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[摘 要]煤矿采空区对输电线路的危害非常大，但也无法避免，我们只能认清采空区的危害，做好防范措施，达到线路的安全稳定运行。本文介绍了采空区对输电线路的运行带来的巨大危害，并从设计阶段、建设施工阶段以及运行维护阶段对线路的安全运行进行了分析，旨在为相关工作者提供借鉴和参考。
[关键词]采空区；输电线路；危害；杆塔倾斜；运行维护
中图分类号：U824 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0256-01
引言
在经济快速发展的推动下，对煤炭的需求量逐年递增，这就导致我国出现了大部分采空区，产生地面大面积下沉、凹陷甚至坍塌的现象。并且采空区面积也在逐年递增，不断延伸，致使矿区的杆塔、高压输电铁塔等发生倾斜。输电线路作为配电行业的基础，其能否安全平稳地工作，与人们的生产生活息息相关。因此，加大对采空区输电线路运行维护的研究具有十分重要的现实意义。
1 采空区给输电线路带来的危害
1.1 杆塔倾斜
采空区的地面凹陷、下沉及坍塌都会带来其地面的杆塔倾斜。杆塔的绝缘子串以及地线悬垂线夹的偏移，都是杆塔倾斜后，带来的最直接现象。一般轻微的杆塔倾斜不会对导线造成大方面的危害，这是因为导线的绝缘子串可以对一部分的不平衡张力通过自身的一定长度来进行调节，并且由于其位置在杆塔头部的下方，所以其偏移量会小于杆塔。但是由于架空地线的位置在杆塔的顶部，因此其偏移量与杆塔几乎相同，加上其自动调节范围微小，导致其受力最大，对于发生严重的倾斜时，会拉断架空地线或者是地线的横担（如下图所示），危害严重。
1.2 杆塔移位
由于采空区的地基塌陷，致使地表出现倾斜的同时，还会使得杆塔出现水平位移的现象，此现象的出现也会在一定程度上导致绝缘子串和架空地线自身的悬垂线夹出现偏移，造成与杆塔倾斜相同的后果。
1.3 杆塔的构件发生变形和撕裂
当采空区的地基发生塌陷时，会引起地表各点的位移，且其位移各不相同，杆塔基础之间的位移和下沉量也是各不相同，这就导致了基础根基的变化和杆塔构件间的应力发生改变，当其变形量超过弹性变形的范围后，杆塔构件就会发生撕裂，甚至出现断裂现象。
1.4 水淹基础和导地线间距的变化
地表的下沉当遇到地下的潜水位高且下沉量较大时，会导致杆塔的基础被浸泡，出现水淹基础的现象；在杆塔倾斜或者出现位移时，都会使其地线所受的张力不再平衡，反应最为明显的是架空地线，会导致杆塔的一侧架空地线的弧垂度减小，而另一侧增大。弧垂减小的一侧，其导地线间的距离会增大，另一侧则减小，在其缩小到一定程度时，就会带来风力影响下的地线短路跳闸现象。
2 在采空区的输电线路进行不同阶段的治理
2.1 在規划设计阶段的治理
规划设计阶段最好的治理就是避开采空区，但是很多情况下是无法避开采空区的，此时可参考表1进行处理。
2.2 在建设施工阶段的治理
为了确保在施工阶段，采空区输电线路的顺利建设，要做到以下几点：第一，采用大板基础和加长地脚螺栓，地脚螺栓以加长400mm为宜，为方便调整可在施工阶段提前加装100～200mm厚的钢板；第二，杆塔基础的地脚螺栓施工时，严禁破坏螺栓丝扣，地脚螺栓保护帽浇注前应采取保护措施；第三，保护帽混凝土等级严格按设计要求选用，一般为C10，不得采用高标号混凝土，以方便打开保护帽调整；第四，悬垂线夹不得采用预绞丝式，由于活跃期绝缘子串倾斜调整工作频繁，预绞丝式悬垂线夹调整工作量大且不方便带电作业，以普通线夹为宜；第五，在施工中如发现采空区变化加剧，地质变化情况与设计情况不符时，施工部门应立即通知设计及运行维护部门，及时对塔位进行调整；第六，导地线弧垂应严格按设计要求施工。
2.3 在运行维护阶段的处理
2.3.1 确保其顺利安全运行的措施
