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对于偏远地区、山区以及其他地形复杂的区域,由于其用电需求的特殊性,以及供电线路架设的复杂程度,导致10kV以下的电力线路得到广泛应用。然而,在实际设计与安装施工中,线路的架设仍是面临诸多问题。并且在不同的地形条件、气候条件、温差因素下,10kV及以下电力线路设计也有着不同的设计方式。所以对线路设计所面临的各种问题进行分析,并找到对应的解决方法,对于促进电力传输发展规模以及推动社会经济发展具有十分重要的意义。
一、电力线路设计的重要性分析
(一)实现电力覆盖
由于我国经济发展速度在地域上呈现不平衡态势。因而电力供应建设,在各地区之间也随之出现失衡情况。这种失衡,从当前东部沿海地区与西部地区之间电力建设规模的对比即可看出。而电力传输线路的架设,在很大程度上还受到地形条件的限制。因此导致山区与平原之间,电力供应规模差距较大。而针对上述情况,如果对山区以及偏远地区采用大功率供电,在传输过程中将会造成较大的电能浪费。所以10kV以下的小功率线路,因为其架设容易,功率小的特点,致使其应用价值较高,并且可以在山区以及偏远地区架设,满足电力全网覆盖的需求。
(二)满足经济发展
由于地域原因,导致电力建设程度不够,而又因为电力建设规模的落后,限制了经济发展水平。如此恶性循环,对当地居民的生活质量造成了较大影响。而10kV及以下电力线路,可以满足各种地形环境的条件限制,为当地居民提供电力能源保障,从而拉动经济建设水平。
二、电力线路设计所面临的问题
(一)自然环境影响
10kV及以下电力线路的设计,在很大程度上会受到自然环境因素的影响。风速常年较高的地域,供电线路被风刮断的概率较大。而温差较大也会使得电缆线的使用寿命降低,增加线路维护与更换的成本。气候因素会影响供电线路的张力,从而增大电力传输过程中的损耗程度。而在冬季,南方部分地区降雨、降雪后,在线路上形成冰挂覆盖,如果覆盖的冰过多,增加线路自重,则会引起大面积的线路塌毁。
(二)地形因素影响
不同地质条件以及不同的地形条件,对10kV及以下电力线路的设计具有较大影响。而我国地形大致可以分为平原、丘陵、山区以及沼泽等几个方面。而根据地质不同,又可以分为泥水坑类与岩石地、松砂石地形以及普通土地。针对不同的地形与地质条件,需要不同的设计施工方法。
(三)线路架设问题
考虑到线路架设对过往行人与车辆的通行是否会造成影响,以及风速对线路的影响。所以10kV及以下线路的离地距离应不低于5m,使得大型车辆经过不受线路架设的干扰。
(四)传输损耗问题
电力传输中,不可避免的会出现传输损耗问题。特别是针对边远地区以及山区的电力传输,由于其传输距离较远,所以损耗相对较多。
(五)避雷防震设置
在对电力传输产生危害的诸多因素中,破坏最为严重的莫过于雷击损害。并且,10kV及以下电力线路通常不设置接地,所以一旦雷击事故发生,对于缺少避雷措施的线路来说,将面临极为严重的后果。
三、电力线路设计方法解析
(一)线路路径设计
为了保障用电安全,节约拆迁成本,所以10kV及以下电力线路的路径选择需要避开民居房屋、树林以及其他易燃位置。并结合当地地形条件,以及年均风速,对线路截面尺寸进行选择,防止大风天气将线路刮断,造成大规模停电现象并承担维修费用。
(二)电缆线径设计
由于10kV及以下电力线路,其功率的承担要求不高,所以对于线径的标准,更多需要结合当地气候、温差、风速等因素进行选择。相对于高功率电力线路来说,10kV及以下线路可以采用价格较为低廉,而质量合格的电缆线。有效的节约线路成本,将资金投入到扩大电力供应规模中去,提高传输效率,拉动经济增长。
(三)电杆架设设计
考虑当地地质情况,并结合地质特点与环境因素来对电杆材质,以及埋入方法进行选择。10kV及以下电力线路常用的埋入方法,主要是直埋式,这种埋入方式不用设置地基,只需通过卡盘以及底盘将电杆固定。
对于风速较大,或者地质不稳固区域设置电杆时,可以在直埋式基础上,进行加固。或者采用现浇筑式方法。
(四)导线损耗设计
对于偏远地区的电力供应,要确定合理的供电半径。并且从整体上优化供电电网的结构。消除迂回供电现象,以及近电远供情况。10kV及以下的电力线路,其供电范围应保持在15km之内。并对电缆线的截面尺寸进行合理选择。然而调整截面尺寸意味着加大投入成本,所以需要对具体情况进行具体分析,综合考虑利弊然后进行取舍。
当前解决传输损耗的最有效方法是配备变压设备。通过配电系统,降低电能损耗,从而减少供电线损。变压器尽量选择节能型,如非晶合金变压器等。对于73/64系列的变压器,因为其具有高能耗特点,所以坚决予以淘汰。
(五)避雷防震设计
对10kV及以下线路设计,不可以因为其功率不高而对防雷问题有所忽略。在实际安装中,电缆线路与架空线路相连接的位置,需要安装避雷器,并保证避雷器与接地装置之间的连接可靠,使得接地电阻在10Ω以内。接地体主要使用水平敷设方式,辅之以垂直敷设。接地体材质一般选用镀锌钢材料。
总结
