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关键词:低压电动机;隔离;协调
Abstract: the motor of the whole circuit design for motor plays an important role, especially important to low voltage motor is. This paper mainly on the analysis on the basis of low voltage motor design, through the investigation found that there are problems, including include electrical isolation, grounding protection, coordination and special protection, pointed proposed several constructive opinions. Only a comprehensive analysis of the problem to ensure its function of the biggest advantage.
Keywords: low voltage motor; Isolation; coordination
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
电动机具有结构简单、价格低廉、使用便捷等特点,在国民经济各方面被广泛的使用,人们的日常生活已经离不开,所以加强电动机的使用价值非常值得深入的研究。在设计的专业技术上来说,由于供电状态和机械负荷的多变性,使其经常出项故障,不但本身的质量得不到保障,同时,给生产和生活带来很大的不便。因此,电动机的安全运行对整个生产企业来说是主要克服的问题,目前,利用单片机的数据处理的能力设计出智能化的低压电动机保护装置,是提高电动机使用效率的最好方法,通过先进的计算机技术,设计相应的系统软件。
一、电气隔离
为保证电动机运行检修人员的安全,必须在电动机的主回路上装设隔离电器,无论是高压还是低压回路,由于高压造成的安全事故严重,很多维修工人只注重高压回路,这种观点是错误的,人们接触最多的是低压电气设备。
1、电动机主回路的隔离电器
包括三类,主要有1)隔离开关、隔离器、移动或手持电动设备的插头和插座、抽屉开关柜上的接插头、可拆卸的联结排等;2)能操作负荷电流的隔离开关熔断器组、熔断器式隔离开关;3)隔离型的断路器。
2、隔离电器的装设符合的要求
要想保证其正常有效的工作,必须严格要求隔离器的质量问题,要将其严格的按照相关的规定进行作业,笔者经过多年的研究经验,总结出要符合以下研究方案。1)电动机与其控制电器宜共用一套隔离电器,为运行的安全提供了重要的保障,进而减少主回路中的电器元件,符合隔离要求的短路保护电器可兼作隔离电器,需要重视的一点是可以将移动与手持设备可用插头和插座作为隔离电器。2)原则上每台电动机的主回路上应装设隔离电器,这是工作重点要求的地方,但对于共用一套短路保护电器的一组电动机,或有同一配电箱( 屏) 供电且允许无选择地断开的一组电动机,通过实际测量数据,为节省资源的浪费,根据相关的理论研究表明,可以共用一套隔离电器。3)为了保证工作人员的安全,使其不受伤害,应当是隔离电器宜装设在控制电器附近或其它便于操作与维修的地方,这样有效的实施了相关使用便捷途径,增加了其功能的优势,由此看来,为了提高工作效率,必须注意隔离器使用的相关问题。
二、接地保护的重要性
