农网建设与配电线路的设计

农网建设与改造配电线的设计

王力军 马惠英 河北省高碑店市电业局 (074000)



摘要 本文对配电线路设计所考虑的气象条件，负荷预测、路径选择、线路的勘测和定位都进行了详细的阐述，为农网建设与改造提供了技术依据。

关键词 配电线路 建设与改造

农村电网建设与改造是国务院确定加快六个方面基础设施建设的重点工程之一。农村电网建设与改造工程的实施，对扩大内需，拉动我国经济增长具有重大意义。长期以来，农网配电线路一直由县级电力管理部门进行设计、施工、管理，工程质量参差不齐，有的低压线路甚至是由农村村民进行拉架。由于历史及经济、技术诸因素，农村配网一直未做较完善的调整，致使农网基础设施十分脆弱，导致了农村电价高、电能质量差，许多电器设备在农村得不到推广，客观上制约了农村消费市场。这次农村电网建设与改造对提高农网综合供电水平、促进我国电力事业发展是一个千载难寻的好机遇。

为了保证农网配电线工程的建设质量，勘察设计首当其中。配电线路设计的主要内容是确定新建线路，更改线路的路径；确定杆位；选择杆型、导线截面、配电装置；确定杆型组装方式、各种金具加工方式；并要绘制设计图纸，编制材料计划，做出工程预算等。配电线路设计应确保施工后的配电线路安全无故障运行、确保用户人身安全。

1 配电线路设计所考虑的气象条件

在进行配电线路设计时，首先要确定其气象条件，气象条件应根据当地的有关气象资料和当地已有线路的运行经验进行综合考虑。配电线路设计主要考虑下列气象条件：

最高温度：用于计算导线的最大弧垂，保证线路对地面及建筑物的安全距离。

最低温度；做为确定导线最大应力的基本条件。

最热月份的平均气温：用于验算导线的安全载流量。

最大风速：用于确定导线、电杆、拉线等受力部件的外负荷，以及验算导线与所接近的建筑物的水平安全距离。

导线覆冰：用于计算导线、电杆等部件的机械强度。

雷电日数；用于防雷保护方面的设计考虑。

2 做好负荷预测，合理选择配电变压器容量

在农村配网建设与改造中，尤其是在经济条件许可的情况下，配网设计要在现有负荷基础上，对以后3～5年内可能增加的照明、农业、动力负荷进行预测和规划，合理确定配电变压品质容量及台数。用于农业灌溉或工副业的配电变压器一般按规划负荷容量的1.3倍选取；用于照明等综合使用的配电变压器一般按实际可能出现的高峰负荷的1.35倍选择配变容量。

3 配电线路路径的选择

路径的选择是配电线路设计的第一步，也是配电线路设计的最重要的内容。路径选择是否合理，不仅影响工程整体建设投资，而且会直接影响线路的运行和维护。路径选择应根据规程要求，做到：

(1)能满足计划年限内(一般为5年)各负荷点的用电要求。村内配电线路的路径应与农村发展规划相结合，村外配电线路的路径应注意方便机耕，少占耕地，并要与农业机械化、水利、道路规划相结合。

(2)要求路径短，避免迂回线路，减少交叉和无谓的转角，以减少建设投资和维护运行费用。

(3)尽量靠近道路，便于运输和施工，但不得影响机耕和交通。

(4)配电线路的路径应选择平坦地势，避开易受山洪、雨水冲刷的地带，避开易燃、易爆场所，以满足安全运行条件。

(5)配电线路及配电设备应避开有严重污秽和化学污染的地方。

根据以上几点，确定两、三个供电方案，并对供电方案进行经济、安全、技术比较，选择出最佳路径，然后对所选择的路径进行勘测。

4 配电线路的勘测、定位

勘测常用工具有标志杆、测绳(百米绳或皮尺)及相应的测量仪器。勘测时首先确定起始电杆和终端电杆的位置，并打好标桩作为坑基标识。必要时要根据测量结果绘制平断面图。勘测时，要根据现场实际或平断面图确定转角杆、T接杆、耐张杆、终端杆等杆型、杆塔高度、线路挡距和导线排列方式。在确定杆型后选择相应的金具、绝缘子、拉线等元件。下面对配电线路设计的一般要求介绍如下：

