沿海地区10kV架空线路防风加固措施陈荣

沿海地区10kV架空线路防风加固措施陈荣

陈荣

（广东电网有限责任公司茂名茂港供电局广东茂名）

摘要：沿海地区的10kV架空线路容易受到台风破坏，据统计，茂名地区沿海防风能力不足的10kV架空线路约3033千米，其中沿海60公里范围内的有1721千米。为了提高架空线路抵抗台风的能力及保证电网系统可以维持安全、稳定运行状态，则应优化防风加固措施。本文对10kV架空线路的风灾事故原因进行了探讨，包括断杆或断线事故的原因，杆塔发生倾斜或倒塌事故的原因，并在此基础上探讨了沿海地区10kV架空线路的防风加固措施，包括优化架空线路防风设计，做好架空线路的加固工作及强化架空线路的运行管理。

关键词：防风加固；架空线路；10kV；沿海地区；措施

一、引言

10kV架空线路是电力网的重要组成部分，如10kV架空线路出现故障，则会对电网的安全运行产生严重影响。风力破坏是造成沿海10kV架空线路出现运行故障的常见原因。沿海地区10kV架空线路综合加固，是指综合采取有效措施，对现有10kV线路设计风速达不到35m/s的耐张段进行加固后达到35m/s。笔者作为2014-2015年防风加固工程的主要参与者之一，实施了茂名第一条也是工程量最大的10kV架空线路防风加固样板工程—10kV河林线防风加固工程，因此对沿海地区10kV架空线路采用的防风加固措施有较丰富的经验，全文主要从风灾事故原因、防风加固措施分析、工作成效三方面作了探讨。

二、10kV架空线路的风灾事故原因分析

沿海地区10kV架空线路中的风灾事故可由多种原因引起，目前常见的原因如下：?断杆或断线事故的原因。电杆运行年限过长，再加上海洋气候对杆塔产生的破坏，因此电杆可出现严重风化问题，在杆塔风化及钢筋锈蚀的情况下，电杆强度将会明显降低，一旦风力较大，便会发生断杆及断线故障。如在单个档距过长的情况下没有设置防震锤，则沿海风力过大时线路舞动频率与幅度将会明显增加，这也会引发断线及断杆故障。此外，由于沿海风力较大，树木经常会被折断，如断枝压在架空线路中，也会引发断线断杆。?杆塔发生倾斜或倒塌事故的原因。线路的设计风速低于正常防风技术标准是造成沿海架空线路杆塔出现倒塌或倾斜事故的重要原因，设计沿海架空线路最大风速时通常依据15m处的平均风速，这样的设计方案通常会造成设计最大风速低于沿海地区的实际最大风速，在设计风速较低的情况下，杆塔就容易出现倒塌及倾斜问题。另一方面，在流沙地带或软弱土层中建造杆塔，或杆塔埋深不足等会降低杆塔抗倾斜的强度，在抗倾斜强度较低时，也会造成杆塔倒塌。在刮台风时通常会出现洪水、海潮及暴雨等灾害，这就会对侵蚀杆塔基础，进一步降低其抗倾斜强度。此外，防风拉线过少及耐张段过长容易影响架空线路的抗风能力，在抗风能力较低时，杆塔也会出现连续倒蹋事故。

三、沿海地区10kV架空线路防风加固措施分析

3.1优化架空线路防风设计

对沿海地区10kV架空线路的防风设计工作进行优化可以有效减少风灾事故，在优化防风设计工作时可以从以下六个方面入手：

3.1.1增设杆塔减少耐张段长度

3.1.1.1单回路线路

（1）耐张段长度一般不超过500米，耐张段超过500米的线路，应整条统筹考虑，增设耐张杆塔缩短耐张段长度，将各个耐张段长度控制在500米以内。

（2）增设的直线耐张杆塔，应选用强度等级不低于F级的非预应力电杆加装四向拉线，当不具备打拉线条件时，可选用高强度电杆或自立式角钢塔或钢管杆，其中：当选用高强度电杆时，其根部开裂弯矩，12米杆不低于150kN?m，15米电杆不低于160kN?m，并配置基础；当选用自立式角钢塔或钢管杆时，水平荷载标准值不小于25.3kN。

（3）原有线路的耐张杆塔，应根据其所处线路位置（直线、转角、终端等），校核其强度和基础配置是否满足35m/s风速要求。

3.1.1.2双回路线路

（1）耐张段长度一般不超过400米，耐张段超过400米的线路，应整条统筹考虑，增设耐张杆塔缩短耐张段长度，将各个耐张段长度控制在400米以内。

（2）增设的直线耐张杆塔应选用高强度砼杆或自立式角钢塔或钢管杆，其中：当选用高强度电杆时，其根部开裂弯矩，12米杆不低于150kN?m，15米电杆不低于160kN?m，并配置基础；当选用自立式角钢塔或钢管杆时，水平荷载标准值不小于39.3kN。