接地保护是对电动机本身及其回路出现对地故障时的有效维护手段,如果出现故障,应当及时的采用该种治理策略。由于接地故障的电流比一般的短路故障电流小,工作人员误认为没有太大的实用价值,所以不重视接地保护。有时,在工作中,由于将短路保护电器用作接地保护,使电路连接发生事故,造成人体间接触电的严重事故,带来了巨大的损失。
为了加强其安全性,接地保护的电器有作为短路保护用的低压断路器、低压熔断器等,有着至关重要的影响,需要注意的是还有专门用于接地保护的漏电保护器、漏电断路器、漏电继电器等。这些设备的运用,应当合理的被选用,具体可以分为两种情况。1)在TN 配电系统中,采用短路保护电器作为接地保护。其主要工作原理是瞬时或延时动作使得低压断路器作为接地保护。操作人员必须具备专业的技能,对电路的连接有十分的娴熟,值得注意的一项是,要求接地故障电流与其过电流脱扣器整定电流的比值≥1.3。2)采用低压熔断器作为接地保护,此种方法是目前创新的方法之一,使用起来便捷,同时,能使使用效率增加,在安装时应当注意,移动电机设备的末端回路,切断故障回路的时间≤0. 4S,只有这样才能保证工作的正常运行。3)在TT 配电系统中,需要注意的是,工作操作时,应当要采用漏电保护器或漏电断路器等作为接地保护电器。有利于保证在各种条件下安全稳定的运行。
三、协调配合的重要作用
协调配合的问题对电路设计起着至关重要的作用,主要包括启动电动器和保护电动器之间的协调和控制回路内的协调,要想完整系统化,必须加强这两项环节的管理和设计。
1、起动电器与保护电器之间的协调配合:从根本上说,所指的是协调配合是指电器的时间和电流特性的配合,必须分清根本问题才能更好的解决,其解决方案有两种,一种为“低压断路器、接触器、热继电器”组合时正常要求的时间和电流特性,这种电路设计方法必须要求专业的人员进行操作,以便更好的解决技术性问题。另一种为“熔断器、接触器、热继电器”组合时正常要求的时间—电流特性。
2、控制回路内的协调配合:所谓的控制回路内的协调配合是指避免控制电器之间的触点竞争,掌握好竞争点是整个设计的关键,这就要求合理选用控制电器的型号,只有选择正确的型号才能保证两电动器的动作过程和时间不同。还应当通过中间继电器等使某一电动器动作时间延迟,进而控制回路内德协调配合器。
四、温度保护的重要作用
在一些爆炸危险场所,电动机的外壳温度过高易引发事故,经过多年的专家研究温度式的保护电路。此种发明开辟了一条高科技技术的先进道路,是值得广泛使用的一种好方法。具体的做法是把热敏元件预埋在电机内部温度最高的地方,然后用电路来放大热敏元件的检测信号,由此会产生当温度,使其超过限定值,通过相关的技术,驱动继电器动作,进而使接触器跳闸保护电动机及其运行场所,此种方法的实用性非常强。
在实际工作中,不是每次使用都会百分之百的有效,值得注意的是,有人认为用热继电器就可以实现电机过流而达到过热保护,但是在实际工作中,理论知识所显示的内容是不完全的,是因为在电网中含有相当的谐波成分( 主要是非线性元件设备引起) ,导致发热比纯工频电流要高,而热继电器的热元件区分不出来,所以只有采用温度保护电路才能直接准确地反映电动机的温度状况。
总结:
通过本文的论述,使我们清晰的了解到,低压电动机电路设计时应当注意的问题,要想保证整个系统运作时顺利进行,必须加强其管理措施,重视各个小环节部分,比如电气隔离、接地保护、协调配合、温度保护等实际问题,只有在实践中不断的加强改进,总结相关的经验和教训,才能保证资源的节约,给相关单位带来经济上的盈利,稳定的发展我国的电动机制造行业,使企业的经济效益达到最大化。
参考资料:
[1]李鹤轩等.异步电动机的控制[M].机械工业出版社,201109).
[2]杜宗轩等.电气设备运行技术问答[M].中国电力出版社,2010(04).
[3]夏天伟;郑祥;王士荣.电动机智能型保护监控装置的研究[J].沈阳工业大学学报,2009(04).
