1、引言

本人自參加工作以來，一直在電力設(shè)計院主要從事主網(wǎng)35kV-220kV高壓架空輸電線路設(shè)計工作。從今年開始，轉(zhuǎn)換角色，從事配網(wǎng)10kV及以下線路的設(shè)計，結(jié)合自已做的幾個施工圖設(shè)計，談一下自已對水泥桿配電線路設(shè)計的認(rèn)識。

2、配網(wǎng)線路的組成

高壓輸電線路與低壓配網(wǎng)線路外觀上有很大的不同，高壓主要使用桁架鐵塔，配網(wǎng)大量使用混凝土電桿及輔助拉線系統(tǒng)，配網(wǎng)線路一般不架設(shè)避雷線。

配網(wǎng)線路一般由導(dǎo)線，絕緣子，橫擔(dān)及配套鐵附件，混凝土桿，拉線，底盤，卡盤等組成。以帶拉線直線單桿為例，其組成如下圖所示：

▲圖 帶拉線直線桿的組成

1)導(dǎo)線：

一般情況下可選用裸導(dǎo)線，用于林區(qū)和城鎮(zhèn)等可選用絕緣導(dǎo)線，導(dǎo)線分帶鋼芯和不帶鋼芯兩種情況。

2)絕緣子：

常用絕緣子有針式絕緣子、懸式絕緣子、碟式絕緣子、瓷橫擔(dān)絕緣子、柱式絕緣子。

3)橫擔(dān)：

角鋼制品，分單角鋼橫擔(dān)和組合角鋼橫擔(dān)。

4)拉線：

常用GJ-50、GJ-70，GJ-100鍍鋅鋼絞線，單拉線或雙拉線組成，配合拉盤使用。

(小編注：根據(jù)GB/T 1179-2017中，鋼絞線采用JG1A、JG2A、JG3A、JG4A、JG5A加鋼絞線截面，如GJ-100在國標(biāo)中采用JG1A-100GB/T 1179-2017;在YB/T 5004-2012 中，鍍鋅鋼絞線采用結(jié)構(gòu)-公稱直徑-抗拉強度-鍍鋅層級別，如GJ-100在冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中采用1×19-13.0-1670-B-YB/T 5004-2012)

5)混凝土桿：

按外形分為錐形桿、等徑桿和方桿;按配筋形式分為普通混凝土桿，預(yù)應(yīng)力桿和部分預(yù)應(yīng)力桿;錐形桿、等徑桿根據(jù)開裂檢驗荷載分為A、B、C…K、L、M…等系列，按地質(zhì)情況配合底、卡盤使用。

3、簡要設(shè)計步驟

1)確定導(dǎo)線型號

選擇的依據(jù)就是線路輸送容量，根據(jù)載流量確定導(dǎo)線截面，根據(jù)氣象條件和地形條件確定導(dǎo)線型號。風(fēng)力大，覆冰厚，檔距大，高差大等特殊情況要考慮使用帶鋼芯導(dǎo)線，選擇導(dǎo)線截面積不宜過小。

2)確定線路走徑

配網(wǎng)線路大多數(shù)為短線路，靠近負(fù)荷中心，但受村莊，廠房的影響也大，這些因素都要考慮，然后確定影響小，路徑短，占地小，容易實施的路徑方案。

3)選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計桿型

網(wǎng)省公司為提高設(shè)計、評審效率，方便物資招標(biāo)、采購、加工、施工和運行維護，推行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，設(shè)計工作開始之前要熟悉標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計各模塊的設(shè)計成果，根據(jù)本地區(qū)的氣象條件和導(dǎo)線型號，選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。有以下幾個方面需要考慮。

(a)選用合適的桿高，以10kV線路為例，在最大弧垂情況下，人口密集地區(qū)應(yīng)使導(dǎo)線對地高度大于6.5米，與路面垂直距離大于7.0米，至跨越電力線和弱電線路大于2.0米，與建筑物和樹木的最小垂直距離不小于3.0米。假設(shè)桿頭高度0.6米，弧垂2.0米，埋地部分應(yīng)至少為電桿全高的1/6，跨路桿的地面以上高度至少應(yīng)為7+2+0.6=9.6米，全高應(yīng)大于9.6*6/5=11.52米，可以選用12米電桿。

