浅谈煤层气输电线路设计的相关问题

       1. 概 述
煤层气是我国的新兴能源，主要分布在山西等产煤大省，笔者有幸参加了山西煤层气某集气站的输电线路设计工作。煤层气集气站一般按二级负荷考虑，由两回10kV线路供电。由于煤层气所在的山西省山地众多，地况复杂，此次设计的双回路10kV输电线路，困难甚至远超35kV输电线路。笔者爬高山、下深沟，亲临现场勘测，用心设计，使自己对输电线路的设计有了更新的认识。
2. 线路设计前期工作
输电线路的设计，一般分为初设和施工图设计两个阶段。
初设是工程设计的重要阶段，重要的设计方案都要在初设中体现出来。
（1） 对不同的线路路径走向方案进行技术、经济比较，选择最优路径方案；
（2） 论证导线和避雷线、绝缘配合及防雷设计的准确性，确定各种电气设施最小安全距离；
（3） 根据现场实际地形、地貌选择水泥杆塔、铁塔和基础的型式
（4） 对于特殊气象地段，例如严重的污秽区、大风和重冰雪地区、不良地质和洪水危害地段、特殊大跨越地段设计等均应作专题研究；
施工图是按照初设原则和设计审核意见所做出的具体设计。
（1） 对初选的、经过评审的最优线路方案进行实际勘测放线，打杆位桩。
（2） 完成详细的、准确的施工图纸设计。
（3） 提供完整的、准确的设备表、材料表，提供施工设计说明书及必要的计算书，并对特殊地段的的设计方案，在说明书中详细明确现场施工解决办法。
3 线路设计中遇到的几个典型问题
在本工程短短不到8km的线路上，线路走向历经了河流、高速公路、铁路、通信线， 10kV线路，35kV线路，110kV线路，500kV线路，林场，坟堆，村庄等几乎输电线路设计能碰到的复杂问题均遇到了。另外应业主要求，本工程三相导线中的一相需要带光纤复合架空相线（OPPC）。这就更对此次线路的设计工作增加了难度。下面就设计中碰到的几个典型问题与朋友们讨论一二。
3.1 上级变电站电源出线
上级变电站电源出线是线路设计人员急需解决的第一个问题，现场应认真测量相邻出线回路之间的位置关系，保证相邻回路间的电气距离，同时需考虑其他预留回路的出线位置，合理规划出线走廊，适时选择铁塔型式，并测绘变电所出线平面图等。本工程10kV电源出线可选择电缆出线或者架空线出线，但是考虑到上级变电站已出线回路数较多，出线侧杆塔林立，本工程新增的出线杆塔，现场在无位置摆放，故考虑用电缆出线。采用YJV22-10kV-1×240电缆引上至线路终端杆。
3.2 线路杆塔定位
线路杆塔定位是一项十分重要的工作。现场的勘察设计人员必须就地认真勘察，山西多山区地形，地质、地貌情况都较为复杂，不实地勘测很多问题都发现不了，武断的在测量断面图上排杆了事必然会留下很多设计隐患，必将造成施工中的各种问题。不少线路在施工过程中反映，有的电杆立在坟堆旁、窑洞上、耕地里，坑洼地里等；有的现场没有足够地形打拉线，或者拉线顺陡坡打到十几米甚至几十米深的山下，拉线已失去承载拉力的作用；有的拉线又打到公路上、河沟边；有的杆位在边坡上，本应采用左右杆高低腿而设计时未予考虑。这些都是设计人员不现场踏勘、设计不认真、不仔细的后果。
3.3 山区大挡距线路设计
山区大档距线路设计时，首先要考虑线间距离，因线间距离是防止大档距中央发生闪络，确保线路安全运行的重要因素，也是确定横担长度、杆型的重要依据。
大档距跨越线路，线间距离较大，杆型一般选用门型杆或三联杆。如果有些地形较复杂，不适于打拉线，可考虑采用轻型铁塔。考虑到大档距不确定因素较多，为了确保线路安全运行，选用的杆塔和拉线截面要比整条线路相应提高一个档次，同时拉盘埋深也要提高一个档次。
在山区大档距跨越杆塔定位时，不能出现杆塔上拔现象。因为在上拔的情况下，直线杆塔上绝缘子串会被导线拉拔起来或针式绝缘子瓷瓶被拉掉，同时使相邻杆塔的垂直档距和荷载增加。遇到这种情况，应重新布置杆塔位或加高上拔的杆塔，实在不能克服上拔现象时，应加重锤用以平衡上拔力，或将直线杆塔改用轻型耐张杆塔。如本条线路的10kV I回线路12#、18、22#杆出现上拔现象，把直线杆改用轻型耐张杆予以解决，施工完成后运行状况良好。
3.3 跨越铁路
输电线路跨越铁路系统，必须经过铁路各段管理方的同意，得到铁路管理局的审批。施工时，铁路管理局需派员到现场进行协助、监督，才能进行施工。
本工程考虑输电线路搭架跨越铁路施工时必将影响铁路系统电源的正常运行，且停电审批过程繁琐，故最后考虑在铁路钻山洞的洞顶上面选择地形做输电线路跨越铁路点。这样就合理的避免了10kV线路与铁路的垂直交叉点，避免了电力线路与铁路系统的对接、审批过程，为后续的施工过程减轻了负担。
3.4 线路立杆位置在500kV线路的正下方
由于周围地形受限制，沿线路杆塔在选定杆位后，当前地形难以立杆，10kV三联转角杆杆位只能设置在500kV线路的正下方，这样就导致500kV线路对10kV线路之间的6.0m安全距离不够，最后采取的方法是将10kV杆塔局部埋深，并且降低横担高度予以解决。
3.5 局部地形线路较多难以走线
经过现场勘察，周围地势均较低，在线路走向上只有唯一的高地势山头可供立杆，但是在此小山头上已有2回10kV、1回35kV线路立杆经过，此地立杆困难重重，线对线，线对地安全距离无法得到保证。设计采取的方法是在山头两侧设两根终端杆，采用局部开断法。终端杆之间利用高压电缆埋地敷设连接，由于整条线路带光纤复合架空相线，故在此两根终端杆之间需敷设光纤随电缆同沟埋地敷设。此处需做好电缆接头和光纤接头的连接工作，若连接不好，则光纤通信功能将会大打折扣。
4 结束语
电力线路的设计是一门较为复杂的学科，不是设计人员“闭门造车”，简单的在地形图上判图排杆就能解决问题的。此项工作要求设计人员既熟悉书本专业知识，又要有现场处理各种复杂问题的实践经验。特别是现场勘测阶段，设计人员需要不辞劳苦、反复勘测，收集各种现场地形地貌、气象资料，比较各种设计方案以遴选出一种既经济又切合实际的方案。经过现场踏勘、精心设计出的线路，即使不是最好但也是较为合理，较为符合现场实际情况的。 (责任编辑：论文发表网)转贴于八度论文发表网: http://www.8dulw.com(论文网__代写代发论文_论文发表_毕业论文_免费论文范文网_论文格式_广东论文网_广州论文网)