关键词:专用集成电路 计算机辅助设计工具 新型微处理器
中图分类号:TN401 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(a)-0117-01
新型微处理器设计必须努力达到在可接受的耗电量和芯片面积条件下的最高性能。因此,芯片工具方法论通常具有挑战性和两个突出的特点:基本构件是晶体管,晶体管的尺寸可以单独地控制并能够和其它的晶体管组成不同的逻辑族;物理设计是分块的、详细计划的,而且在实施细节被设计出来之前就要提交。
1 微结构设计和电路可行性研究工具
微结构设计的目标是建立一个性能模型和一个微结构文档,该文档包含细致的流程图和具有重要性能的通路。该性能模型通常被高度参数化以便在主要的结构特性上施行中产生更多“如果-怎么样”的测试。该设计过程完全是人工的。该性能模型通常用高级编程语言写成,所以这里仅需要一个好的文本编辑器和语言编译器。对于微结构文档的编写,通常具有画图功能的字处理器就足够了。
电路可行性研究的目标是确保微结构可以实现。基于微结构的知识,电路设计者将芯片分成许多块并创建一个芯片级的底层计划来涵盖这些模块。多种分配电源的计划被测试之后,选择最优者。
电路可行性研究层次的基本工具是:电路图编辑器和连线器、布线编辑器和寄生抽取器、SPICE仿真器。绝大多数商品化的电路图编辑器、布线编辑器、寄生抽取器和SPICE仿真器都有电路可行性研究能力。
为了方便芯片底层计划的设计,上面的工具能够执行“如果-怎么样”的测试、芯片分区、模块管脚布局和综合网络连线,并具有许多不同的用户控制算法。然而,由于底层计划创建于设计的最早阶段,这些工具在操作部分完成设计数据。绝大多数的商业化工具都没有为此目的而设计。
为了确保整体时序说明的完整性,一个用于检查高层模块之间时序和整体网络线路一致性的工具是必须的。不论何时,只要某些模块中有局部变化,整体时序将随之而变化。该工具用于检查带有新时序的问题。
2 寄存器传输级(RTL)模型设计工具
RTL模型设计设计的目标是创建一个RTL层次的仿真模型,该模型反映微结构的意图,逻辑校验工程师能够检查逻辑的正确性,且包含有足够的细节以便能给电路设计人员呈送一份微结构的详细说明。
由于三个设计数据库(RTL模型、底层计划、数据通路/内存电路图)存在于该层,所以应该设计一个机制用于保持设计数据的同步。分区和引脚影响底层计划的RTL模型的数据。为确保底层计划和RTL模型同步,一个工具(RTL-to-fp)可以有规律的输出最近的分区信息和管脚信息到底层计划。为了保持在数据通路/内存电路和RTL模型之间的连接,可以使用等效性检查工具。数据通路/内存电路和它们在底层计划的模块表示出了支持这种同步机制需求的工具,如图1所示。
大多数商业化的等效检查器在校验RTL模型和相应的电路图网表之间的等效性上不够智能化。这些商品工具的主要缺陷是:等效处理算法在处理高层RTL模型上不够智能化;不能理解出现在电路中晶体管级别的多样性。
一种解决方案是使用一个晶体管—布尔—网络工具翻译电路网表到RTL模型之中,如可替代检查过程中RTL模型2(可替代的等效性检查过程:数据通路/内存网表布尔类型化RTL模型2逻辑仿真器RTL模型),并使用一个逻辑仿真器来校验RTL模型2和起初的RTL模型之间的等效性,这种方法更高效。因为模型2是自动产生,所以不需要维护。然而,它需要一个足够智能化的工具,该工具至少可以理解在设计中的每一个晶体管的逻辑功能。
3 数据通路/内存原理图设计工具
在微-底层设计计划阶段,设计人员可以使用商用的个人文档编辑工具来起草微-底层计划。设计人员也可以使用布线编辑器或一个原理图编辑器来编辑微--底层计划。微-底层计划是基于未完成的高层设计数据,在这项工作中还没有专用的商业工具。
在微-底层计划构造之后,开始原理图设计。由于已知的关键通路已经被确认,并且在电路可行性研究阶段已经设计,所以画原理图通常使用这些关键通路作为锚区。在画原理图期间,位于整体时序说明文件中的高层管脚时序说明文件不断更新以反映已经提交的执行。
4 结语
微处理器有两个不同于基于标准单元ASIC设计的显著特点:(1)基于晶体管。(2)直接计划和较早决定设计工具。要支持这两个特点,CAD工具需要理解设计中所用到的晶体管的功能,并能够与完成的部分数据协作,大多数商业化工具没有这些能力。因此,微处理器设计团队必须大幅度投资业界工具,以便创建所需要的工具流程。由于微处理器设计团队比ASIC设计团队小得多,商人不情愿为基于晶体管微处理器的商业工具进行投资。因此,需要大量的CAD资源来支持新型微处理器设计项目。
参考文献
[1] 余晶,余淼.基于CAD模型的特征参数化定义的方法[J].南京:计算机辅助设计与制造,1998(10).