第一，建立健全输电线路采空区运行维护台帐，制定采空区运行管理维护规定，做好采空区数据的收集和整理工作；第二，调查了解清楚地质情况，做到地上杆塔与地下资源相对应；第三，加强巡视与测量，发现采空区杆塔倾斜的刚开始阶段应加强巡视测量，测量周期在开始至3个月以内，每周测量两次，变化特别频繁时每天测量一次（倾斜度变化大于0.05%/d）；测量周期在3个月至6个月以内，每周测量1次；测量周期在6个月以上结合在线监测数据每月测量1次；第四，加大护线宣传力度和护线工作，充分利用群众护线组织，对采空区杆塔及周边地表变化情况进行监控；第五，保证基础回填土满足基础极限抗拔力要求，并及时回填基础裂缝，防止雨水侵入，加速地基变形；第六，建立采空区杆塔受力分析模型，包含荷载应力与非荷载应力的组合，对采空区杆塔的受力情况进行实时分析与监控，确保采空区杆塔的受力在正常运行范围内（承载能力和正常运行的极限状态）。
2.3.2 加大对采空区输电线路的维护与保养
采空区杆塔发生倾斜后，首先是释放导地线张力，尤其是地线张力，避免导地线张力过大引起倒杆断线发生，调整方法与常规检修方法相同。为了确保采空区输电线路的安全运行，要对其进行维护与保养，除一般的线路管理方法之外，还要做好以下几方面的要求：第一，采空沉陷区内输电线路应按照特殊区域要求进行管理，根据塌陷速度，确定巡视观测周期。尤其处于塌陷初期及雨后应及时安排特巡和观测，备足校正铁塔需要的不同规格型号的钢板条；第二，处于采空区的线路，要请示政府煤炭管理部门协调矿藏开采企业签订协议，定期对接互通信息，至少提前一个月告知供电部门地质塌陷情况；第三，对于预测下沉超过200mm的杆塔，每年至少测量一次导线对地距离和交叉跨越；第四，采空沉陷区线路要建立地表变形档案，每次巡视后要填写地表变形情况，处于预测采空区比较严重的地区，应设参照点跟踪测量地表变化。
3 结束语
总之，输电线路是我国电力能源输送的命脉，必须要保证其运输的稳定性以及安全性。采空区的杆塔对输电线路有直接影响，要保证采空区输电线路的安全运行就要保证杆塔的安全，因此，要结合我国的先进科学技术，对其进行综合的处理，相信，我国的采空区输电线路运行将迎来更好的明天。
参考文献
[1] 宰红斌，赵晋芳.采空区输电线路的运行维护与处治技术研究[J].山西电力，2012，（01）：12-15.
[2] 王文文.神东矿区采空区域输电线路管理办法与技术研究[J].科技与企业，2014，（19）：119-120.
[3] 王正波，张涛.采空区输电线路铁塔倾斜防治技术探讨与研究[J].电子世界，2014，（17）：94-95.
[关键词]采空区；输电线路；危害；杆塔倾斜；运行维护
中图分类号：U824 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0256-01
引言
在经济快速发展的推动下，对煤炭的需求量逐年递增，这就导致我国出现了大部分采空区，产生地面大面积下沉、凹陷甚至坍塌的现象。并且采空区面积也在逐年递增，不断延伸，致使矿区的杆塔、高压输电铁塔等发生倾斜。输电线路作为配电行业的基础，其能否安全平稳地工作，与人们的生产生活息息相关。因此，加大对采空区输电线路运行维护的研究具有十分重要的现实意义。
1 采空区给输电线路带来的危害
1.1 杆塔倾斜
采空区的地面凹陷、下沉及坍塌都会带来其地面的杆塔倾斜。杆塔的绝缘子串以及地线悬垂线夹的偏移，都是杆塔倾斜后，带来的最直接现象。一般轻微的杆塔倾斜不会对导线造成大方面的危害，这是因为导线的绝缘子串可以对一部分的不平衡张力通过自身的一定长度来进行调节，并且由于其位置在杆塔头部的下方，所以其偏移量会小于杆塔。但是由于架空地线的位置在杆塔的顶部，因此其偏移量与杆塔几乎相同，加上其自动调节范围微小，导致其受力最大，对于发生严重的倾斜时，会拉断架空地线或者是地线的横担（如下图所示），危害严重。
1.2 杆塔移位
由于采空区的地基塌陷，致使地表出现倾斜的同时，还会使得杆塔出现水平位移的现象，此现象的出现也会在一定程度上导致绝缘子串和架空地线自身的悬垂线夹出现偏移，造成与杆塔倾斜相同的后果。
1.3 杆塔的构件发生变形和撕裂
当采空区的地基发生塌陷时，会引起地表各点的位移，且其位移各不相同，杆塔基础之间的位移和下沉量也是各不相同，这就导致了基础根基的变化和杆塔构件间的应力发生改变，当其变形量超过弹性变形的范围后，杆塔构件就会发生撕裂，甚至出现断裂现象。
