论文部分内容阅读
[摘要] 10kV架空线路的档距直接决定工程技术经济方案的合理性。根据10kV架空线路施工监理经验，总结出限制架空线路档距大小的四条关键因素，分析了城区和山区(或城郊)架空线路档距选择的一般规律，论述了经济档距的选择方法和特殊跨越时允许档距的选择方法。
[关健词] 10kV架空线路档距选择方法
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
档距是指相邻两基电杆之间的水平直线距离。10kV架空线路的档距应根据线路通过地区的气象条件、杆塔使用条件、导线排列型式和地形特点来选择。高压配电线路在城市地区通常选择40～50m，在城郊及地区通常选择60～100m，特殊跨越河流或线路经过丘陵山地档距可达100～200m。档距选择是否恰当，对于线路建设投资、供电的可靠性以及维修的方便性等影响很大。本文从以下四个方面谈谈10kV架空线路档距的选择方法。
1 气象条件是线路档距选择的基础
作用在架空线路上的机械荷载是随着气象情况的不断变化而变换的。架空线的机械荷载不仅影响其本身的长度、弧垂和张拉应力，而且又决定杆塔和杆塔基础的受力及带电部分与各方面的安全距离。这些因素都与架空线路档距确定有密切关系。设计用气象条件一般有九种，即最高气温、最低气温、年平均气温、最大风速、最大覆冰厚度、内过电压(即操作过电压)、外过电压(即大气过电压)以及安装情况、断线事故情况等。
2 杆塔使用条件对线路档距的限制
2.1 杆塔的强度对线路档距的限制
10kV架空线路直线杆一般使用单杆型式，在正常情況下仅承受导线、金具的自重力，在最大风速时杆塔承受导线的水平风荷载；直线杆(包括跨越杆)和不设拉线的直线型小转角杆及设备杆应满足下列简化计算条件：
单回线路：MB≥g4*Lsh*(H1+2H2)
双回线路：MB≥2g4*Lsh*(H1+2H2)
式中 MB--电杆标准检验弯矩值（Nm）；
g4--每根导线无冰时单位长度风压值（N/m）；
Lsh--水平档距（m）；
H1--上导线对地面垂直距离（m）；
H2--下导线对地面垂直距离（m）。
2.2 杆塔的抗倾覆稳定性对线路档距的限制
杆塔的抗倾覆稳定应满足下列简化计算条件：
单回线路：MQ≥g4×Lsh×(H1+2H2)
双回线路：MQ≥g4×Lsh×(H1+2H2)
式中 MQ--允许倾覆弯距值，由地质条件、杆塔埋深决定。
2.3 经济档距的选择方法
在满足杆塔使用档距的前提下，线路档距增大，导线的弧垂增大，所用杆塔的呼称高度也随之增大，但档距增大使每公里的杆塔的数量可以减少。因此存在一个投资和材料消耗最少的经济呼称高度，与杆塔标准高度相应的档距(即充分利用杆塔高度的档距)，称为经济档距。经济档距的计算公式为：
Ljj = [8σ(H -λ- hx -△)/g]1/2
式中 λ--绝缘子串的长度；
σ--导线最大弧垂时的应力；
H--杆塔的呼称高度；
hx--导线到地面、水面及被跨越物的安全距离；
△--考虑测量、施工误差等所预留的裕度；
g--导线最大弧垂时的比载。
杆塔水平使用档距Lsh决定了线路档距大小，由上面可知，当g4、H1、H2确定时，Lsh受到允许倾覆弯距MQ、电杆标准检验弯矩MB的限制；因此，城区10kV线路的导线截面较大，且受地形限制不能装设拉线，其档距根据上面条件计算，一般为40～50m。
3 导线排列型式对档距选择的影响
在农村配电线路中，导线比较普遍的型式有水平排列、等边三角形和等腰三角形排列三种。导线排列型式必须符合线路设计规程和过电压保护规程中关于线间距离与绝缘配合的要求，且要考虑经济效益原则。
3.1 水平排列
横担过长(2600mm)，受力不均，致使杆塔上两相一侧产生挠度，且两线侧挂线很费劲。
3.2 等边三角形排列
横担长1500mm，安装方便，杆塔受力均匀，但横担要装在离杆顶800mm处。同样的导线，同样的弧垂较横担装在离杆顶100mm处的水平排列，计算档距减少25～30m，因而每1km多花3～4基杆，增大了线路建设和运行维护的费用，另外还要加杆顶铁帽。