关键词:电力;路径选择;杆塔定位
1线路路径的选择
线路路径的选择工作一般分为图上选线和野外选线两步。图上选线是先拟定出若干个路径方案,再进行资料收集和野外踏勘,进行技术经济分析比较,并取得有关单位的同意和签订协议书,确定一个路径的推荐方案。推荐方案报领导或上级(包括规划部门)审批后,进行野外选线,以确定线路的最终路径.进行线路终勘和杆塔定位等工作。
图上选线通常是在比例为五千分之一,万分之一或更大比例的地形图上进行。图放在图板上,先将线路的起讫点标出,然后将一切可撰走线方案的转角点,用不同颜色的线连接起来,构成若干个路径的初步方案。按这些方案进行线路设计前期的资料收集,根据收集到的有关资料,舍去明显不合理的方案,对剩下的方案进行比较和计算,确定2~3个较优方案,待野外踏勘后决定取舍,最终确定线路最佳方案。进行路径方案比较时。应包括如下内容:
线路的长短:
通过地段的地势、地质、地物条件以及对作物和大跨越及不良地形的影响情况:
交通运输及施工、运行维护的难易程度;
对杆型选择,技术上的难易程度、技术政策及有关方面的意见:
线路的总投资及主要材料、设施消耗量的比较等。
为使线路建设得经济合理,对输电线路可能涉及到的工矿企业、铁路交通、邮电通讯、城镇建设以及军用设施等,要与有关单位协商研究解决,并签订相关协议。
2杆塔的定位
在已经选好的线路路径上,进行定线、断面测绘,在纵断面图上置杆塔的位置,称之为定位。它是线路设计的一个重要环节,其质量关系到线路的造价和施工、运行与维护的方案与安全。因此,必须进行细致的工作,排定出杆塔配置的最佳方案。
2.1平面图与断面图
在线路路径方案选定后,即可进行线路的终勘测量工作,为施工设计的定位工作以及日后的运行工作提供必要的资料和数据。终勘测量包括定线测量、平面测全和断面测量。定线测量是根据选定的线路路径,把线路的起讫点、转角点、方向点用标桩实地固定下来,并测出线路路径的实际长度。
平面测量是测量沿线路路径中心线左右1Om 的带状区内的地物、地貌并绘制成平面图,为杆塔的定位工作提供依据。断面测量分为纵断面测量和横断面测量。
前者是沿线路中心线测量断面上各点的标高,并绘制成纵断面图,供线路设计时排定杆塔位置后者则是当垂直线路方匀的地面坡度大于1:5或起伏极不规则的地段,测量线路横断面各点的标高绘出横断面图,以供权验最大风偏时导线时吧的安全距离等的需要。
绘制纵断三图的比例尺为:当线路通过平地或起伏不大丘硬地时,横向(水平距离)用1:5000,纵向(标高)用1:500;而对于山区及起伏较大的丘陵地或如铁路、高速公路等重要的叉跨越地段,横向用1:2000,纵向用1:200(若高差很大时也用1:500)。横断面图比例尺,横向为1:1000,纵向为1:100 。线路经过地区的平面图和断面图画在同一图上(其横向例尺应相同),称之为平、断面图。平面图中,线路路径中心线为直线,只用箭头表示线路转向(左转或右转)并注明转角度数中心线两边的地物、地貌,凡对线路有影响的均应在图上画在平面图的下面,填写杆(塔)位标高,杆(塔)位里程,定位档距耐张段中的代表档距等数据。纵断面最后在转角处断开。横断面图应与纵断面图绘在一起。必要时,地质剖面直接绘于纵断面图上。
2.2 杆塔的室内定位
杆塔定位工作分为室内定位和室外定位。室内定位是用最大弧垂模板在平断面图上排定杆塔位置的;室外定位是把室内排定的杆塔位置到野外现场复核校正,并用标桩固定下来。杆塔位置排定的是否适当,直接影响线路建设的经济合理性和运行的安全可靠性.杆塔定位的主要要求是导线的任一点在各种气象情况下均须保证对地面的安全距离(即限距).在山地和丘陵地带定位时,为了满足限距要求,必须用最大弧垂模板确定定位档距。终端、转角、跨越、耐张等特种杆塔先行定位后,再分段用最大弧垂模板沿平断面图排定各耐张段的直线杆塔的位置。
