高压输电线路工程技术探析

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吴少华

(广东律诚工程咨询有限公司,广东省中山市,528400)

摘要

高压输电线路跨越障碍物是线路工程施工过程中的关键节点和难点,为评估高压输电线路跨越障碍物的安全可靠性,需要对各种跨越形式进行分析验算,在输电线路施工前快速准确地提供技术方案,本文提出一种高压输电线路跨越障碍物的技术解决方法。根据现场障碍物的位置及高度,结合相应的计算方法,计算分析得到跨越不同障碍物场景下的实施策略,实现输电线路施工过程安全可靠,节约建设成本,以确保工程项目能确保安全和高质量地完成,推进输电线路工程标准化建设。


关键词

高压输电线路,地锚,拉线,跨越,绝缘网,风偏距离,风载面积

正文


中图分类号:Tm7文献标志码: A    文章编号1007-290X(2025)00-00

 


1输电线路工程跨越情况

1.1、G21-G22跨越情况

杆塔G21-G22跨越10kV线路,架线区段长度492m跨越塔呼高30m跨越塔边导线间宽度/地线宽度8/7,跨越档档距262米,被跨电力线宽度2.8m,被跨电力线高度12.7m,与被跨物交叉角85°导线相间距离3m搭跨越架带电跨越。

1.2 G22-G23跨越铁路情况

杆塔G22-G23跨越铁路,架线区段长度492m跨越塔呼高30m跨越塔边导线间宽度/地线宽度8/7,跨越档档距230米,被跨铁路宽度3m与被跨物交叉角68°导线相间距离3m封网跨越

1.3 G21-G23跨越断面示意图

 

2、技术方案

2.1 跨越架搭设技术要点

2.2.1根据现场确定跨越架中心位置,架体在10kV线两侧,顺着被跨越物走向搭设。长度导地线风偏后超出导线各2m

2.2.2跨越架钢管外径48mm,壁厚3mmQ235普通钢管。

2.2.3钢管立杆底部应设置金属底座或预埋地下不低于500mm

2.2.4 四个立面的横杆设置在内侧跨越架两端及每隔6~7根立杆设置剪刀撑

2.3钢管跨越架搭设

2.3.1搭设要点

2.3.1.1定出导线跨越被跨越物的中心

2.3.1.2根据跨越架搭设计算结果:21号-22号跨越10kV线跨越架两侧各3米的位置搭设钢管跨越架高度15.7米,长度12米,单边宽度6米搭设3排;跨越架的羊角斜向长度2m,跨越架顶网片距离10kV带电线路2.5米;

2.3.1.3在每侧跨越架正面1/4、3/4处各埋设2个地锚,拉线分别装设在架顶两端立杆处及由外侧往内侧第4根立杆上,呈V型装设。跨越架使用5T地锚,埋深2m。拉线φ14钢丝绳。

2.3.2 10kV线路封顶网敷设

2.3.2.1封顶网由网片、挂扣等组成,网片为顺线路方向,网片选用φ10网片。

2.3.2.2 10kV线跨越架搭设主视图

 

2.4 G22-G23铁路

2.4.1采用地面封网跨越。

2.4.2 G22塔型中相导线宽度为8米,跨越网宽度为12米,长度17米,设置2根φ14主迪尼玛绳。

2.4.3封网部分:跨越网采用φ10迪尼玛绳编织的网片地锚采用5t地锚承力绳与网片连接使用保险扣、1米1扣承力绳使用φ14迪尼玛绳。

2.4.4跨越铁路网

2.4.4.1 埋设跨越网承力索地锚,地锚采用5T地锚,埋深不小于2.0m,绳套使用φ20拉线棒。

2.4.4.2.跨越网架设1个,宽度:12米。

2.4.4.3.承力绳收紧后使用至少3个绳卡固定。

2.4.5敷设封顶网

2.4.5.1.铁路两侧埋设地锚封网材料包括:1根Φ12尼龙绳为循环绳、2根Φ14迪尼玛绳为承力绳、Φ10网片。

2.4.6.2 封网:

2.4.6.2.1使用循环绳、承力绳地锚拉线棒连接,铁路上方收紧承力绳调整弧垂;

2.4.6.2.2网片安装在Φ14承力索上,使整个封顶装置到达铁路上方

2.4.6.2.3.在网片两侧承力绳上采用1根12迪尼玛绳作拉绳。

2.5.6.2.4 G22-G23跨越G22-G23铁路封网断面图

 

3 工程技术计算

3.1导线安装时在跨越处的风偏距离计算

式中:─线路导线在安装(架线)气象条件下(风速为10m/s)的单位长度风压,N/m

─跨越物至新建线路临近杆塔的水平距离,m

—跨越档档距,m

—新建线路导线水平张力,N

—新建线路跨越档两端铁塔悬垂绝缘子金具串或滑轮挂具长度,m

—新建线路导线的单位长度重量,N/m,导线单位重量9.22N/m

—风载体型系数,当d17mm时,k=1.2;当d17mm时,k=1.1本工程取1.1;

