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摘要：神东矿区是我国建成的第一个亿吨级煤炭基地，千万吨矿井群全球独一无二，目前煤炭年产已高达2亿吨左右，有中国新世纪煤都之称。35kV架空线路作为矿区的主要供电线路，对保障煤矿供电是非常必要的，本文阐述了矿区35kV架空输电线路的设计内容,并结合矿区的实际情况对架空线路设计步骤进行归纳总结。
关键词：神东矿区 架空线路 设计 分析
引言
架空线路的设计可分为初步设计和施工图设计两个阶段进行，亦可也先做一个施工图方案，接着做施工图。对于神东矿区的架空线路设计，一般是设计院根据矿区（矿井）开采规划以及生产接续情况或者由使用单位根据负荷变化需要提出的建设需要，设计单位通常是按照以下步骤进行设计：
1. 原始资料的收集
1.1 收集地形图或者地质地形图
对于矿区的电源线路，要向有关部门（如地测公司、生产管理部）索取线路经过地区的地形图（一般比例为1/50000），并结合该地区井田边界、断层分布、开采接续、巷道规划完善地形图，同时结合网络版地形三维图供选线时参考。
1.2 电力系统及矿井用电负荷资料
向供电管理部门索取电力系统接线方式及远景发展规划、线路起始点、终点位置及出线走廊、矿井负荷资料以及出线间隔、进线间隔落实情况等。
1.3 通过公共管理部门了解当地城市规划、农田基建规划情况，与当地县、乡、镇、村等政府部门协商，共同研究确定线路走。避免少占用农田、林地，尽量避免线路经过坟地等。
水文地质资料的收集，如土壤资料、所经过河流的正常水位和最高水位等情况等。
2. 路径的选择与勘测
2.1 路径选择
路径选择在无特殊情况的条件下，应尽量选取长度短、转角小、交叉跨越少的路径，路径走向力争少占农田、尽量避开煤田、少压煤。当线路在井田上架设时，应考虑在井田边界上或者断层线上架设，以便共用安全煤柱。当无井田边界线或者断层线可以利用时，应尽量垂直井田走向架设，缩短通过井田线段的长度。在矿区井田范围内架设的线路，应尽量使用两回线路分开架设或者保持一定的距离，以免同时遭受塌陷的影响。
2.2 现场踏勘
据路径选择原则在地形图上选定路径方案，选定2-3个方案进行经济技术比较，待实地踏勘时，进行核对校准。现场踏勘的目的是核对沿线地形、地貌，补充地形图的不足，同时检查方案路径是否合理，根据现场实地踏勘进行修正，确定切合实际的路径方案。此时的重点应放在线路的走向及耐张杆塔的定位上，当然要兼顾线路总长及耐张段长度、转角度数等设计参数的合理性。
现场踏勘已将各线路方案比选后，此时工作的重点应放在各控制点的定位、沿线交叉物的高度及相邻物体的测量上。交叉跨越物的高度一定要准确测量，特别是遇上好几条线路立体交叉的情况更要仔细。
3. 导线和避雷线的确定
首先应结合矿区（矿井）负荷资料按照导线经济电流密度选择导线截面积，采用允许电压损失及导线允许载流量进行校验，且在确定导线型号后根据《66kV及以下架空线路电力线路设计规范》确定避雷线的截面积。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据气象条件利用计算机软件进行导线或避雷线力学特性计算时，线路设计软件的利用很好地解决了线路设计中的很多问题,例如临界档距、应力弧垂和安装表格、曲线等问题。计算出导线、避雷线的应力弧垂，为杆塔选择、定位、弧垂观测、防震设计等提供基础数据。
4. 杆塔选择