4.1 电杆

配电线路电杆宜采用预应力钢筋混凝土电杆，电杆构造要求符合国家标准。电杆顷覆安全系数应满足：直线杆不应小于1.5；耐张杆不小于1.8；转角杆2.0。

电杆高度一般按：10kV配电线路村外宜选用10m杆；村内宜选用12m杆。0.4kV配电线路在保证安全距离的情况下，主干线路一般选用10m杆、分支选用8m杆。

基础：电杆的基础应根据当地运行经验、材料来源、土质情况及负荷条件计算确定，但其埋深不应小于电杆长度的1/6。

4.2 配电线路导线排列及线路档距

10kV配电线路导线排列宜采用扁三角排列；0.4kV配电线路宜采用水平排列。高低压线路如是同一电源宜采用高低压同杆架设方式。10kV/0.4kV同杆架设时，高低压同杆架设的导线、横担间的垂直距离要求：直线杆不小于1.2m；分支、转角杆不小于1m。0.4kV同杆架设时横担间的垂直距离：直线杆不小于0.6m；分支、转角杆不小于0.3m；导线与拉线、电杆间的净空距离不小于50mm。

配电线路档距：10kV配电线路城镇(进村)不大于50m；郊外不大于100m。0.4kV配电线路城镇(进村)不大于50m；田间不大于70m；高低压同杆架设时，其档距不应大于50m。当直线段距离大于1km时，应设耐张杆，取等同距离的耐张段。

4.3 导线型号及截面的选择

配电线路所采用的导线，应符合国家电线产品技术标准，为节约建设投资和保证导线安全系数，宜选用LGJ型钢芯铝绞线。导线截面的选择，一般是按允许电压损耗确定，同时满足发热条件和机械强度的要求。在选择导线截面时，要根据负荷情况留有发展裕度。但为了确保线路运行质量和安全，要求进村10kV线路及0.4kV主干线路截面不小于35mm2。三相四线的零线截面积不宜小于相线截面的50%。为了确保运行和人身安全，严禁使用破股线和铁线。

4.4 配电线路金具

配电线路所选用的金具应符合国家的有关技术标准。使用安全系数不应小于2.5。横担及其它金具加工后必须进行热镀锌或热喷涂。采有角钢横担时，要根据导线截面和导线受力情况进行计算设计。10kV配电线路角钢横担其规格不应小于∠63mm×63mm×6mm；0.4kV配电线路角钢横担其规格不应小于∠50mm×50mm×5mm；15°以内转角杆可选用单横担，15°～45°转角杆宜选用双横担，大于45°宜选用上下双横担十字布置。设计杆型级装图时，要求横担组装平整，端部上下和左右斜扭不得大于25mm。

4.5 绝缘子的选择

配电线路绝缘子的性能应符合国家有关标准。10kV配电线路直线杆一般采用P-15T针式绝缘子，耐张杆宜选用X 4.5型悬式绝缘子串。绝缘子机械强度的使用安全系数为：针式绝缘子2.5，悬式绝缘子2.0；0.4kV配电线路直线杆一般采用P-6或PD-1T型针式绝缘子，耐张杆宜选用E6碟式绝缘子或X 4.5型悬式绝缘子串(根据导线截面而定)。低压绝缘子机械强度的使用安全系数不应小于2.5，且中性线、保护中性线应使用与相线相同的绝缘子。绝缘子的稳定电阻值不应小于20MΩ。

