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)線路一般由導線，絕緣子，橫擔及配套鐵附件，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)導線：

一般情況下可選用裸導線，用于林區(qū)和城鎮(zhèn)等可選用絕緣導線，導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、瓷橫擔絕緣子、柱式絕緣子。

3)橫擔：

角鋼制品，分單角鋼橫擔和組合角鋼橫擔。

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)標準中采用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，預應力桿和部分預應力桿;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)載流量確定導線截面，根據(jù)氣象條件和地形條件確定導線型號。風力大，覆冰厚，檔距大，高差大等特殊情況要考慮使用帶鋼芯導線，選擇導線截面積不宜過小。

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)選用標準設(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、采購、加工、施工和運行維護，推行標準化設(shè)計，設(shè)計工作開始之前要熟悉標準設(shè)計各模塊的設(shè)計成果，根據(jù)本地區(qū)的氣象條件和導線型號，選擇合適的標準設(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)應使導線對地高度大于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，埋地部分應至少為電桿全高的1/6，跨路桿的地面以上高度至少應為7+2+0.6=9.6米，全高應大于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)標準設(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，套用相應的設(shè)計標準。

4)確定導線的安全系數(shù)

規(guī)范規(guī)定，導線或地線的最大使用張力不應大于絞線瞬時破壞張力的40%，即安全系數(shù)應大于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，推薦小檔距線路導線采用較大的安全系數(shù)，放松導線張力，也達到減小導線縱向荷載，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的標準設(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)標準設(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，需要使用絕緣導線，采用較高桿塔。

4)較長的耐張段，應按設(shè)計規(guī)范12.0.4條的規(guī)定，每10基應設(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。