目前各级电压线路常用的有钢筋混凝土杆和铁塔两种，不同的杆塔型式在造价、占地、施工、运输和运行安全等方面均不相同,合理选择杆塔型式是关键。钢筋混凝土电杆具有造价低、节省材料、施工方便、经过井田或者采空区时日后维护方便。而铁塔材料准备简单, 施工方便, 且提高了线路的安全水平、但是造价相对高、而且不节能。 对于经过经济技术比较经过采空区的线路需要使用铁塔时，铁塔的基础可以设计成可调节基础，在线路运行期间，当铁塔发生倾斜时，通过调节基础高低来满足线路安全运行需要。对于厂区内路径位置比较紧张的线段，杆塔可以采用占地少的钢管塔，但钢管塔一般相对造价较高，需要定制，而且大的转角塔若采用钢管塔, 则由于结构原因极易造成杆顶挠度变形, 基础施工费用也会比角钢塔增加1倍。最终选用何种杆塔以及杆塔使用种类，需要设计人员理论结合实际，正确选择杆塔位置，减少特殊杆型的使用和使用尽可能少的杆型种类。针对多条老线路运行十几年后出现对地距离不够造成隐患的情况, 在新建线路设计中, 适当选用较高的杆塔并缩小水平档距, 可提高导线对地距离。
在杆塔选择过程中，利用线路设计软件对初排的杆位进行水平档距、垂直档距、最大档距、 摇摆角校验进行检查, 还可以对导线进行悬挂点应力校验、导线悬垂角校验、悬垂绝缘子串强度检查、耐张绝缘子串强度检查、耐张绝缘子串倒挂检查、杆塔上拔情况等进行检查校验。根据检查校验结果逐步完善杆塔定位杆和塔塔型的确定。
5. 绝缘配合、防雷和接地
5.1 绝缘配合设计
架空线路的污秽可以根据审定的污秽分区图并结合运行经验、污湿特征、外绝缘表面污垢物的性质及其等值附盐密度等因素综合确定。35kV架空线路绝缘子的型式和数量，应根据绝缘的单位爬电距离来确定，在海拨高度1000m以下的空气清洁地区，35kV悬垂绝缘子串的绝缘子数量宜采用3片，耐张绝缘子串的绝缘子数量应比悬垂的多一片，对于海拨高度为1000-3500米的地区，绝缘子串绝缘子数量应按照下式确定：
nb ≥n[1+0.1(H-1)]
nb-----海拨高度为1000~3500m地区的绝缘子数量（片）
n------海拨高度为1000m地区的绝缘子数量（片）
H-----海拨高度(km)
绝缘子的性能主要取决于绝缘材料的质量，目前在高压架空线路上常用的绝缘子有：悬式盘型绝缘子、玻璃绝缘子、有机复合材料绝缘子等。在高压架空线路的设计中，应当注意绝缘子的机械荷载、电气强度、抗腐蚀、抗劣化的性能满足要求。
5.2 防雷设计
架空线路的防雷方式，应根据线路的电压等级、负荷性质、系统运行环境、当地原有线路的运行经验、雷电活动的强弱、地形地貌的特点和土壤电阻率的高低等条件，通过技术经济比较确定。根据设计原则以及神东矿区实际运行经验，一般35kV线路沿全线架设避雷线作为防雷保护，且避雷线的保护角越小越好。
根据设计规范要求：小电流接地系统有的地线的杆塔应接地，所以架设避雷线的杆塔均需接地。当线路通过地区的土壤电阻率为100Ω•m以下时,施工时最大允许实测电阻为10Ω,土壤电阻率为100Ω•m以上至500Ω•m时,施工时最大允许实测电阻15Ω，土壤电阻率为500Ω•m以上至1000Ω•m时,施工时最大允许实测电阻20Ω，土壤电阻率为1000Ω•m以上至2000Ω•m时,施工时最大允许实测电阻25Ω，土壤电阻率为2000Ω•m以上时, 施工时最大允许实测电阻30Ω。
6. 结束语
综上所述，输电线路的设计是一门较为复杂的学科，此项工作要求设计人员既懂专业知识，又必须有现场处理各种复杂局面的实践经验。架空线路设计过程中，应结合实际条件，分析线路设计影响因素，因地制宜，优化方案，既要保证安全，又要节能。
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论文作者:孙海霞
论文发表刊物:《电力设备》2016年第10期
论文发表时间:2016/7/24
标签：线路论文; 杆塔论文; 绝缘子论文; 矿区论文; 避雷线论文; 导线论文; 井田论文; 《电力设备》2016年第10期论文;