10kv配电线路设计的研究

10kv配电线路设计的研究

陈满钊

陈满钊

广东南海电力设计院工程有限公司广东佛山528000

摘要：本文主要针对10kv配电线路的设计展开了研究，对10kv配电线路的勘察初设和设计编制两个阶段作了分析，并给出了一些电力设备选择的建议，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词：10kV；配电线路；设计

10kV配电线路的稳定工作是电力网正常工作的前提标准，并且还对电力工程的操作和建设有着很大影响。因此，为了保障10kv配电线路的正常工作，我们必须要重视对10kv配电线路的设计工作，以为电力网的运行打下坚实的基础。基于此，本文就10kv配电线路的设计进行了研究，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。

1勘察初设阶段

1.1勘察现场调研

首先查明线路起点，电源是由哪个变电站送出、线路名称、杆塔编号、杆塔形式、受电地点、线路终点及线路导线截面。

从交通条件，地形地势、矿物森林资源、气象条件、水文地质等实际情况出发，了解现场情况。观察现场各种情况如过河流、过公路、过铁路等各个方面选择路径。必须考虑到，在满足所属地区规划部门要求及避让通信、军事等设施前提下，考虑施工方便、运行安全、尽量避让不良地质地区，否则会影响基础形式的选择，增加基础部分建设投入；尽量选择污秽等级较低的地域通过。否则随着污秽等级提高，整条线路的绝缘水平必然相应提高，影响杆塔、绝缘子选型，增加杆塔、附件部分建设投入；拆除建筑物和居民房，砍伐经济林木或防护林，跨越采石厂等都会增加拆迁补偿费用，影响到其他费用中的建设场地征用及清理费等。

1.2选择路径

选择路径是最重要的工作，线路路径通常具有多条供选择的路径，路径短的方案可以节约材料，因此，要从路径的长度上进行选择方案的优势，对不同的路径进行技术经济分析，综合比选，选择技术经济最佳可行路径方案。对现场进行测量、踏勘、绘制路径图确定杆塔型式，做出标记、桩点里程与高程以便复测施工时之用。根据以上的资料在图上对路径方案进行初设，通过计算分析比较，确定最佳设计方案，并对各种方案进行资料完善、整理，形成全套的资料，递交地区供电部门、供电维护运行单位确定设计方案。

2设计编制阶段

2.1编制说明

线路总的编制说明部分主要包括工程名称、设计依据、线路走径、工程概况、主要工作量以及注意事项等部分。线路设计依据从设计的基本原则出发，应符合当地的具体情况，严格执行有关文件、设计规程，国家标准，地方标准和行业标准。工程设计任务书及批准的文号、经审核批准后的电力系统设计文件、上级机关或下达设计任务单位对工程设计的有关指示性文件等，与建设单位签订的设计合同。

2.2设计要点

线路走径要结合当地发展规划，尽量少占农田，以便于机械化耕地。并与农业机械化、道路规划等配合，避免线路迁移。为减少电能与电压损失，降低工程造价，方便施工、运行和维护等，线路路径应尽量短，跨越转角少，低压主干线应向道路侧靠近，但不能影响交通。确定设计线路的电压级别、线路始终点、全线路地形情况，路径长短，污秽区情况，根据客户分布点，合理选定配电变压器和接户配电箱安装位置，设定接户线杆与安装客户设备位置的线路长在30m内。为了确保线路的安全运行，线路路径应避开易受雨水冲洗的地方，严禁跨越堆放可燃物、爆炸物的场院和仓库，避免发生火灾或爆炸事故。此外，应考虑电力线路对弱电线路的影响。

2.3设计方法

路径确定后，测量距离确定杆位。首先需要确定线路首端杆和终端杆的位置，当碰到地形限制或用电需要时，要确定转角杆的位置转角度数以便选用杆型。这样，根据转角杆的位置就把整个线路分成几个直线段，然后测出每个直线段的长度，均匀分配档距，逐个确定直线杆的位置编制新建杆号。客户接户线终端杆位确定应考虑接户变压器、配电室的电源进出线是否合理方便。同时，应考虑线路档距：10kV配电线路城镇（进村）一般小于50m，非居民区小于80m，个别地区因地形限制，可采用钢管杆一般不得超过140m。在山区大跨越地段可采用铁塔形式。