(b)根據(jù)檔距與弧垂大小選用合適的橫擔(dān)長度，弧垂越大，所需要的線間距離越大，《66kV及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范》(GB50061-2010)7.0.3對線間距離有相關(guān)的規(guī)定。南網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計按檔距是否大于120米分為兩個設(shè)計系列，分別為小檔距系列，大檔距系列，套用相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

4)確定導(dǎo)線的安全系數(shù)

規(guī)范規(guī)定，導(dǎo)線或地線的最大使用張力不應(yīng)大于絞線瞬時破壞張力的40%，即安全系數(shù)應(yīng)大于2.5。根據(jù)弧垂公式，弧垂f=K*L2，弧垂與檔距成平方關(guān)系，小檔距對弧垂的影響相對較小，模版K值K=γ/8σ，弧垂與張力成反比，影響相對較小，結(jié)合配網(wǎng)線路大多靠近居民區(qū)、人員密集場所的情況，推薦小檔距線路導(dǎo)線采用較大的安全系數(shù)，放松導(dǎo)線張力，也達到減小導(dǎo)線縱向荷載，減少耐張桿塔投資的目的。

5)設(shè)計拉線

電桿為細長結(jié)構(gòu)，電桿的結(jié)構(gòu)特點決定了它的承力性能有局限性，配網(wǎng)線路的一個突出的特點就是由于混凝土桿不能承擔(dān)過高的彎矩而大量的使用拉線，拉線分為轉(zhuǎn)角拉線，終端拉線，防風(fēng)拉線等類型，通過拉線達到平衡線路縱向拉力的目的，拉線應(yīng)采用鋼絞線，安全系數(shù)按設(shè)計規(guī)范8.2.5條規(guī)定取值。

4、絕緣子的選擇

10kV線路直線桿一般采用針式絕緣子和柱式絕緣子，耐張桿使用懸式絕緣子組成的耐張絕緣子串。400V 線路直線桿和小轉(zhuǎn)角桿采用碟式絕緣子，耐張桿使用懸式絕緣子或碟式絕緣子。

5、底、卡盤的設(shè)計

底盤和卡盤均有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，根據(jù)地質(zhì)情況，計算確定需不需要選用以及選擇多大的底、卡盤。

6、設(shè)計需要注意的問題

1)配網(wǎng)線路零件多，特別是鐵附件種類較多，需要首先加以熟悉。

2)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計對鐵塔的選用給的信息比較詳細，注意不要超條件使用，水平荷載，垂直荷載，轉(zhuǎn)角度數(shù)，導(dǎo)線張力等均要校驗。配網(wǎng)經(jīng)過地區(qū)走廊情況如何，是否開闊，根開大小受限情況應(yīng)重視。

3)樹線矛盾問題，在城區(qū)，線路走廊與綠化樹木相沖突，需要使用絕緣導(dǎo)線，采用較高桿塔。

4)較長的耐張段，應(yīng)按設(shè)計規(guī)范12.0.4條的規(guī)定，每10基應(yīng)設(shè)置1基加強型直線桿塔，或者直接設(shè)置為耐張桿塔。

5)大檔距線路的相間距離，應(yīng)按設(shè)計規(guī)范7.0.3條進行校驗。

7、水泥桿相關(guān)知識

1)錐度

我國規(guī)范《環(huán)形混凝土電桿》GB/T 4623 規(guī)定錐形桿的錐度為1/75，是指電桿長度每增加75mm，直徑增加1mm。

2)梢徑

指電桿頂部的直徑，常見有150mm、190mm、230mm。

3)組裝桿

指由多根混凝土桿組裝在一起使用的電桿，有法蘭連接桿和焊接組裝桿。