根据所排出的直线杆塔位置,计算出该耐张段的代表用以计算或查取导线应力,再算出K值,看此K值是否与模板的K值相符(相等或相近),如果相符,则表明该段杆位正确。否则,应按实算的K值重选模板重新排定杆位,直到两次的K值相符时为止,排完一个耐张段以后,再排下一个耐张段,直到排完线路全部杆塔为止.定位时应注意下列情况;
2.2.1 应尽量避免孤立档距,尤其是档距较小的孤立档,它易使杆塔受力情况变坏,造成施工困难,给检修带来不便。
2.2.2 山地定位时,除应考虑边坡的稳固外,尚须保证电杆的焊接、排杆、立杆、临时打拉线紧线等条件是否具备。
2.2.3 立于陡坡的杆塔,应考虑其基础有无被冲刷的可能。
2.2.4 引拉线杆塔应注意拉线的位置,平地应注愈避免拉线打在路边或池塘洼地,山地应注意避免顺坡打拉线使拉线过长。
2.2.5 在重冰区,应尽量避免大档距,尽可能使档距均匀一些。
3 杆塔定位后的校验
在初步排定杆塔的位里并拟定杆塔的型式、高度后, 应对线路各部分的设计条件进行检查或校验, 以验证所定杆塔位置是否超过设计规定的允许条件, 检查或校验的内容通常包括以下方面。
3.1 各种杆塔的设计条件的检查
杆塔的荷重条件, 包括垂直档距、水平档距、最大档距、转角度数等, 应不超过其设计允许值。水平档距和垂直档距, 可以在定位图上量得。但图上量得的垂直档距是最大弧垂时的数值, 当此值接近或超过杆塔设计条件时, 应将其换算至设计气象条件下的数值后检查其是否超过设计允许值最大档距常受线间距离、悬点应力和断线张力等控制。定位的最大的档距应小于杆塔设计时的最大档距。线路的转角度数应小于转角杆塔设计的转角度数。超过
时, 应变动杆塔位置或更改杆塔型式,以便加强杆的强度。
3.2 直线杆塔摇摆角的校验
有些位于低处的杆塔, 它的垂直档即较小所以当风吹导线时, 悬垂串摇摆较大、当摇摆角超过杆塔的允许摇摆角时, 将引起带电部分对杆塔构件的安全间隙不够, 所以必须对其进行校验。允许摇摆角根据允许间隙用作图方法确定。一般情况下, 在平地摇摆角不符合要求的情况比较少, 但在山区或丘陵地带, 摇摆角超过允许值的情况比较多, 此时一般解决的办法是: ①调整杆塔位置; ②换用较高杆塔或允许摇摆角度较大的杆塔; ③采用V形、Y形等形状的绝缘子串; ④孤立档距可考虑降低导线的设计应力: ⑤加挂重锤或将单联悬垂串改为双联悬垂串等。
3.3 直线杆塔的上拔校验
在定位时, 若直线杆塔位于低处, 除需校验摇摆角外, 还需对其进行上拔校验。当杆塔的垂直档距为负值时则必定有上拔力产生。而这种上拔力产生的气象条件一般为最低气温时( 重冰区有时在班冰和相应风速时) , 所以校验上拔时必须按此气象条件进行计算, 或用此气象条件下的比载和应力计算模板系数K值, 选最小弧垂模板在定位图上找出杆塔的垂直档距对其进行校验。为了消除直线杆塔的上拔现象, 可采用防止摇摆角过大的有关措施, 必要时也可采用轻型耐张杆塔。根据经验, 摇摆角常起控制作用, 即摇摆角许可后, 就不用再校验上拔了。
4杆塔的室外定位杆塔室内的定位
关键词:输电线路;路径;杆塔
随着国民经济快速增长,各地电网建设迅猛发展,从过去的“几年建一条线路”到现在的“一年建几条线路”实现了跨越式发展,供电可靠性进一步提高,电网输送能力大大增强,但输电线路建设的内部环境和外部空间却越来越小。各地进行土地开发线路路径选择困难,施工占地的民事工作难以协调,线路改造停电时间短,工程建设资金短缺等是电网建设中遇到的新问题。如何应对新形势,最大限度地满足电网建设需要已成为技术部门不断研究的课题。本文从设计角度围绕方便施工、降低造价、利于运行等方面,对输电线路设计中应注意的问题进行了探讨。
