论文部分内容阅读
摘要：输电线路设计中路径角度選择是一项兼具经济性与技术性的工作，对于输电线路建设工艺规划、技术经济指标、维护策略制定均具有决定性的影响。因此，文章以某输电线路设计项目为例，阐述了关于输电线路路径角度选择的一些看法。
关键词：输电线路;路径角度;海拉瓦技术
前言：在我国社会对能源需求量急剧增长进程中，作为国家主要能源产业的电力工业也迎来了高速发展期。而输电线路是电力工业体系必要的组成部分，更是电力工业的主动脉，其整体质量与电力资源输送可靠性直接相关。此时，从线路路径角度选择入手，分析输电线路设计相关方案就非常必要。
一、输电线路设计项目概述
某新建输电线路工程为双电源线路，具有一条路径长度为14.5km的备选线路，线路回路数为单回，地线及导线型号分别为GJ-35、LGJ-185，建设场地均为平原，污染区等级为IV级，基准风速为每秒26.0m，覆冰厚度为9.8mm。该项目输电线路交通运输不通畅，基础造价较高。
二、关于输电线路设计中路径角度选择的相关方案
1、目标规划
路径角度选择是整个输电线路设计的核心内容，需要设计人员确定线路从开始节点到结束节点的输电线路路径[1]。同时由于输电线路经常会穿越若干个区域、省市，与外部环境的关系较为复杂，需要设计人员在可行性分析的基础上，全面收集相关资料，进行备选方案的确定，尽可能降低线路投资、保障线路安全、缩短路径长度。
2、选线
因输电电路沿线为冲积平原，周边地层为粉质黏土、第四系全新统冲洪积粉土、淤泥质粉质黏土、沙土等，可以设定两套路径方案。
其一为由A110kV变电站35kV架构出线至B35kV变电站35kV架构55号杆T接点，全长13.8km，线路长5.93km。由埋地电缆出线115m后穿越树林、果园各两次，绕10kV线路一次。整条线路均为单回路线，架空接地线为1265m，地埋电缆175m，需新建铁塔12基、修15m杆8基、新立钢杆4基、修21m杆和18m杆各8基。
其二为C110kV变电站35kV架构出线至B35kV变电站35kV架构55号杆T接点，全长14.9km，线路长6.82km。线路出线后利用城关与垒头线路穿过A地到达B地变电站T接后继续朝南，跨越河堤、淀区后与另一变电站连接。整条线路均为单回路线，架空接地线1352m，地埋电缆152m，需新建铁塔9基、修15m杆6基、新立钢杆5基、修21m杆和18m杆各9基。
综合分析杆塔基数、施工维护难度、线路长度、线路跨越区基础处理成本等因素，可以得出方案一线路长度短于线路二，杆塔基数大于线路二，施工维护难度小于方案二，沿线跨越区基础处理经济成本高于线路二。基于路径角度少、长度短要求，可以选择方案一。
3、路径角度选择
在输电线路与建筑物管道、设备交叉接近的情况下，需要设计人员从安全性规程入手，规避小环境地带，并构建转角走向，以便保证后续操作正常开展。在案例输电线路设计项目转角点设计时，应以耐张段长度为考虑目标，尽可能让输电线路分布在平缓或小坡度地带，避免使用直线杆塔。整体工程包含若干个大转角、若干个小转角，所遇到的滑坡、险滩等风险因素也较多。此时，设计人员就可以采用海拉瓦技术，配合卫星图像+航空摄影，完成复杂山区地段平断面图绘制，为路径角度优化选择奠基。海拉瓦技术是源于美国海拉瓦系统的技术，也是一套高度智能化的数字沙盘，其可以借助全球定位系统、卫星、飞机与高精度扫描仪、计算机信息处理系统，将捕获的影像资料转变为正射影像图，为三维立体模型构建提供依据[2]。在基于海拉瓦技术的输电线路路径角度选择过程中，设计人员可以事先收集彩色7波段8景美国陆地资源卫星TM数据与黑白28景法国资源卫星SPOT数据，其景范围分别为180.0kmx180.0km、60.0kmx60.0km，分辨率分别为28.0m、10.0m。进而在1/5000地形图上，进行52条航带设计，设定航空摄影主距为152.2301mm，摄影比例尺为1/10000，像幅为23.0cmx23.0cm。在这个基础上，在勘测人员的配合下，将2.0kmx2.0km格网附加在收集的卫片上，标注沿线主要设施，并进行图像增强、地理编码、精度纠正处理，获得1/50000卫星影像，完成卫片选线。