我国的电力建设已经取得可观的成效,电网覆盖程度也正在逐步完善中。虽然当前在线路设计中仍然面临着诸多问题与不足,但从整体来看,其成果较为明显。而对于一些供电落后的地区,使用10kV及以下电力线路进行供电,可以快速增加其供电水平,促进经济发展。本文通过对线路设计的诸多问题进行分析,并探讨解决方法,从而为电力设计相关工作提供借鉴。
(作者单位:国网福建永定供电公司)
一、电力线路设计的重要性分析
(一)实现电力覆盖
由于我国经济发展速度在地域上呈现不平衡态势。因而电力供应建设,在各地区之间也随之出现失衡情况。这种失衡,从当前东部沿海地区与西部地区之间电力建设规模的对比即可看出。而电力传输线路的架设,在很大程度上还受到地形条件的限制。因此导致山区与平原之间,电力供应规模差距较大。而针对上述情况,如果对山区以及偏远地区采用大功率供电,在传输过程中将会造成较大的电能浪费。所以10kV以下的小功率线路,因为其架设容易,功率小的特点,致使其应用价值较高,并且可以在山区以及偏远地区架设,满足电力全网覆盖的需求。
(二)满足经济发展
由于地域原因,导致电力建设程度不够,而又因为电力建设规模的落后,限制了经济发展水平。如此恶性循环,对当地居民的生活质量造成了较大影响。而10kV及以下电力线路,可以满足各种地形环境的条件限制,为当地居民提供电力能源保障,从而拉动经济建设水平。
二、电力线路设计所面临的问题
(一)自然环境影响
10kV及以下电力线路的设计,在很大程度上会受到自然环境因素的影响。风速常年较高的地域,供电线路被风刮断的概率较大。而温差较大也会使得电缆线的使用寿命降低,增加线路维护与更换的成本。气候因素会影响供电线路的张力,从而增大电力传输过程中的损耗程度。而在冬季,南方部分地区降雨、降雪后,在线路上形成冰挂覆盖,如果覆盖的冰过多,增加线路自重,则会引起大面积的线路塌毁。
(二)地形因素影响
不同地质条件以及不同的地形条件,对10kV及以下电力线路的设计具有较大影响。而我国地形大致可以分为平原、丘陵、山区以及沼泽等几个方面。而根据地质不同,又可以分为泥水坑类与岩石地、松砂石地形以及普通土地。针对不同的地形与地质条件,需要不同的设计施工方法。
(三)线路架设问题
考虑到线路架设对过往行人与车辆的通行是否会造成影响,以及风速对线路的影响。所以10kV及以下线路的离地距离应不低于5m,使得大型车辆经过不受线路架设的干扰。
(四)传输损耗问题
电力传输中,不可避免的会出现传输损耗问题。特别是针对边远地区以及山区的电力传输,由于其传输距离较远,所以损耗相对较多。
(五)避雷防震设置
在对电力传输产生危害的诸多因素中,破坏最为严重的莫过于雷击损害。并且,10kV及以下电力线路通常不设置接地,所以一旦雷击事故发生,对于缺少避雷措施的线路来说,将面临极为严重的后果。
三、电力线路设计方法解析
(一)线路路径设计
为了保障用电安全,节约拆迁成本,所以10kV及以下电力线路的路径选择需要避开民居房屋、树林以及其他易燃位置。并结合当地地形条件,以及年均风速,对线路截面尺寸进行选择,防止大风天气将线路刮断,造成大规模停电现象并承担维修费用。
(二)电缆线径设计
由于10kV及以下电力线路,其功率的承担要求不高,所以对于线径的标准,更多需要结合当地气候、温差、风速等因素进行选择。相对于高功率电力线路来说,10kV及以下线路可以采用价格较为低廉,而质量合格的电缆线。有效的节约线路成本,将资金投入到扩大电力供应规模中去,提高传输效率,拉动经济增长。
(三)电杆架设设计
考虑当地地质情况,并结合地质特点与环境因素来对电杆材质,以及埋入方法进行选择。10kV及以下电力线路常用的埋入方法,主要是直埋式,这种埋入方式不用设置地基,只需通过卡盘以及底盘将电杆固定。
对于风速较大,或者地质不稳固区域设置电杆时,可以在直埋式基础上,进行加固。或者采用现浇筑式方法。
(四)导线损耗设计
对于偏远地区的电力供应,要确定合理的供电半径。并且从整体上优化供电电网的结构。消除迂回供电现象,以及近电远供情况。10kV及以下的电力线路,其供电范围应保持在15km之内。并对电缆线的截面尺寸进行合理选择。然而调整截面尺寸意味着加大投入成本,所以需要对具体情况进行具体分析,综合考虑利弊然后进行取舍。
当前解决传输损耗的最有效方法是配备变压设备。通过配电系统,降低电能损耗,从而减少供电线损。变压器尽量选择节能型,如非晶合金变压器等。对于73/64系列的变压器,因为其具有高能耗特点,所以坚决予以淘汰。
(五)避雷防震设计
对10kV及以下线路设计,不可以因为其功率不高而对防雷问题有所忽略。在实际安装中,电缆线路与架空线路相连接的位置,需要安装避雷器,并保证避雷器与接地装置之间的连接可靠,使得接地电阻在10Ω以内。接地体主要使用水平敷设方式,辅之以垂直敷设。接地体材质一般选用镀锌钢材料。
总结
我国的电力建设已经取得可观的成效,电网覆盖程度也正在逐步完善中。虽然当前在线路设计中仍然面临着诸多问题与不足,但从整体来看,其成果较为明显。而对于一些供电落后的地区,使用10kV及以下电力线路进行供电,可以快速增加其供电水平,促进经济发展。本文通过对线路设计的诸多问题进行分析,并探讨解决方法,从而为电力设计相关工作提供借鉴。
(作者单位:国网福建永定供电公司)