1设计中应注意的问题
1.1路径选择
路径选择和勘测是整个线路设计中的关键,方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。为了做到既合理的缩短路径长度、降低线路投资又保证线路安全可靠、运行方便,一条线路有时需要徒步往返3~5趟才能确定出最佳方案,所以线路勘测工作是对设计人员业务水平、耐心和责任心的综合考验。
在工程选线阶段,设计人员要根据每项工程的实际情况,对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施进行充分搜资和调研,进行多路径方案比选,尽可能选择长度短、转角少、交叉跨越少,地形条件较好的方案。综合考虑清赔费用和民事工作,尽可能避开树木、房屋和经济作物种植区。
在勘测工作中做到兼顾杆位的经济合理性和关键杆位设立的可能性(如转角点、交跨点和必须设立杆塔的特殊地点等),个别特殊地段更要反复测量比较,使杆塔位置尽量避开交通困难地区,为组立杆塔和紧线创造较好的施工条件。
1.2杆塔选型
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,杆塔工程的费用约占整个工程的30%~40%,合理选择杆塔型式是关键。
对于新建工程若投资允许一般只选用1~2种直线水泥杆,跨越、耐张和转角尽量选用角钢塔,材料准备简单明了、施工作业方便且提高了线路的安全水平。对于同塔多回且沿规划路建设的线路,杆塔一般采用占地少的钢管塔,但大的转角塔若采用钢管塔由于结构上的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一倍,直线塔采用钢管塔,转角塔采用角钢塔的方案比较合理,能够满足环境、投资和安全要求。
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。在线路加高工程中设计采用占地小、安装方便的酒杯型(Y型)钢管塔,施工工期可由传统杆塔的3~5天缩短为1天,能够减少施工停电时间。
1.3基础设计
杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分,它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。其施工工期约占整个工期一半时间,运输量约占整个工程的60%,费用约占整个工程的20%~35%,基础选型、设计及施工的优劣直接影响着线路工程的建设。
滨州市位于山东省北部,属于黄河冲积平原,土质大部分为粉质粘土,而且地下水位高,一般为±0.0~1.0m,地基承载力又低,一般为70~90kN/m2。通俗讲基础越深受力越好、体积越小,但由于受地下水的影响,基础深埋后泥水、流砂现象出现的几率就会加大,给施工带来极大困难,既影响工期又增加投资。
由于地质的特殊性和埋深的局限性,当前的基础型式只有采取浅埋式,通过适当加大基础地板尺寸,增加基础自重来满足上拔稳定才是比较安全经济的。直线塔埋深控制在2m左右,承力塔埋深控制在3~4m左右可减少地下水对施工的影响。
根据工程实际地质情况每基塔的受力情况逐地段逐基进行优化设计比较重要,特别对于影响造价较大的承力塔,由四腿等大细化为两拉两压或三拉一压才是经济合理的。
2结束语
纵观近年来的输电建设工程,每项工程都有各自特点,设计中脱离工程实际,一味生搬硬套是无法保证设计质量与满足电网发展需要的。只有结合实际,因地制宜,通过优化方案,科技攻关,不断探索与创新,才能满足建设坚强电网的要求,才能开创工程设计“技术先进、安全合理”的全新局面。
参考文献
[1]110~500kV架空送电线路设计技术规定.国家经贸委,1999,10.
