10kV配电网架空线路防风加固综合应用与分析

摘 要：文章通过分析台风灾害发生时10kV配电网架空线路所将承受的破坏，提出有效提高10kV架空线路防风等级的思路，并整理出一些10kV架空线路的加固方法供实际参考。

关键词：10kV配电网；架空线路；防风加固；综合加固

10kV配电线路是连接电源与用户之间的枢纽，承担着将电能输送到用户最后一公里的责任，10kV配电线路的安全可靠运行直接影响到对用户所供电能的安全与质量，而随着经济的发展，家用电器的进一步普及，农村地区的用电量也频繁增长，与城市地区的电缆网架相比，农村地区采用的架空线路网架虽然有投资低、建设周期短、易于扩建改造等优点，但也存在可靠性较低、网架薄弱、受外部环境影响较大等因素的制约。

近年来，受厄尔尼诺现象造成的气候反常影响，广东沿海地区多次遭受台风灾害的侵袭，恶劣天气的频发给沿海地区的10kV架空线路造成惨重的破坏与损失，供电部门也需要投入大量的人力物力进行灾后的复电抢修工作，既影响极大地影响了供电的可靠性，也不符合经济效益，因此，提高10kV架空线路的抗风能力是有解决该问题的有效途径。

1 台风灾害对10kV架空线路的影响

广东地处中国南端沿海，常年受西太平洋形成台风的影响。自2013年以来，在广东省登陆并造成剧烈影响的台风有7个，其中热带风暴1个：2014年的“海贝思”，登陆风速9级，达23m/s；强热带风暴1个：2013年的“温比亚”，登陆时风速11级，达30m/s；台风3个：2014年的“海鸥”，登陆风速13级，达40m/s；2015年的“杜鹃”，登陆风速12级，达35m/s；2015年的“莲花”，登陆风速12级，达35m/s；强台风2个：2013年的“尤特”，登陆风速14级，达到了42m/s；2013年的“天兔”，登陆风速15级，达到了48m/s。

从上面的数据可以看出，近年来在广东登陆的台风，普遍存在风速级别高、破坏力强的特点，要提高线路的防风能力来应对其带来的破坏，降低台风正面登陆袭击时造成的损失，就得先了解台风灾害发生时，会对10kV架空线路造成哪些方面的影响。

1.1 自然灾害直接造成的影响

10kV架空线路涵盖了电杆、导线、金具、绝缘子、变压器、真空开关、隔离刀闸等，这些设备都直接架设在露天环境中，因此当台风灾害天气发生时，架空线路的设备都会受到直接侵袭而受损。台风灾害发生时会产生风速十几级的强风，并伴随着大雨和雷暴等次生灾害气象，而其中雷暴与强风对架空设备的直接影响最大。

运行中的架空线路设备安装位置较高且带有电流，架设在农田、山道等空旷地区的设备容易成为雷击的目标，防止雷击一直以来都是架空线路运行的一个重要课题，架空线路上必须安装足够的避雷器或过电压保护器来保护设备不受到雷击破坏。

强风也会对10kV配电网架空线路造成巨大破坏，主要表现在导线受到强烈的横向风力时，产生的剧烈摇摆和晃动导致电杆承受不住其张力而拦腰折断，位于农田、河川边等土质较为松软的电杆则会整体倾倒，进而导致接连的电杆发生折断串倒，造成杆上设备损毁，抢修时需要重新拔出和树立新电杆，由于在台风灾害过后这些地区变得泥泞，车辆器械等难以进入抢修现场，这是10kV架空线路灾后复电抢修需要花费大量时间与人力的主要原因。

1.2 外部环境间接造成的影响

台风灾害发生时往往伴随着各种次生灾害，大雨会导致河川、水库、湖泊、鱼塘等水位上涨，这些地区的土质往往也比较松软，容易出现堤坝崩塌、水土流失的情况；而在山区往往会出现泥石流冲击、大树倾倒等现象，位于这些地形周围的杆塔往往也会因地形的变化而产生倾斜、倾倒、基础受损等情况导致设备故障。位于国道、省道等道路两侧的杆塔，所处位置也比较空旷，旁边往往种植着绿化或自然生长的树木，台风灾害发生时，树木、广告牌等倾倒、铁皮屋掀翻飞走，都有可能导致压倒电杆、割断导线等情况的发生。

