有底盘、卡盘和拉线盘。铁塔基础根据铁塔类型、地形、地质及施工条件的不同，一般采用以下类型：混凝土和钢筋混凝土普通浇制基础、预制钢筋混凝土基础、金属基础、灌注式桩基础、岩石基础。设计一般铁塔基础，首先
16、必须满足基础与地基之间的平衡条件；其次，基础的主柱及底板要求。同时，底脚螺栓以及其他联结部分强度均应满足强度要求。对于弱地基及其它特殊地基，对基础的稳定还要作一些个别条件的考虑。 摘要:农村架空配电线路杆塔定位设计主要为制作定位模板曲线，在纵断面图上按次序确定各种杆塔的位置及排列，定位后的档距、杆塔上拔、风偏、邻档断线和耐张绝缘子串倒挂等一系列校验，本文均作了详尽的阐述。关键词:最大弧垂曲线 定位模板曲线 纵断面图1 定位前的准备1.1 熟悉专业人员提供的线路纵断面图及平面图，如有条件，定位人员最好参加室外现场选线，以便了解沿线两边的地形地貌、交叉跨越及有关地质情况等，做到心中对全线杆塔定位有
17、个粗谱。1.2 定位人员要了解居民区、非居民区和山区的划分，以及交叉跨越的安全距离，以便在杆塔定位中及时变换模板曲线。2 制作定位模板曲线定位模板曲线是由最大弧垂曲线、限距曲线和地面曲线组成的一组曲线，其比例尺应与线路纵断面图的比例尺一致，这些曲线与在最大弧垂时导线悬挂在空中的形状相似，这组曲线在一定的气象条件区内是通用的。2.1 最大弧垂曲线。导线弧垂的精确计算要利用悬链方程，一般工程上将档距小于 1000m 的悬点等高档距，或高差与档距之比小于 0.1 的悬点不等高档距，均利用悬点等高的平抛物线方程来替代：导线的最大弧垂fmax（g/2)(L/2)2，令纵坐标 yfmax，横坐标 x2 ，
18、k g/2，则 ykx2，这是典型的抛物线方程。式中 g 和 是相应于最大弧垂时导线的比载和应力，这个弧垂是根据某一假设的代表档距 L 计算出来的，这个假设代表档距在山区一般取标准档距的 80%或 85%，在平地一般取标准档距的 90%。2.2 限距曲线或地面安全线。从最大弧垂曲线的每一点下移一个导线最低点到地面之间的限距(安全距离)h，得到的第二条曲线叫限距曲线或地面安全线(曲线 2)。2.3 地面曲线。从最大弧垂曲线每一点下移一个呼称高( 下层导线悬挂点距地面的高度)H，得到的第三条曲线叫地面曲线(曲线 3)。2.4 定位模板的制作。将得到的最大弧垂曲线按与纵断面图相同的比例绘于透明纸(描
19、图纸)上，并在其上推出限距曲线和地面曲线，再标出 k 值、纵横比例尺度和导线型号，即得到一个定位模板，由于一般线路均可能经过居民区、非居民区和山区，即限距不一致，故应在杆塔定位前准备几种定位模板。3 杆塔定位的方法3.1 在纵断面图上确定特殊杆塔，如终端杆、耐张杆、转角杆等的位置。3.2 由已定位的特殊杆塔开始，排定其他中间杆位。将地面曲线与预先确定的某一特殊杆塔处相交、平行和垂直移动定位模板，使限距曲线与地面相切，则地面曲线与纵剖面图的另一交点就是另一(直线) 杆塔的杆位点，并可在图上量出其呼称高 H(见图 2)。如此继续下去直到另一特殊杆塔为止。3.3 在杆位排定时有可能发生排到耐张段末尾
20、，会有部分剩余地段或杆塔不能充分利用的情况，应该根据经济、安全的原则有计划地将档距适当地放大或缩小，以便于杆塔得到充分利用。3.4 杆位初步排定后的样核。用前面的方法进行完一个耐张段的杆位排定后，应计算出实际的档距L（13 23 n3） （12 n） 1 2，即把这个耐张段的连续档的档距折算成悬点等高的孤立档的档距(因制模板曲线时的最大弧垂公式是按悬点等高的孤立档的平抛物线方程得出的) 。若计算出的代表档距与制模板曲线时假设的代表档距近似相等，便可以认为所排杆位是正确的，否则应按这个计算出的代表档距重新制作模板，再重新进行杆位排定。4 杆塔定位后的校验在纵断面图上将杆位排定后，为确保线路的安全