关键词:山区 高速公路 路线设计
由于受平纵横断面的制约较多的地形特点及高速公路对线形指标高要求,山区高速公路设计与平原区高速公路及一般山区公路有着很大区别,也困难的多,迫切需要对山区高速公路设计进行更深入的研究,总结新的设计理念以指导山区高速公路设计。本文将对山区高速公路路线设计提出一些粗浅的认识。
一、更新设计理念
把握路线设计的关键山区高速公路的特点要求我们在继承以往成功经验的基础上,设计理念要有所提升,设计思路要有所创新。
1、山区高速公路路线设计的理念
1.1把握总体设计的理念,达到辩证的统―。不管是我们的习惯做法,还是有关规范标准的条文规定,高速公路的路线是“纲”,桥、隧、交叉附从于路线。所有这些,并不是说构造物位置选择的合理性、设置的经济与否等属于次要的地位而不去充分地研究。而是将这些问题或矛盾”拜托”给了路线组。在进行线位的布设过程中,需要充分研究诸如路基横断面的位置及形式的选择,桥梁轴线的选择,隧道的形式,轴线位置及洞门位置的选择,交叉的位置及形式的考虑,对环境的破坏程度等等,并且将所有这些问题(或称之为“矛盾”)作为各控制因素,结合地形,地质、水文条件进行综合地、全面地分析,筛选出哪些是主要的、要充分考虑的因素,哪些是次要的因素,然后抓住”主要矛盾”、兼顾(有时或是“牺牲”)“次要矛盾”。最终布设出总体上经济、安全,合理的线位。
1.2尽可能避免高填深挖,缩短隧道长度。高填深挖段落多,边坡高、桥隧占路线里程的比重大,是山区高速公路给人们最直观、最深刻的印象,也是直接导致造价高昂的重要因素。高填深挖路基不仅对环境造成严重的破坏,而且其安全性、耐久性也令人忧虑不安;而隧道不仅造价高,而且隧道尤其是长隧道的通风,照明、消防等增加了运营养护费用。因此,“以桥粱取代高路堤,以隧道取代深路堑,以隧道.群取代特长隧道,在可能的情况下调整线位以桥换隧”的思路应贯穿平、纵面布设的始终,反复优化线位,以降低工程造价,更好地保护环境。
1.3合理掌握线形指标,忌“左”“防”“右”。由于公路发展的进程是从等级公路(含山区等级公路)发展到高速公路,而高速公路又从{平原区延伸至山岭区,如此的发展进程难免会干扰我们对山区高速公路线形指标的掌握。其表现为,一是习惯干平原区高速公路的“大手笔”,追求高指标,结果造成工程量大、造价高、与地形及自然景现不协调;二是受缚于山区低等级公路的思维定势,“畏手畏脚”,不敢合理地设置隧、道、高架桥。极限指标、低指标采用过多,造成工程数量节省有限而公路的使用功能、服务水平大大降低。为此,山区高速公路线形指标的掌握要谨防这两种思想导向,积极把握地形、地质特点,综合选用能保证服务水平且均衡、连续、适应地形的技术指标。综合几条山区高速公路的实践,主要遵循以下原则:①当出现较高和较低指标时,要分别通过降低指标和改善指标验证其适应性、合理性;②一般情况下,采用超高值为2%~4%的平曲线半径。迫不得已的情况下方可采用极限值;③连续上下坡的缓和坡度应控制在2.5%以内;④前后段落的指标要均衡、连续;⑤平曲线占路线总长控制在60%以上,竖曲线占路线总长控制在40%以上。
二、设计标准的掌握
山区高速公路线形设计标准掌握的合理程度直接影响到工程安全、工程造价和环境破坏,也影响了行车安全和实际运营车速。线形设计中,平曲线指标是视距及行车安全的首要影响因素,而纵坡指标是行车速度的主要影响因素。规范规定了各级公路的设计车速和相应线形设计控制指标,同时也规定了各级公路的适应交通量,这就使线形指标的采用有了很大的选择范围。因此,设计人员必须对道路性质、分段交通量、车型构成和沿线地形变化等有深入了解,以便依据地形、地质条件合理选用线形指标。
1、当远景交通量达到或接近本级公路下限时,宜根据地形选择道路平纵线形指标,而不宜强求采用本级公路高限。否则,将造成不必要的投资增大和环境破坏。
