城网架空线路改进的探索

现代电网建设日益迅速,大规模的城网改造不仅给配网发展带来了机遇,同时新技术、新设备的大量采用也给配网设计带来了新的课题:如何在满足设计规程标准的同时,结合城市功能不断提升的实际,作出符合新的城市规划要求、运行管理要求并与周围景观相协调的设计,体现电力设计的环境效益?为实现上述目标,本文在此方面进行了一些有益的探索。

  一、存在的问题

  第一,作为配电线路重要组成部分的的电力金具,长期以来在线路上使用的都是按国家电力金具标准统一设计的。这些金具基本上采用钢为主要基本材料,设计时着重考虑机械受力及铸、锻加工工艺的应用,结构上粗大笨重,施工十分不便。并且存在机械强度裕度太大造成的浪费和施工不便问题。

  第二,在线路的转角、分支处设计中的顶杆和拉线设计。随着城市品位的提升,出现了许多问题,如顶杆占用便道或跨路的,拉线设计与环境不协调等等。逐渐与城市规划发生矛盾。

  第三,近几年,通讯事业发展迅速。有线、联通等弱电用户相继租用供电分公司电杆,但由于用户没有统一规划,挂线不同步、网络改造扩大,电杆上附属线路及设备越来越多,使电杆上变得凌乱不堪。

  二、补充和改进

  针对上述存在的问题,本文在以下几方面进行了补充和改进:

  (一)采用新型节能铝合金金具替代原有金具

  新型的节能金具不仅在耗能上有所改善,在结构上也完全脱胎换骨给人以面貌一新的感觉。耐强金具由传统的螺栓型结构改为楔块结构,解决了U型螺栓紧固形成线接触导致改导线蠕变,握力下降的缺陷。铝合金的采用也使得线夹的整体重量大为减轻,不仅施工方便,也大幅度提高了工作效率,促进了施工的安全性。接续金具由于采用了新的材料、结构和工艺得到了较好的结构和较强的通用性,同时大大避免了能耗损失。

  在节能金具中,广泛采用的高强度铝合金由于有稳定的金属结构,表面不易氧化,在各种自然环境下均无锈蚀之虞,而完全不同于可锻铁表面采用的高耗能可锻铸铁表面采用的高耗能、高污染的表面镀锌工艺。

  (二)对电缆杆设计进行改进

  1.终端电缆杆。目前,我国大部分供电分公司的终端电缆杆几十年来一直沿用双电杆过桥母线接线、加装单侧拉线或顶杆方式。为简化终端杆接线同时综合考虑到钢电杆技术指标及使用后的视觉效果,本文提出取消原有母线,淘汰插接式钢电杆,在城市主干道选择水泥钢电杆,并将双回终端、双回90°转角钢杆底径控制在不大于570mm范围之内。将电缆双杆变成电缆单杆,实现双回线路电缆占同一基钢杆设计,在节省材料的同时,使电缆杆接线变得简单、美观。这种设计变动是建立在配网停电次数逐渐减少、网架逐渐增强、使用设备品质不断提高的基础上的。因为随着城网结构的调整,城网网架功能的实现和带电作业的开展、交联电缆及冷缩电缆头的大量使用使得真正提高对用户供电的可靠性已成为可能,配网不停电或少停电、基本不登杆进行计划停电检修逐步成为现实,在这种前提下运行单位对因单杆引起的检修不便顾虑已基本不存在

  图1 终端电缆杆设计 图2 分支电缆杆设计

  2.用户T接电缆杆。为适应规划要求,考虑用户T接,可以采用直线电缆杆的设计。在以往设计中,为明确与用户的产权分界,常将线路支出一档后再进行用户接续,现在看来既不美观,规划也不允许。新增直线电缆杆可以是用户与供电公司的分界点杆,也可以是供电线路的支线接点杆。当然,这种考虑带来的是运行管理规定重新修订、管理权限重新划分,否则会有一定的隐患(见图2)。