三、关于输电线路设计中路径角度选择的校验
一般输电线路转角度数应在转角杆塔设计的转角度数以下，若输电线路转角度数超过转角杆塔设计的转角度数，则应进行杆塔型式的调整，或者转角杆塔强度的校验。比如，对于部分处于较低位置、垂直档距处于较小水平的杆塔，在风吹动导线时悬垂串摇摆处于较大的幅度，一旦摇摆幅度超出杆塔所允许的摇摆角，就会导致带电体、杆塔杆件安全间隙小于标准要求。此时，需要在路径角度确定的基础上，根据带电体、杆塔杆件安全间隙要求，利用作图法校验。若校验后确定两者间隙小于标准要求，则需要更换摇摆角度更大的杆塔，或者降低导线设计应力，抑或利用双联悬垂串取代单联悬垂串;而在高处杆塔垂直档距处于较大的水平时，极易致使避雷线悬垂角在线夹允许的悬垂角以上，即大于22.0°，进而引发线夹出口位置避雷线、导线静弯曲损伤[3]。此时，需要利用定位时的曲线寻找杆塔两侧导线路径中悬垂角度，进行悬垂角校验。在校验后数值仍然超出22.0°时，需要通过调整杆高、杆位或者利用双悬垂线夹的方式，降低悬垂角度。
总结：
综上所述，作为输电线路工程设计最核心环节的线路路径角度优选不仅可保障整个电力系统运行安全可靠，而且可以降低工程成本、缩短建设周期。因此，设计人员应依据输电线路路径角度选择相关理论，结合输电线路设计项目实际情况，对新建线路路径角度进行优选，保证输电线路路径角度科学恰当，为输电线路功能的充分发挥提供依据。
参考文献：
[1]周程，郑建勇，韩文军，缪惠宇，石天，张苏.计及地理环境因素的输电通道路径优化与扩展研究[J].电测与仪表，2020，57（14）：13-18.
[2]李蕾.不同影像处理系统的空三数据处理比较研究[J].测绘与空间地理信息，2020，43（02）：60-62.
[3]欧思源.已建输电线路的防风偏闪络性能改造方案分析[J].通信电源技术，2020，37（06）：257-258.
关键词：输电线路;路径角度;海拉瓦技术
前言：在我国社会对能源需求量急剧增长进程中，作为国家主要能源产业的电力工业也迎来了高速发展期。而输电线路是电力工业体系必要的组成部分，更是电力工业的主动脉，其整体质量与电力资源输送可靠性直接相关。此时，从线路路径角度选择入手，分析输电线路设计相关方案就非常必要。
一、输电线路设计项目概述
某新建输电线路工程为双电源线路，具有一条路径长度为14.5km的备选线路，线路回路数为单回，地线及导线型号分别为GJ-35、LGJ-185，建设场地均为平原，污染区等级为IV级，基准风速为每秒26.0m，覆冰厚度为9.8mm。该项目输电线路交通运输不通畅，基础造价较高。
二、关于输电线路设计中路径角度选择的相关方案
1、目标规划
路径角度选择是整个输电线路设计的核心内容，需要设计人员确定线路从开始节点到结束节点的输电线路路径[1]。同时由于输电线路经常会穿越若干个区域、省市，与外部环境的关系较为复杂，需要设计人员在可行性分析的基础上，全面收集相关资料，进行备选方案的确定，尽可能降低线路投资、保障线路安全、缩短路径长度。
2、选线
因输电电路沿线为冲积平原，周边地层为粉质黏土、第四系全新统冲洪积粉土、淤泥质粉质黏土、沙土等，可以设定两套路径方案。
其一为由A110kV变电站35kV架构出线至B35kV变电站35kV架构55号杆T接点，全长13.8km，线路长5.93km。由埋地电缆出线115m后穿越树林、果园各两次，绕10kV线路一次。整条线路均为单回路线，架空接地线为1265m，地埋电缆175m，需新建铁塔12基、修15m杆8基、新立钢杆4基、修21m杆和18m杆各8基。