1.4 水淹基础和导地线间距的变化
地表的下沉当遇到地下的潜水位高且下沉量较大时，会导致杆塔的基础被浸泡，出现水淹基础的现象；在杆塔倾斜或者出现位移时，都会使其地线所受的张力不再平衡，反应最为明显的是架空地线，会导致杆塔的一侧架空地线的弧垂度减小，而另一侧增大。弧垂减小的一侧，其导地线间的距离会增大，另一侧则减小，在其缩小到一定程度时，就会带来风力影响下的地线短路跳闸现象。
2 在采空区的输电线路进行不同阶段的治理
2.1 在規划设计阶段的治理
规划设计阶段最好的治理就是避开采空区，但是很多情况下是无法避开采空区的，此时可参考表1进行处理。
2.2 在建设施工阶段的治理
为了确保在施工阶段，采空区输电线路的顺利建设，要做到以下几点：第一，采用大板基础和加长地脚螺栓，地脚螺栓以加长400mm为宜，为方便调整可在施工阶段提前加装100～200mm厚的钢板；第二，杆塔基础的地脚螺栓施工时，严禁破坏螺栓丝扣，地脚螺栓保护帽浇注前应采取保护措施；第三，保护帽混凝土等级严格按设计要求选用，一般为C10，不得采用高标号混凝土，以方便打开保护帽调整；第四，悬垂线夹不得采用预绞丝式，由于活跃期绝缘子串倾斜调整工作频繁，预绞丝式悬垂线夹调整工作量大且不方便带电作业，以普通线夹为宜；第五，在施工中如发现采空区变化加剧，地质变化情况与设计情况不符时，施工部门应立即通知设计及运行维护部门，及时对塔位进行调整；第六，导地线弧垂应严格按设计要求施工。
2.3 在运行维护阶段的处理
2.3.1 确保其顺利安全运行的措施
第一，建立健全输电线路采空区运行维护台帐，制定采空区运行管理维护规定，做好采空区数据的收集和整理工作；第二，调查了解清楚地质情况，做到地上杆塔与地下资源相对应；第三，加强巡视与测量，发现采空区杆塔倾斜的刚开始阶段应加强巡视测量，测量周期在开始至3个月以内，每周测量两次，变化特别频繁时每天测量一次（倾斜度变化大于0.05%/d）；测量周期在3个月至6个月以内，每周测量1次；测量周期在6个月以上结合在线监测数据每月测量1次；第四，加大护线宣传力度和护线工作，充分利用群众护线组织，对采空区杆塔及周边地表变化情况进行监控；第五，保证基础回填土满足基础极限抗拔力要求，并及时回填基础裂缝，防止雨水侵入，加速地基变形；第六，建立采空区杆塔受力分析模型，包含荷载应力与非荷载应力的组合，对采空区杆塔的受力情况进行实时分析与监控，确保采空区杆塔的受力在正常运行范围内（承载能力和正常运行的极限状态）。
2.3.2 加大对采空区输电线路的维护与保养
采空区杆塔发生倾斜后，首先是释放导地线张力，尤其是地线张力，避免导地线张力过大引起倒杆断线发生，调整方法与常规检修方法相同。为了确保采空区输电线路的安全运行，要对其进行维护与保养，除一般的线路管理方法之外，还要做好以下几方面的要求：第一，采空沉陷区内输电线路应按照特殊区域要求进行管理，根据塌陷速度，确定巡视观测周期。尤其处于塌陷初期及雨后应及时安排特巡和观测，备足校正铁塔需要的不同规格型号的钢板条；第二，处于采空区的线路，要请示政府煤炭管理部门协调矿藏开采企业签订协议，定期对接互通信息，至少提前一个月告知供电部门地质塌陷情况；第三，对于预测下沉超过200mm的杆塔，每年至少测量一次导线对地距离和交叉跨越；第四，采空沉陷区线路要建立地表变形档案，每次巡视后要填写地表变形情况，处于预测采空区比较严重的地区，应设参照点跟踪测量地表变化。
3 结束语
总之，输电线路是我国电力能源输送的命脉，必须要保证其运输的稳定性以及安全性。采空区的杆塔对输电线路有直接影响，要保证采空区输电线路的安全运行就要保证杆塔的安全，因此，要结合我国的先进科学技术，对其进行综合的处理，相信，我国的采空区输电线路运行将迎来更好的明天。
参考文献
[1] 宰红斌，赵晋芳.采空区输电线路的运行维护与处治技术研究[J].山西电力，2012，（01）：12-15.
[2] 王文文.神东矿区采空区域输电线路管理办法与技术研究[J].科技与企业，2014，（19）：119-120.
[3] 王正波，张涛.采空区输电线路铁塔倾斜防治技术探讨与研究[J].电子世界，2014，（17）：94-95.