  (三)改变变压器固定方式,取消小母线设计

  将变压器台进行转置、取消小母线,跌落开关下引线通过支柱式避雷器固定后与变压器一次套管连接,变压器二次出线从副杆刀闸后引出。支柱式避雷器既有支持直瓶的功能同时又有避雷器的功效,这样在节省材料的同时,也使电杆上接线变得简单。采用跌落开关避雷器组合装置,(下转第65页)(上接第60页)同样也会使接线变得简单。将变压器转置后如仍采用花篮螺丝固定,可能整体美观性差一些,故需将变压器改在槽钢上固定。

  (四)改变钢杆设计基础,使电缆贴钢杆走线

  钢杆电缆杆施工效果往往不尽如人意。由于钢杆基础外径的限制,电缆出地面后位置距钢杆的距离一般在300mm左右。为固定电缆,施工单位常在地面到电缆端头处用角钢固定二次,如果是电杆两侧都有电缆,施工后电缆杆上纵横交错。而电缆端头杆一般设在路口或城市较繁华处,这种施工效果常与周围环境极不协调。为解决上述问题,在不影响钢杆基础受力的设计前提下,可在基础上开一缺口,并预埋穿管使电缆通过后靠近钢杆,同时在钢杆上设置固定电缆的扁孔,用钢带穿孔后将电缆固定在钢杆上。钢带固定前需要加衬垫,以防止电缆损伤。这种设计可使现场施工自由度缩小,可以保证施工按照设计思路进行。为降低外力对裸露电缆的影响,除要求加装电缆保护管外,工艺上要求将电缆固定在便道侧。

  (五)架空线路直线杆采用瓷棒绝缘子设计

  瓷棒绝缘子曾在某些供电公司线路上使用过,因发生过固定点断裂和检修不便问题一直未能推广使用。现在重新考虑这个问题,是由于上述的忧虑或担心已基本不存在。在直线杆上使用,两点固定、瓷棒受力不大,不会造成瓷件断裂,另一方面使用绝缘导线后即使瓷棒断裂也不会带来严重的后果。同时其他地方的一直沿用也说明了瓷件的可靠性及运行的安全性。还有一点需要指出的是:在线路断线时,该横担能自行转动,不致因一处断线而扩大事故。

  (六)考虑绝缘导线的防雷问题

  绝缘导线防雷问题随着架空绝缘化率的提高也提到管理日程上来。雷击对绝缘导线带来的影响已被公认,绝缘导线防雷措施在国内有影响并且被认可的有两种:1.武汉雷泰的引流环加避雷器的设置;2.电科院的对导线进行破皮并加装引流线夹的设计。两种方案各有优劣,选择时应根据实际情况加以考虑。

  (七)改变弱电线路在电杆上架设方式

  目前同杆弱电线路在电杆主要是采用自上至下的排列,这有其形成的原因。除电信外,有线、联通、移动等管线单位,起步较晚又自成体系,均是在规划位置不具备入地条件的前提下,先后租用了供电公司杆塔。多个单位不同期施工、施工标准不统一,电杆上从上至下多根管线排列,确实影响了配电线路的整体性。在目前上述管线暂不具备拆除条件的情况下,可以考虑适当加大电杆的安全系数,将弱电线路固定在低压线下面的新装横担上,分别挂在电杆两侧,使其达到排列整齐的目标。该设计为过渡方案,有条件入地时应及时将上述线路拆除。

  三、结语

  采用配电新型金具,减轻了施工劳动强度,降低了运行能耗,提高了工作效率。结合城市规划要求,对暂不能入地的架空线路采取取消转角、终端处顶杆拉线及用户支接杆设计,对同杆弱电线路架设进行规范设计使改造后的架空线路达到与环境协调、美化城市景观的目标。以上7个项目的改进,基本满足了各类功能对架空线路提出的各种需求。但从长远发展来看,架空线路入地电缆供电应是城网最终的供电模式。