（3）原有线路的耐张杆塔，应根据其所处线路位置（直线、转角、终端等），校核其强度和基础配置是否满足35m/s风速要求。

3.1.1.3多回路线路

三回路及以上同杆架设的多回路线路，应参照本文的综合加固原则，根据线路回路数、导线型号、档距等参数和设计风速要求，进行杆塔和基础受力计算，确定加固措施。

3.1.2增设杆塔缩短直线大档距长度

3.1.2.1单回路大档距

当祼导线直线档距大于90米、绝缘导线直线档距大于80米时，大档距两侧电杆强度等级、埋深应分别满足附表1～2要求。强度满足要求、埋深不满足要求的，加固电杆基础。强度不满足要求的，应在档距中间增加一基电杆。若因条件限制，不能增加电杆，则需在档距两端的电杆加装防风拉线，不具备拉线条件的，需更换电杆。新增或更换的电杆强度和埋深应分别满足附表1～2要求。

3.1.2.2双回路大档距

当祼导线直线档距大于80米、绝缘导线直线档距大于70米时，一般应在档距中间增加一基电杆。若因条件限制，档距中间不能增加电杆时，应校验两端电杆强度等级是否满足表1～表2的要求，不满足要求的更换两端电杆。满足要求的加装防风拉线，不具备拉线条件的，需更换电杆。新增或更换的电杆强度和埋深应分别满足附表3～4和相关要求。

3.1.3其它直线杆加固

在增设杆塔缩短耐张段和大档距长度的同时，对于耐张段内其它现有的直线电杆，综合采取加装防风拉线、加固电杆基础、更换不满足强度要求电杆等措施。在一般情况下，优先采用加装防风拉线进行加固。

3.1.3.1单回路线路

1、当耐张段内连续直线杆超过5基时，在耐张段的中间位置设置一基加强型直线杆，该电杆可采取以下型式：

（1）在中间位置的原有电杆加装四向拉线。不具备拉线条件的，则更换强度等级不低于N级的非预应力电杆（配基础）。

（2）在中间位置直接新增强度等级不低于N级的非预应力电杆（配基础）。

2、在耐张段内除加强型直线杆以外的直线电杆，应分别按附表1～2校核原电杆强度、埋深是否满足要求。强度满足要求、埋深不满足要求的，加固电杆基础。强度不满足要求的，应装设防风拉线；不具备拉线条件的，更换为相应强度的电杆，并确保埋深符合要求。

3.1.3.2双回路线路

1、耐张段内应每隔一基直线杆装设一组防风拉线。

（1）装设防风拉线的原电杆强度等级应满足表1～表2的要求，否则更换为强度等级不小于K级的电杆并加装防风拉线。

（2）不具备拉线条件的，更换为强度等级不小于M级（绝缘导线不小于N级）的电杆并配置基础。2、对其它没有加固的直线电杆，其埋深应满足相关要求。不满足时，应加固基础。

3.1.4电杆基础加固原则

3.1.4.1对于安装防风拉线的电杆，电杆埋深应不低于表3要求。不满足要求时，需加固基础。

表3安装防风拉线电杆最小埋设深度表（单位：m）

3.1.4.2电杆基础加固处理应根据电杆所处的位置，因地置宜，选择适当的基础加固方式，常用的基础加固方法有水泥沙包护坡、浆砌块石护坡、采用套筒混凝土基础、混凝土桩加强基础等。

3.1.5拉线装置技术要求

3.1.5.1拉线应采用镀锌钢绞线，拉线截面不小于35mm2。

3.1.5.2拉线与电杆的夹角宜采用45°，如受地形限制，可适当减少，但不应小于30°。

3.1.5.3跨越道路的拉线，对路面中心的垂直距离不应小于6m，对路面的垂直距离不应小于4.5m，拉桩杆的倾斜角宜采用10°～20°。

3.1.5.4钢筋混凝土电杆的拉线从导线之间穿过时，必须装设拉线绝缘子或采取其它绝缘措施，拉线绝缘子距地面不应小于2.5m。

3.1.5.5拉线棒的直径不应小于16mm。拉线棒应热镀锌。

3.1.5.6单回路线路防风拉线选用LP6型拉盘，拉盘埋深不小于1.6m。双回路线路防风拉线选用LP8型拉盘，拉盘埋深不小于1.8m。

3.1.6其它原则

3.1.6.1下列情况下宜更换为符合强度要求的电杆：

（1）风化严重、有明显裂纹或配筋裸露的电杆。

（2）跨越高速公路、铁路、一级公路以及具有通航功能的河流的架空线路的直线杆应更换为耐张杆塔。

（3）更换的电杆强度应满足附表1～4要求及埋深符合要求。

3.1.6.2直线杆更换电杆后，具备条件的宜将原绝缘子更换为胶装式瓷横担SQ210。

3.1.6.3对于运行年限较长、缺少设计图纸和运行资料、不能确定电杆强度等级的线路，在采取综合加固措施时，原有电杆强度等级均按最低等级进行考虑，即10米杆按C级，12米和15米杆按F级。