2 10kV架空线路抗风加固措施应用分析

经由上述分析，台风灾害发生时，10kV架空线路的设备会将会承受到来自灾害的直接影响和由各种次生灾害引发的地形突变等因素而导致损坏，而架空线路的防风加固改造则应该从抵御这些不利影响的目的出发，明确改造的思路和目标，结合设备所处环境和工程造价、施工难度等各方面的综合影响，选择合适的改造方法，以达到既定的实现防风加固的效果。

2.1 10kV架空线路抗风加固目标与思路分析

10kV架空线路进行防风加固改造的目标，是防止在台风灾害发生时出现断杆、倒杆，从而避免线路出现串倒的现象，降低设备的受损率，以提高灾后复电抢修的难度，减少抢修的所需的人力物力，以一次性的前期投入，换取降低未来灾害发生后复电抢修所需的时间和资金成本。

明确改造目标后，应分析设备在台风灾害发生时会受到哪一类型的影响。从近几年登陆台风数据可以看出，台风登陆时其风速最高可能达到15级48m/s，将所有设备的防风等级都提到相同的高度并不符合经济效益，所以在设计前期，应该根据气象风区图将整个地区分成不同的区域，沿海20公里范围内的区域按照50年一遇的风速、20公里以后的区域按照35年一遇的风速进行改造设计即可。其次，根据不同的用户类型，对于一些需要确保电力不间断供应的重要用户，应当在分区的基础上提升对其进行供电设备的防风能力等级。

2.2 10kV配电网线路现有设备抗风加固的手段方法

对于已经建好投入运行的10kV架空线路设备，由于基建时缺乏对防风加固方面的考量，所以线路从杆塔基础、电杆强度质量、线路档距、拉线数量等各方面因素都难以满足该地区抗风等级的要求，所以对于现有的架空线路应采取综合加固的措施手段提高其防风能力等级。

提高现有线路防风能力等级，应根据现场勘查的结果选择多种方法进行综合加固。首先从整体出发，提高电杆的强度，增加电杆密度，将线路的平均档距缩短到50～70m的范围，并将线路耐张段控制在单回路线路500m内、双回路400m内，这是现有架空线路提高防风等级能力需要达到的基本要求。

在此达到基础要求的前提下，每两支电杆安装一组防风拉线，在耐张杆、转角等关键部位安装四方拉线。这样的改造形式造价低，效果好，但因为安装拉线后会导致期周边土地的使用产生阻碍，所以施工时民事问题突出，只能在一些比较空旷的地方实施，且大量安装的拉线也相应提高了日后运行维护的难度。

对于没法安装拉线的区域，在达到基础要求的前提上，将耐张杆、T接位置电杆、转角较大的电杆等关键部位更换为铁塔，再增加或更换适量的直线铁塔，这种加固方法能达到相应的加固效果，也能减少日后运维的压力，但由于铁塔基础需要占用的面积较大，一些道地下管道密集、或道路两侧区域较小的地方难以进浇筑。对于无法更换铁塔的关键部位可以选择更换成开裂弯矩不小于80kN.m的12m电杆或不小于100kN.m的15m电杆的高强度电杆，并选择基础杯进行基础加固。这种方法可以有效地解决铁塔占地面积过大的问题。

对于一些无法浇筑基础杯的地方，在硬塑土上的电杆可以选择底盘加双卡盘做基础并增加电杆埋深的方法来解决，具体埋深应通过设计计算得出。对于在软塑土的电杆，可以选择在底部浇筑水泥加固块，但前提必须保证电杆是高强度电杆，以防止电杆强度不够导致被折断后因底部被浇筑固定无法更换，这种方法也适用于直线电杆的加固。对于一些处于特殊位置，如水塘水沟边、斜坡、山地等地方，需要通过堆砌水泥沙包或浆砌块石护坡来防止水土流失，具体方法得视现场勘查结果进行设计。