3.3 等腰三角形排列
横担长1700mm，中间装设一根350mm长的角铁，以安装中相绝缘子。该横担施工方便，杆塔受力均匀，且横担装在离杆顶100mm处，较等边三角形排列，同样的杆塔与导线能放大档距25～30m，使杆塔长度得到充分利用，且造价低。
从上述三种导线排列型式可以看出，等腰三角形排列可以充分利用杆塔放大线路档距，节约投资，符合"安全、经济、可靠"的原则。
4 地形对线路档距的限制
4.1 跨越道路允许的档距
一般10kV线路经常跨越道路，特别是在道路网未形成的规划区更是要特别注意跨越档的问题。
10kV线路的走廊要符合城建规划，普遍的杆塔中心点在人行道边缘绿化带处，距离人行道边缘0.5～1m位置；在路口人行道转弯圆弧的转弯半径R决定杆塔中心定点位置。
4.2 特殊跨越或山区线路允许档距
档距中高悬点的应力最大，且档距越大或高差越大，高悬点应力就越大。设计中都是以架空线最低点出现最大使用应力考虑的，因而高悬点应力必超过最大使用应力。《规程》规定，悬点应力可较最低点应力高10%，即悬点应力允许为最低点应力的1.1倍。这是高悬点应力的最大限值，相应地限制了档距和高差的范围，在一定的高差下，档距必然有一个最大允许值，称为"允许档距"，以Ly表示。
Ly = 2σ/g (2ucosβ - cos2β - 1)1/2 - sinβ)
式中σ--导线最低点许用应力（N/mm2）；
g--导线发生最大应力时的比载N/（m·mm2）；
β--同一档内悬挂点之间高差角；
u--导线悬挂点的允许应力比最低点许用应力提高系数，当安全系数 = 2.5时，u = 1.111。
当实际档距大于允许档距时，保持档距和高差不变，则需要放松应力，使允许档距稍大于实际档距，这样悬挂点应力才不超过规定数值。
5 结束语
10kV架空线路档距的确定要符合"安全、经济、可靠"的原则，根据线路通过地区气象条件、杆塔使用条件、导线排列型式和地形特点调整档距，确保供电安全，并降低工程投资。
参考文献：
[1]10kV及以下架空配电线路设计技术规程 DL/T5520-2005
[关健词] 10kV架空线路档距选择方法
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
档距是指相邻两基电杆之间的水平直线距离。10kV架空线路的档距应根据线路通过地区的气象条件、杆塔使用条件、导线排列型式和地形特点来选择。高压配电线路在城市地区通常选择40～50m，在城郊及地区通常选择60～100m，特殊跨越河流或线路经过丘陵山地档距可达100～200m。档距选择是否恰当，对于线路建设投资、供电的可靠性以及维修的方便性等影响很大。本文从以下四个方面谈谈10kV架空线路档距的选择方法。
1 气象条件是线路档距选择的基础
作用在架空线路上的机械荷载是随着气象情况的不断变化而变换的。架空线的机械荷载不仅影响其本身的长度、弧垂和张拉应力，而且又决定杆塔和杆塔基础的受力及带电部分与各方面的安全距离。这些因素都与架空线路档距确定有密切关系。设计用气象条件一般有九种，即最高气温、最低气温、年平均气温、最大风速、最大覆冰厚度、内过电压(即操作过电压)、外过电压(即大气过电压)以及安装情况、断线事故情况等。
2 杆塔使用条件对线路档距的限制
2.1 杆塔的强度对线路档距的限制
10kV架空线路直线杆一般使用单杆型式，在正常情況下仅承受导线、金具的自重力，在最大风速时杆塔承受导线的水平风荷载；直线杆(包括跨越杆)和不设拉线的直线型小转角杆及设备杆应满足下列简化计算条件：
单回线路：MB≥g4*Lsh*(H1+2H2)
双回线路：MB≥2g4*Lsh*(H1+2H2)
式中 MB--电杆标准检验弯矩值（Nm）；
g4--每根导线无冰时单位长度风压值（N/m）；
Lsh--水平档距（m）；
H1--上导线对地面垂直距离（m）；
H2--下导线对地面垂直距离（m）。