其二为C110kV变电站35kV架构出线至B35kV变电站35kV架构55号杆T接点，全长14.9km，线路长6.82km。线路出线后利用城关与垒头线路穿过A地到达B地变电站T接后继续朝南，跨越河堤、淀区后与另一变电站连接。整条线路均为单回路线，架空接地线1352m，地埋电缆152m，需新建铁塔9基、修15m杆6基、新立钢杆5基、修21m杆和18m杆各9基。
综合分析杆塔基数、施工维护难度、线路长度、线路跨越区基础处理成本等因素，可以得出方案一线路长度短于线路二，杆塔基数大于线路二，施工维护难度小于方案二，沿线跨越区基础处理经济成本高于线路二。基于路径角度少、长度短要求，可以选择方案一。
3、路径角度选择
在输电线路与建筑物管道、设备交叉接近的情况下，需要设计人员从安全性规程入手，规避小环境地带，并构建转角走向，以便保证后续操作正常开展。在案例输电线路设计项目转角点设计时，应以耐张段长度为考虑目标，尽可能让输电线路分布在平缓或小坡度地带，避免使用直线杆塔。整体工程包含若干个大转角、若干个小转角，所遇到的滑坡、险滩等风险因素也较多。此时，设计人员就可以采用海拉瓦技术，配合卫星图像+航空摄影，完成复杂山区地段平断面图绘制，为路径角度优化选择奠基。海拉瓦技术是源于美国海拉瓦系统的技术，也是一套高度智能化的数字沙盘，其可以借助全球定位系统、卫星、飞机与高精度扫描仪、计算机信息处理系统，将捕获的影像资料转变为正射影像图，为三维立体模型构建提供依据[2]。在基于海拉瓦技术的输电线路路径角度选择过程中，设计人员可以事先收集彩色7波段8景美国陆地资源卫星TM数据与黑白28景法国资源卫星SPOT数据，其景范围分别为180.0kmx180.0km、60.0kmx60.0km，分辨率分别为28.0m、10.0m。进而在1/5000地形图上，进行52条航带设计，设定航空摄影主距为152.2301mm，摄影比例尺为1/10000，像幅为23.0cmx23.0cm。在这个基础上，在勘测人员的配合下，将2.0kmx2.0km格网附加在收集的卫片上，标注沿线主要设施，并进行图像增强、地理编码、精度纠正处理，获得1/50000卫星影像，完成卫片选线。
三、关于输电线路设计中路径角度选择的校验
一般输电线路转角度数应在转角杆塔设计的转角度数以下，若输电线路转角度数超过转角杆塔设计的转角度数，则应进行杆塔型式的调整，或者转角杆塔强度的校验。比如，对于部分处于较低位置、垂直档距处于较小水平的杆塔，在风吹动导线时悬垂串摇摆处于较大的幅度，一旦摇摆幅度超出杆塔所允许的摇摆角，就会导致带电体、杆塔杆件安全间隙小于标准要求。此时，需要在路径角度确定的基础上，根据带电体、杆塔杆件安全间隙要求，利用作图法校验。若校验后确定两者间隙小于标准要求，则需要更换摇摆角度更大的杆塔，或者降低导线设计应力，抑或利用双联悬垂串取代单联悬垂串;而在高处杆塔垂直档距处于较大的水平时，极易致使避雷线悬垂角在线夹允许的悬垂角以上，即大于22.0°，进而引发线夹出口位置避雷线、导线静弯曲损伤[3]。此时，需要利用定位时的曲线寻找杆塔两侧导线路径中悬垂角度，进行悬垂角校验。在校验后数值仍然超出22.0°时，需要通过调整杆高、杆位或者利用双悬垂线夹的方式，降低悬垂角度。
总结：
综上所述，作为输电线路工程设计最核心环节的线路路径角度优选不仅可保障整个电力系统运行安全可靠，而且可以降低工程成本、缩短建设周期。因此，设计人员应依据输电线路路径角度选择相关理论，结合输电线路设计项目实际情况，对新建线路路径角度进行优选，保证输电线路路径角度科学恰当，为输电线路功能的充分发挥提供依据。
参考文献：
[1]周程，郑建勇，韩文军，缪惠宇，石天，张苏.计及地理环境因素的输电通道路径优化与扩展研究[J].电测与仪表，2020，57（14）：13-18.
[2]李蕾.不同影像处理系统的空三数据处理比较研究[J].测绘与空间地理信息，2020，43（02）：60-62.
[3]欧思源.已建输电线路的防风偏闪络性能改造方案分析[J].通信电源技术，2020，37（06）：257-258.