浅探10kV配网架空线路及杆塔基础设计

浅探10kV配网架空线路及杆塔基础设计

蓝威威

（天诚设计所广东省韶关市512000）

摘要：10kV配网是我国电网系统当中与用电用户距离较近的配电环节，通过科学、有效的配网线路和杆塔设计，能够有效保证配电运输稳定、安全。本文将以现代电网建设当中10kV电网设计规范作为基础，通过分析10kV环网形态，对架空线路当中的线路结构、线路安全进行设计，同时结合杆塔应用相关规范，对10kV架空线路所采用的杆塔设施基础进行合理化调整。

关键词：配电网；环网；架空线路；杆塔基础

恶劣的自然环境变化对于10kV架空线路的影响十分明显，其中严重的雨雪天气、雷暴天气等，都容易对架空线路造成配电阻碍，引发严重后果。线路在受到雷击影响后出现的绝缘问题、闪络问题等，除了会对电能供应造成阻碍，甚至还会引发严重的人身安全问题，因此在进行架空线路设计当中，需要将安全建设放在重点位置。

一、10kV架空线路设计

（一）结构优化设计

10kV电网在我国电网结构当中处于末端，因此在架空线路设计当中，需要注重环网优化能力，通过调整环网结构，合理设定环网点，从而达到分区域进行供电的最终目的。结合我国居民用电特点和用电的区域范围，在进行环网规划时，可以尝试采用网格状的配网方式，其中主接线需要进行闭环接线开环运行的设计，使各电源之间能够实现充分的联系、互动，完成转供电[1]。在智能电网建设大背景下，10kV架空线路的转供电方式也应当以自动化和智能化为建设和发展方向。例如在绝缘方面，可以采用智能化的管控设备，实现快速高效的绝缘隔断。对于负荷较为严重的网线区域，应当利用智能化设备进行调整，通过构建均衡布局方式，分摊配电负荷，降低故障发生率。因此对于架空线路来说，在进行环网设置时，可以采用柱上加装电气装置的方式，将断路器、自动化接口等智能装置与环网进行对接，最大限度发挥故障隔离能力。

（二）防雷击设计

防雷设计是10kV架空线路设计当中的重点，现代电网建设通过选择新型缆线、增加避雷装置等方式，进行架空线路的改良，增强架空线路的防雷能力。

在架空缆线的设定方面，传统的电缆线为了兼顾施工和成本通常选用裸导线材料，这种材料虽然具有较高的经济优势，但是不具有防雷效果。在我国广东地区的架空线路建设当中，为了保证安全，会采用绝缘导线，这种导线能够避免雷击危害，但是强度不如裸导线。因此在10kV架空线路的防雷设计当中，应当对两种类型导线用量进行合理配置，在保证强度的基础之上，兼顾防雷能力。

除了应用特殊导线进行防雷之外，在架空线路设计当中，一般还会采用防雷杆塔的设计，用以实现引雷和防雷。一般来说，防雷杆塔的数量与其所具有的防雷能力成正比。在杆塔设计当中，需要将避雷针与接地杆进行连接，从而有效实现引流入地。对于10kV架空线路来说，通过在雷击高发地段增设避雷杆塔方式，能够有效降低雷击危害，提高线路安全性。

（三）防覆冰设计

在我国北方地区，由于冬季气候较为寒冷，架空线路当中的缆线极易出现覆冰现象进而造成安全隐患，因此在进行10kV架空线路设计时，处于安全设计角度考虑还应当有针对性地开展防覆冰线路设计。在覆冰问题出现之后，由于冰层的重量影响，导线的直径以及重量都会相应的增加。受到重量变化，此时支撑架空导线的杆塔在垂直方向的力会明显增加，因此在重冰区，解决覆冰问题的关键在于对覆冰情况进行了解，并选用具有抗冰、抗变形能力的缆线作为架空线路的选材。除了在我国寒冷地区，高山、丘陵地区也同样时10kV架空线路覆冰现象的高发区，除了覆冰情况之外，大气温度条件、风速条件也相对恶劣。因此10kV缆线的选择应当满足寒冷、大风和低温等多方面要求。本文在对比了常见的几种电网缆线之后，最终选择了拥有较高强度的钢芯铝绞线设备，废除了绝缘导线的构想，通过双杆塔、宽基塔的架空方式，提高了架空线路的运行安全性，极大程度避免了缆线因恶劣环境问题出现的开裂、断裂问题。

二、10kV配网的杆塔基础设计

（一）杆塔基础常见问题

10kV配网所采用的架空线路杆塔基础一般为混凝土材料，受到所在地区土壤环境的影响，容易出现基础不牢、混凝土下陷等众多问题，影响架空配网线路的实际应用。笔者在日常工作当中观察到，常见的杆塔倒塌、断线以及塔基下沉，是造成线路影响的关键问题，其中杆塔倒塌以及断线问题一般发生于大风环境之中，因此对于杆塔基础设计来说，充分考量混凝土强度，分析环境变化规律，消除影响，是设计人员必须具备的工作素养。

（二）设定杆塔基础的主承重

杆塔承重能力不足将无法发挥其对于架空线路的支撑作用，因此基础设计应当首先完成主承重设计。杆塔作为户外电力环节，需要面临的重力负荷一般来源于外部环境，其中风力、线路本身自重等，是杆塔基础设计应当考虑并计算的重点。防风设计要求杆塔满足不同强度的风力侵袭，因此在设计当中，可以采用假装防风拉线的方式，来增强杆塔稳定性。常见的镀锌钢绞线可以作为防风拉线，设置与地面45°，形成三角形，提高杆塔强度[2]。

（三）杆塔的基础挖掘

不同的地址环境下杆塔所承受的负荷变化也有所不同，因此为了保证杆塔强度，需要有针对性地进行基础挖掘工作。譬如在起伏较大的地形环境当中，可以尝试使用灌注桩的方式，通过预挖孔、钢筋笼以及混凝土灌注成桩等方式，提高基础强度，保证低级承载力。而对于坡体地面，则可以采用高低腿的设计方式来保证杆塔稳定和平衡。图1为一种高低腿杆塔设计方式。

图1坡形地面中高低腿杆塔基础设计

这种设计方案主要面对主柱无法进行上升时，杆塔基础需要满足的地形条件。其中短腿基础可以采用开方处理方式，施工人员通过调整多个塔腿的长短，形成双向支撑，从而达到稳定性、安全性的根本目的，保证杆塔基础拥有理想强度。

结论：综上所述，10kV架空线路的应用环境和使用条件都十分特殊，因此在进行施工设计当中应当格外注重安全条件和质量条件两个方面。其中架空线路的缆线使用应当满足不同地理区域对于不同应用条件的需求，以此来避免环境变化对其所产生的侵袭和影响；而杆塔基础设计则应当以混凝土材料本身的强度出发，通过总结环境风力、土壤形态等方式，选择更具稳定性的设计方案，保障杆塔整体强度满足架空线路的实际需求。

参考文献：

[1]何超群.浅谈配网10kV变压器台架标准化施工与推广[J/OL].机电信息,2019(05):18-19.

[2]唐瑞伟,栗薇,张震等.基于大数据分析的10kV配网停电作业时长预测优化研究[J].电力大数据,2019(01):27-34.