2.2 杆塔的抗倾覆稳定性对线路档距的限制
杆塔的抗倾覆稳定应满足下列简化计算条件：
单回线路：MQ≥g4×Lsh×(H1+2H2)
双回线路：MQ≥g4×Lsh×(H1+2H2)
式中 MQ--允许倾覆弯距值，由地质条件、杆塔埋深决定。
2.3 经济档距的选择方法
在满足杆塔使用档距的前提下，线路档距增大，导线的弧垂增大，所用杆塔的呼称高度也随之增大，但档距增大使每公里的杆塔的数量可以减少。因此存在一个投资和材料消耗最少的经济呼称高度，与杆塔标准高度相应的档距(即充分利用杆塔高度的档距)，称为经济档距。经济档距的计算公式为：
Ljj = [8σ(H -λ- hx -△)/g]1/2
式中 λ--绝缘子串的长度；
σ--导线最大弧垂时的应力；
H--杆塔的呼称高度；
hx--导线到地面、水面及被跨越物的安全距离；
△--考虑测量、施工误差等所预留的裕度；
g--导线最大弧垂时的比载。
杆塔水平使用档距Lsh决定了线路档距大小，由上面可知，当g4、H1、H2确定时，Lsh受到允许倾覆弯距MQ、电杆标准检验弯矩MB的限制；因此，城区10kV线路的导线截面较大，且受地形限制不能装设拉线，其档距根据上面条件计算，一般为40～50m。
3 导线排列型式对档距选择的影响
在农村配电线路中，导线比较普遍的型式有水平排列、等边三角形和等腰三角形排列三种。导线排列型式必须符合线路设计规程和过电压保护规程中关于线间距离与绝缘配合的要求，且要考虑经济效益原则。
3.1 水平排列
横担过长(2600mm)，受力不均，致使杆塔上两相一侧产生挠度，且两线侧挂线很费劲。
3.2 等边三角形排列
横担长1500mm，安装方便，杆塔受力均匀，但横担要装在离杆顶800mm处。同样的导线，同样的弧垂较横担装在离杆顶100mm处的水平排列，计算档距减少25～30m，因而每1km多花3～4基杆，增大了线路建设和运行维护的费用，另外还要加杆顶铁帽。
3.3 等腰三角形排列
横担长1700mm，中间装设一根350mm长的角铁，以安装中相绝缘子。该横担施工方便，杆塔受力均匀，且横担装在离杆顶100mm处，较等边三角形排列，同样的杆塔与导线能放大档距25～30m，使杆塔长度得到充分利用，且造价低。
从上述三种导线排列型式可以看出，等腰三角形排列可以充分利用杆塔放大线路档距，节约投资，符合"安全、经济、可靠"的原则。
4 地形对线路档距的限制
4.1 跨越道路允许的档距
一般10kV线路经常跨越道路，特别是在道路网未形成的规划区更是要特别注意跨越档的问题。
10kV线路的走廊要符合城建规划，普遍的杆塔中心点在人行道边缘绿化带处，距离人行道边缘0.5～1m位置；在路口人行道转弯圆弧的转弯半径R决定杆塔中心定点位置。
4.2 特殊跨越或山区线路允许档距
档距中高悬点的应力最大，且档距越大或高差越大，高悬点应力就越大。设计中都是以架空线最低点出现最大使用应力考虑的，因而高悬点应力必超过最大使用应力。《规程》规定，悬点应力可较最低点应力高10%，即悬点应力允许为最低点应力的1.1倍。这是高悬点应力的最大限值，相应地限制了档距和高差的范围，在一定的高差下，档距必然有一个最大允许值，称为"允许档距"，以Ly表示。
Ly = 2σ/g (2ucosβ - cos2β - 1)1/2 - sinβ)
式中σ--导线最低点许用应力（N/mm2）；
g--导线发生最大应力时的比载N/（m·mm2）；
β--同一档内悬挂点之间高差角；
u--导线悬挂点的允许应力比最低点许用应力提高系数，当安全系数 = 2.5时，u = 1.111。
当实际档距大于允许档距时，保持档距和高差不变，则需要放松应力，使允许档距稍大于实际档距，这样悬挂点应力才不超过规定数值。
5 结束语
10kV架空线路档距的确定要符合"安全、经济、可靠"的原则，根据线路通过地区气象条件、杆塔使用条件、导线排列型式和地形特点调整档距，确保供电安全，并降低工程投资。
参考文献：
[1]10kV及以下架空配电线路设计技术规程 DL/T5520-2005