21、运行，还必须进行下列校验。4.1 杆塔荷载校验。一般只要实际的水平档距和垂直档距小于各自的设计档距，即可认为杆塔荷载校验合格。4.1.1 水平档距的校验：就是将检验的电杆前后两个档距之和的一半与设计的水平档距相比较。若小于设计档距，则符合要求，否则应移动杆位或采用打拉线、加卡盘等措施进行补救。4.1.2 垂直档距的校验：利用校板曲线进行，垂直档距是由杆塔两侧导线最低点间的距离决定的，可直接从图上量出被校验杆塔相邻两档最大弧垂点之间的距离，此即垂直档距。若垂直档距小于设计的垂直档距，则符合要求，否则应对横担进行检验。4.2 杆塔上拔校验。要是在杆塔定位时某一直线杆的悬点位于相邻两侧杆塔悬挂点之下
22、时，应进行上拔校验。一般利用最低温度作杆塔上拔校验的条件，校验方法是利用“冷板“ 校验，即同绘制最大弧垂曲线一样，绘制出最低温度状态的弧垂曲线模板(采用最大弧垂曲线时的代表档距) ，俗称“ 冷板“。把冷板曲线在纵断面图上放正，使冷板曲线恰恰通过被校验杆塔两侧相邻杆塔的导线悬挂点上。若被校验杆塔上的悬挂点在冷板曲线上方，则不会出现上拔，否则就会发生上拔。如果发生上拔，应将上拔杆加高或将直线杆换成轻型耐张杆。4.3 导线风偏后对地及对其他突出物净距离的校验根据定位模板曲线定出的杆塔位置对线路中心及对交叉跨越物的垂直距离是满足要求的，但为了确保安全，还必须验算导线出现风偏时边导线对山坡、陡壁及与线路
23、相邻建筑物、树木之间的净距离是否满足要求。一般是测出危险点的横断面图，直接在横断面图上校验。校验用的气象条件应选下面两种中较严重的情况导线无冰、最大风-风偏角最大弧垂也较大；导线覆冰，相应风速 -风偏角较小，但弧垂可能最大。4.4 邻档断线时交叉跨越距离的验算。交叉跨越档的线路杆塔，如采用直线杆，邻档断线后因导线应力降低、弧垂加大，使导线与被跨越物之间的距离不符合要求，故需验算。在跨越档的那一侧断线，影响导线断线后的应力，一般按下述经验来选择断线档：连续档距大致相等，选在档距较多的一侧。跨越档两侧档距一大一小，选在大档距内断线。跨越档两侧档距一大一小，小档距的邻档为一很大的档距。先选在相邻较大
24、档距断线，如裕度小，需验算相邻小档距内断线。跨越档一侧为大档距，且靠近非直线杆，验算同上。4.5 耐张绝缘子串倒挂校验。大山区，当地形高低差过大时，将引起低处的耐张杆塔上的耐张绝缘子串上仰，致使绝缘子瓷裙槽中积存雨、雪、污垢等而降低绝缘强度，为此要对耐张绝缘子串是否需要倒挂进行校验。利用公式 tg（g1SL+G）/2T-h/L 求出 tg，若 tg 小于 0，表示绝缘子串上仰需倒挂。式中 g1-导线自重比载；S-导线截面积；L-档距；G-耐张绝缘子串自重；T-年平均气温、无冰无风时的导线张力； h-悬挂点高差。5 定位时的注意事项5.1 孤立档，尤其是档距较小的孤立档，会使杆塔的受力情况变坏、施工困难、检修不便，应尽量避免出现。5.2 打拉线的杆搭应注意拉线的位置，在平地应避免打在路边或泥塘洼地，在山坡地应避免顺坡打而使拉线过长。5.3 杆塔定位时，还应考虑立杆、打临时拉线和紧线的位置。5.4 杆塔位于陡坡时，应注意其基础受冲刷情况，必要时，采取保护措施。在覆冰区定位，应尽量避免大档距，并使杆塔布置得均匀些。