—导线直径,mm,本工程d=21.6mm

=0.0613×21.6×1.1=1.456

导线展放张力H按照9500N考虑。

21号-22号跨越10kV线导线风偏=1.456×(94×(230-84)/(2×9500)+2.5/9.22)=1.34m

22号-23号跨越铁路风偏=1.456×(93×(230-93)/(2×9500)+2.5/9.22)=1.37m

验算结果21号-22号跨越10kV线风偏距离1.34m新建线路22号-23号跨越铁路风偏距离为1.37m

3.2跨越网片宽度计算

式中:—新建线路导线在安装(架线气象条件下),在跨越点处的风偏距离,m

—绝缘绳网所遮护的同相(极)子导线间在横线路方向的最大水平距离,m

21号-22号:跨越架长度

22号-23号:网片宽度

验算结果21号-22号跨越10kV线跨越架长度为12m22号-23号跨越铁路封网装置宽度为12m

3.3跨越网长度计算

式中:网片长度,m

—被跨越物两边线间的水平距离,m

网片宽度,m

—新建线路与被跨越物的交叉角度。

—保护网长度。

验算结果G22-G23跨越铁路专线网片长度17m

3.4 跨越架受力计算

3.4.1 跨越架垂直荷载计算

 式中:

—跨越架的垂直荷载,N

—同时牵引的导线根数;

—牵引的导、地线的单位长度重量;N/m

—跨越架的跨距,m

21号-22号垂直荷载:

3.4.2 架面风压计算

跨越架风压按均布荷载计算,主要作用在立杆高度上,其计算公式为:

式中:—跨越架全架面风压,kN/

—填充系数;

—风压高度变化系数,

   z为风荷作用高度。

—风载体型系数;

—风振系数;

—线路设计最大风速,m/s

—风载面积,

验算结果

21号-22号跨越架风压:,其中拉线按照横向4m

跨越架设置设置4根拉线,对地夹角按45°考虑,水平方向等距离安装,在正常工况下:

21号-22号跨越架每根拉线承受的拉力为

3.4.3 跨越架拉线选择

根据事故状态下跨越架承载索的水平张力计算

事故动载状态每根承载索的水平张力,KN

—导线落网的最大冲击力,KN;

—跨越点处落网导线的重量,t

—导线分裂数,1

—单位长度导线自重,t;

—导线落网长度,m;

—G塔与跨越架形成的次端档距,m;

—跨越架与G+1塔形成的次端档距,m;

—跨越架在顺线路方向上的长度,m;

—拉梅系数,取1000KN·㎡;

导线落网前的自由高度,m;

计算导线落网长度

=3/8*(262-9)+9/sin85=104m

落网导线重量

W=104*9.22=958.04N=97.7kg=0.098t

21-22号事故动载状态水平张力

KN,则21-22号事故动载状态水平张力37.04/2=18.52KN,每侧跨越架设置4根拉线,对地夹角45°,水平方向平均距离安装,则单根拉线受力

Φ13钢丝绳破断拉力87.6kN,安全系数

,满足要求。

3.4.4 铁路封网张力计算

根据事故状态下跨越架承载索的水平张力计算

事故动载状态每根承载索的水平张力,KN

—导线落网的最大冲击力,KN

—跨越点处落网导线的重量,t

—导线分裂数,1

—单位长度导线自重,t

—导线落网长度,m

—G塔与封网装置形成的次端档距,m

—封网装置与G+1塔形成的次端档距,m

—跨越架在顺线路方向上的长度,m

—拉梅系数,取1000KN·

—导线落网前的自由高度,m

带入相关参数,可得:

导线落网长度=3/8*(230-17)+17/sin68=98.21m

落网导线重量

W=98.21*9.22=905.5N=92.4kg=0.092t

21-22号事故动载状态水平张力

KN,则22-23号事故动载状态水平张力46.22/2=23.11KN

选用Φ14迪尼玛绳破断拉152.2kN,安全系数

6,满足要求。

3.5 地锚选择

跨越处地表以黄土状粉土为主,土壤的计算容重最小值15.2kN/m3,计算抗拔角18°,地锚拉线与地面的夹角45°。

采用钢板地锚,地锚容许抗拔力校验:

其中

 

验算结果:跨越架正面采用荷载50kN地锚,尺寸0.8m×0.4m,采用Φ20拉线棒作为地锚连接绳套,地锚坑开口方向为与地平面成45°角。计算得:事故动载状态下每根拉线受力为KN,每个地锚连接2根拉线,则每个地锚承受的最大拉力13.096KN,使用50KN地锚满足要求。根据铁路封网张力计算结果可得事故动载情况下承载索承受的张力23.11KN,每根承载索一端连接一个50KN板地锚,则每个地锚承受的水平张力为23.11KN,满足要求。

 

4 结束语

本文通过描述110kV高压输电线路跨越地上或地下的障碍物,阐述其中的关键工序,并从技术上进行了分析验证,对高压线路工程的建设具有指导性,加强了线路工程建设技术的可靠性和安全性,促进了高压输电线路工程的建设高质量发展。

 

参考文献

[1] 高来先许,姜继双,,电网工程监理技术,中国电力出版社,2024.9.--ISBN978-7-5198-9244-9

[2] 于刚,梁政平,张鹏飞,交流110kV~750kV架空输电线路的设计国家标准-国家市场监督管理总局 CN-GB

 

作者简介:

吴少华湖北咸宁人本科工程师,从事输变电工程技术研究方向。

 


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