高低压同杆架设的配电线路一般为30～40m，最大不应超过50m。如碰到交叉跨越及接户线的需要，线路档距可以减小。为了得到较大的交叉跨越垂直间隔，当新架线路从被交叉跨越物上面通过时，在保证倒杆间隔的情况下，电杆应尽量靠近被交叉跨越物。若新架线路在被交叉跨越物下方时，交叉点应尽量放在新架线路的档距中间。

根据施工设计图列出设备材料清册，根据设计资料，可套用标准定型图。并采用现行定额、计费程序，编写工程预算书。

3电力设备的选择

3.1设备选择的技术条件

在10kV线路中所用的电力设备应符合电力设备技术条件，按使用环境条件来选取。气象条件的选取一般为：最低气温－40℃，最高气温＋40℃，确定最高日平均气温＋30℃，最高年平均气温＋20℃，最大日温差25℃。如果10kV线路较长或气象区复杂，可分段选取气象区。一般按最大风速超过35m/s，电线覆冰的取值5mm，海拔不超过1000m等条件来进行选择。

3.210kV线路的杆塔

杆塔型式主要分为四种型式：耐张杆塔、直线杆塔、转角杆塔、终端杆塔。在工程设计中，应尽量选用典型设计或经过施工、运行考验过的成熟杆塔型式。在选择杆塔型式的同时，必须说明采用直线杆塔或承力杆塔型式的理由，有些地段受环境所限不能设拉线或按常规水泥杆不能满足多回路、大截面导线的荷载需要以及终端杆、转角杆，可采用钢管杆。钢管杆基础可采用打桩施工，其特点明显：

（1）在水泥杆原位换杆打桩不影响原线路布局；

（2）占地少，不受地形限制，对附近建筑物没有影响；

（3）停电时间短，当天施工当天送电；如只换转角杆停电两小时即可完成；

（4）打桩机不用外接电源，不受野外施工没有电源的影响；

（5）其造价不高于混凝土基础。包括各种杆塔型式的特点、使用钢材、混凝土量、适用地区等技术经济指标，综合考虑基础及线路占用走廊等因素后，对技术经济进行综合比较，优选杆塔型进行设计。

3.3导线的技术要求

按照工程设计的要求与电力系统设计，决定导线截面，论证导线型式、规格等，说明导线的主要机械和电气特性。设计说明中包括架设线路导线最大使用应力、安全系数K=3.5，并考虑线路通过河流、高速公路、铁路、山区、特殊地区的地形、地貌及使用大跨档距情况下根据导线的力学性质绘制特性曲线；计算出各种温度下的架设弧垂值，列出表格。并提出它们的防振措施。影响导线产生震动的主要因素与风速、档距与线路架设高度、风向、地形、导线自身应力等。

3.4柱上负荷开关的选型

10kV线路中为保证电力系统正常运行，在变电站出线、线路联络处、配电线路客户进线的责任分界点处，分支线连接处，装户外柱上真空负荷开关。VSP5–12应用于额定电压为12kV、额定频率50Hz的户外三相交流配电系统中，作为开、合负荷电流和关合短路电流之用。采用真空灭弧，SF6气体绝缘，开关内有与真空灭弧室相串联的隔离断口，灭弧性能和耐压性能优越。二者间由机构保证动作顺序。适于开断负荷电流，开关内除了真空断口之外，还串有一个SF6隔离断口，耐电压性能特别优越。在箱体顶部安装有防爆装置，即使发生意外内部故障，也不会有高温气体或飞溅物泄漏出来。具有手动/自动操作，开关操作灵活，配电磁操作机构。有电关合，失电分闸，结构简单可靠。具有自动化配电接口：可配装各种变比的电流互感器，用于测量和保护以及计量，及配备远动辅助接点。