4.6 拉线的选择

配电线路的转角杆、分支杆、耐张杆、终端杆和跨越杆为了防止电杆的倾覆，均应装设拉线。拉线方式分为：普通拉线、V型拉线、水平拉线和弓型拉线。拉线一般固定在横担下不大于0.3m处。跨越道路的水平拉线对路面的垂直距离不应低于6m。拉线宜采用GJ型钢绞线，强度设计安全系数应大于2.0，最小规格不应小于GJ-25。拉线的底把应采用拉线棒，拉线棒直径视导线截面而定，但最小直径不应小于16mm。拉张盘宜采用钢筋混凝土预制拉线盘，其规格不应小于150mm×250mm×500mm(视线路长度和导线截面而定)。拉线采用U、T楔型线夹连接，同时必须安装与电压等级相同的拉紧绝缘子，强度安全系数不应小于3.0。

4.7 对地距离与交叉跨越

导线对地面、建筑物、树木、铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路的距离，应根据最高气温情况求得最大弧垂计算对跨越物的垂直距离，根据最大风速情况求得的最大风偏计算对跨越物的水平距离，计算时要计及导线的初伸长和施工误差。10kV配电线路导线对地最小距离居民区6.5m、非居民区5.5m；导线对建筑物的最小垂直距离3m、水平距离1.5m；导线对树木最小垂直距离1.5m、水平距离2m。10kV配电线路通过林区应砍代线路通道，通道净宽度为线路两侧各向外延伸5m。0.4kV配电线路导线对地最小距离居民区6m、非居民区5m；导线对建筑物的最小垂直距离2.5m、水平距离1.25m；导线对树木最小垂直距离1.25m、水平距离1.25m。

配电线路与弱电线路交叉时，电力线路应架设在弱电线路的上方，电力线路的电杆应尽量靠近交叉点，但不应小于弱电线路的倒杆距离。

4.8 配电设备

变压器及变台：变压器应选用S9系列节能型变压器，其容量视负荷情况和计算结果而定。400kVA及以下变压器(非企业专用变压器)柱上变台宜选用井式安装方式。就压器架构距地面高度不应小于2.5m。400kVA以上变压器宜采用室内(或落地式)安装，落地安装时要按要求安装保护遮拦。变压器水平安装坡度不应大于1%。高压引下线和低压引上线应选用多股绝缘导线，其截面按变压器额定电流选择，但不宜小于25mm2。变压器高压熔断器对地垂直距离不应小于4.5m，各相水平距离不应小于0.5m。

配电装置：160kVA及以下变压器应选用具有防雷、漏电保护、计量、过流保护、无功补偿等多功能为一体的JP柜进行配电。200kVA及以上变压器宜选用成套低压开关柜配电，而且必须装设具有自动跟踪补偿功能的无功补偿设备。对于改造的配电装置，必须装设一级漏电保护装置。

开关设备：10kV配电线路较长的主干和分支，应根据具体情况装设分段或分支开关设备。环型供电网络应装设联络开关设备。

电容器：线路无功补偿电容器的容量应根据线路cosΦ等数据计算确定。电容器台架上应装设高压交流熔断器和金属氧化物避雷器进行控制、保护。

4.9 防雷接地

配电变压器、开关设备的防雷装置应选用氧化锌避雷器，其接地线还应与设备的金属外壳连接。100kVA以下的变压器接地电阻不应大于4Ω，100kVA以下的变压器接地电阻不应大于10Ω。配电线路在居民区的钢筋混凝土杆、铁杆及配电设备应设可靠的保护接地，其接地电阻不宜超过30Ω。接地体宜选用垂直敷设的角钢、圆钢、钢管或水平敷设的圆钢、扁钢等，其截面应满足接地电阻要求。

根据上述勘测、定位、计算及选择情况，绘制出线路施工平面图、杆型图、杆型组装图、金具加工图等施工图纸。并按国家对预算标准的规定编制工程预算。经过各项审核、审批后予以实施。



(注：本文节选自《1999年中国农村电气化学术文集》)