3.1.7附表

注：括号外、内数分别为15、12米电杆开裂弯矩值

3.2做好架空线路的加固措施

为了改善沿海地区的架空线路防风能力，则不但要做好防风设计工作，同时要采用合理的方法加固架空线路，加固架空线路时的措施主要有：（1）采用套筒基础代替水泥电杆的普通基础，在设置套筒基础时需要在内套筒中预留孔洞，以方便立杆，立杆时可直接在内套筒中置入电杆即可，放入水泥电杆后如存在的空隙较大，则在空隙中填充适量中砂即可。填充好中砂后采用水泥砂浆密封好内套筒的顶面，水泥砂浆的厚度应控制在50mm左右，以方便在更换电杆时凿开砂浆。（2）可在架空线路中应用加强型绝缘子，将固定螺栓安装在绝缘子的大孔中，将剪切螺栓安装在绝缘子的小孔中，以便确保在断线的情况下可以及时剪断瓷横担剪切螺栓。在剪断剪切螺栓后，瓷横担可以固定螺栓为中心旋转90°，如此一来，电杆受到的导线拉力将会明显降低，这就能够有效避免倒杆风险及保护架空线路中的电杆④。（3）为了增强杆塔的抗倾斜及抗倒塌能力，则可以在沿海地区中的沙地及淤泥地当中采用稳固的杆塔基础，一般可使用大底板与埋深较浅的基础。此类基础具有较高的承载力与抗倾覆能力，不但可以有效预防杆塔塌方，还能防止基础出现下沉现象。此外，如需要将防风拉线安装在电杆周围，则应根据电杆高度控制好埋设深度不低于表3要求。如电杆埋深无法满足要求，则应加固电杆基础，加固方法包括采用水泥沙包或浆砌块石进行护坡等。（4）新材料、新技术的应用。在今年的防风加固中，我们尝试在10kV河林线等使用了新材料聚氨酯电杆和非金属拉线及新技术弃线保杆装置，取得了良好效果。（5）抓好施工质量：①按图施工，施工单位严格按照设计图纸进行施工，土建材料用量比例、施工安装工艺必须满足国家、行业和公司相关标准要求，不得偷工减料，杜绝不按设计图纸施工；②严管关键质量控制点：对杆塔基坑开挖深度检查、杆塔基础制作、杆塔组立、电杆埋深、拉盘埋深等关键质量控制点，施工管理人员、监理人员要进行旁站；③严管设计变更：由于现场环境变化、民事等原因等导致不能按图施工时，必须严格履行设计变更手续，变更方案必须经过设计单位验算和现场核实、运行单位审核；④责任追溯：按照“谁实施、谁负责”的原则。

3.3强化架空线路的运行管理

做好架空线路的运行管理工作可以有效改善防风加固效果，同时能减轻风灾事故所产生的影响，针对茂名沿海地区的特殊气候条件，在实际工作中可以采用以下运行管理措施：（1）应强化台风预警、响应工作，实时关注茂名“三防办”及气象部门发布的台风信息，并在获得预警信息后及时启动应急响应系统。另一方面，应定期清理配网架空线路走廊竹木，在台风季节来临前应完成线路走廊的高杆林木矮化清理工作，清理范围应延伸至走廊5m以外的范围。此外，要及时修复锈蚀或被盗走的拉线拉棒，并定期对铁塔基础、砼杆根部进行检查，发现存在开裂等缺陷时应立即安排人员进行加固处理。同时要建立起架空线路危险点管理档案，分类统计好危险区域，做好差异化运行维护工作，尽量在台风来临前做好防风加固检查工作，并在台风过后及时对防风加固设施进行复查。（2）相关部门应根据沿海地区架空线路的实际情况修编好应急处理预案，将10kV架空线路的台风响应预案及供电恢复预案纳入到应急预案当中，并安排专人实时监控台风动向，对于风灾事故隐患较大的特殊地区，应提前准备好应急抢救车辆及物品等。此外，应注意提高断线断杆等的抢修能力，配备能够满足抢修需要的故障检测与检修设备，如短路指示器、故障定位系统等。

3.4工作成效

茂名供电局2014、2015年共加固10kV线路总长度1803公里；更换或新增10kV铁塔3815基；更换或加插电杆20904条；加固电杆基础6562基；加装防风拉线4933组，通过10kV架空线路加固前后受损情况对比，中低压线路、配变、杆塔在台风中受损数量下降明显，加固成效显著，统计如下表。

四、结束语

综上所述，沿海地区台风频发，可对10kV架空线路的安全运行产生严重影响，并带来不良社会影响与直接经济损失，因此要注意做好相应的防风加固工作。在对架空线路进行防风加固的过程中应注意综合采用技术措施与相应的管理措施，以全面提升架空线路的防风能力。

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