FZW28（A）–12F型户外分界真空负荷开关适用于柱上安装的场合，具有手动和电动操作功能。采用真空灭弧和SF6气体作对地及相间绝缘介质。FZW28（A）–12F型户外分界真空负荷开关（VSP5–12开关本体与FDR–01控制器）具备故障检测功能，保护控制功能和通信功能，安装于10kV架空线路上，可实现自动切除单相接地故障和自动隔离相间短路故障。安装点适用于10kV配电线路客户进线的责任分界点处，也可以适用于符合要求的分支线连接处。

3.5线路故障指示器安装

为便于运行维护尽快找到事故范围线路上安装故障指示器与接地环。不含电池型（SFI–2A）宜安装在线路干线或较大负荷支线上，含电池型（SFI–3A）宜安装在高压客户或小区配电室进线处或较小负荷支线处；安装含电池型故障指示器，应将线夹处导线绝缘层剥除；故障指示器线夹应夹牢导线、使铁芯闭合，同时把接地环拧固。

4防雷与接地线装置

4.1防雷的必要性

全国越来越多的城市配电网络大量采用架空绝缘导线线路。绝缘线路发生雷击断线和绝缘子击穿事故也呈不断上升趋势并已成为严重威胁配电网线路安全运行的主要根源。并造成多起人身伤亡和巨额财产经济损失。因此，如何妥善解决雷击断线问题，以确保架空绝缘配电网的安全运行已经成为全国配电网系统中一个迫切需要解决的重要问题。

4.2防雷保护装置

防雷绝缘子线路过电压保护器是用来抑制暂态过电压的一种过电压保护装置，为高压设备排除雷电过电压、内过电压以及工频电压升高等干扰，保障线路及变压器等高压设备免受过电压的干扰和侵害。为确保线路可靠运行，在下列线路设备，必须装设避雷器并有良好接地设施：配电变压器、柱上开关、常开刀闸、户外电缆头、无高层建筑物遮挡、农田空旷地区配电变压器的低压侧、雷雨季节的空线路。

4.3环型防雷保护装置

10kV架空绝缘线路应采取防止雷击断线措施，在直线杆一般采用的是放电箝位绝缘子、放电线夹安装在针式绝缘子的负荷侧，当雷雨季节线路改变运行方式，则应在改后针式绝缘子的负荷侧补装。采用穿刺型放电线夹应按季节气温配置扭矩螺母，扭断螺母，紧固线夹。而新型防雷保护装置——带环形电极外串间隙金属氧化物避雷器，对比了安装前后线路的运行情况，并进行了技术经济分析。结果显示，在10kV架空绝缘线路上使用带环形电极外串间隙避雷器能有效减少雷害且收效显著。安装时不须剥除绝缘线的绝缘层，不会导致雨水沿绝缘层剥除点渗入，腐蚀绝缘线的金属导线。线路正常运行时，线路绝缘子防雷过电压保护器不承受持续工频工作电压的作用，处于“休息”状态不容易老化，限流元件电阻阀片的荷电率可以取得高一些，雷电冲击残压可以随之降低。限流元件只有在一定幅值的雷电过电压作用下球间隙动作后，限流元件本体才处于工作状态，安装在设计的线路上，有足够的耐受操作过电压的能力，间隙大小可选择避免操作过电压作用的动作，这样可以减轻限流元件动作负载试验的压力，不会导致限流元件承受不了而损坏，引起短路接地，导致绝缘电线断线、绝缘子闪络或击穿。因球间隙的隔离作用，即使限流元件电阻片劣化，也不至于影响线路的正常运行。

5结束语

综上所述，影响配电线路设计质量的因素有很多，所以，为了保障10kv配电线路的正常运行，我们必须要重视10kv配电线路的设计工作，并在设计过程中，需要对每一个环节的质量进行严格的控制，以保证每一项设计都能落实到位，从而保障10kv配电线路的建设。

参考文献：

[1]刘箭.10kV配电线路设计技术中的关键问题简析[J].硅谷.2014（22）.

[2]仇法永.电力系统10kV配电线路设计要点研究[J].电子技术与软件工程.2013（18）.