2、即使两条公路在同一交通量水平,且有着相似的地形条件,指标选择时也应考虑交通量中车型构成和道路所处环境的不同要求而选择不同的标准。
3、如果在一条很长的高速公路中有一段距离较长的山岭重丘地段,该段路线可考虑采用山岭重丘区高速公路线形指标,以降低公路造价,减小对环境的破坏。
三、贯彻地质选线原则,结合不同的地质条件灵活布线
山区公路环境载体主要是自然环境,也是地质环境。山区一般地形地质条件复杂,生态环境脆弱,地质灾害多发,高速公路的建设不可避免地要切坡、填沟、打隧道,对地质环境造成严重破坏,处理不好还会诱发和加剧各种地质灾害,增加公路建设投资,影响工期,甚至给运营阶段带来严重的安全隐患。地质条件是客观存在的,山区高速公路在自然地质环境中穿行,并对地质环境进行改造,应该认识地质规律,尊重地质规律,在设计中充分考虑地质因素,遵循地质原则,从源头上尽量减少山区高速公路对自然环境的破坏,并且为施工和运营提供良好的条件。对地质现象和规律的认识由面到线、由线到点、由表及里、由粗到细、由宏观到微观,逐步深入,根据不同阶段采取了不同的方法和手段。即工可阶段,贯彻地质选线的原则;初设阶段,突出重大地质病害对路线方案的制约;施工图设计阶段,详查工点地质条件。对于重大的地质病害尽量绕避,实在无法绕避的则考虑工程措施的可能性与可靠性,在路线的平纵面优化上下功夫(采用分离式路基、用桥隧构造物通过、从滑坡体上部通过、半路半桥等),避免高填深挖,以减少对地质环境的破坏,提高工程措施的可靠性和安全度。对地质病害以防为主,以治为辅,能避则避。
参考文献:
[1] 宁向向,刘朝晖.山区高速公路建设环境影响评价指标的选择及应用[J].公路,2010(4).
【关键词】高压输电线路设计;路径优化
引言
在高压输电线路设计的过程中,不断遇到新的问题,如开发线路路径选择困难,施工占地的民事工作难以协调,线路改造停电时间短。如何应对新形势,最大限度地满足电网建设需要已成为电力建设者共同关注的热点和难点问题。
1.路径优化选择
输电线路路径选择是整个线路设计工作中的关键,方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。在这个过程中,首先要了解当地的气象、水文、地质条件。根据当地地形特点,合理选择路径。在此基础上,对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施,尤其是采矿区的资料,进行充分的收集和调研。并应用卫片选线技术,进行多方案路径比选。应用全寿命周期成本(LCC)管理方法,比选出最优路径。
路径应避开不良地质、水文及气象地段,提高工程抵御自然灾害和突发事故的能力和水平;避让了危及线路安全可靠运行的设施,减少了线路建设对地方规划及其它设施的负面影响;尤其是最大程度地避让了采矿区,提高线路的安全运行条件。在各方面条件允许的情况下,本次工程线路尽可能与已有及拟建电力线并行,减少交叉跨越,降低建设成本。做好输电线路对环境影响的各项评价工作,对涉及外部条件的环境影响评价、压覆矿产评估、地质灾害评估、文物调查及评估、地震安全性评价等工程前期工作都需得到相关行政管理部门的许可批准后,工程才能实施。
2.杆塔设计
2.1杆塔选型
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,杆塔工程的费用约占整个工程的30~40%,合理选择杆塔型式是关键。目前,高压线路设计过程中杆塔选型,一般是从技术、施工及运输、运营和投资等方面考虑,应该遵循以下几方面的要求:
1)杆塔的型式直接影响到线路的施工运行、维护和经济等各个方面,所以在选型时应综合考虑运行安全、维护方便和节约投资,同时注意当地施工、运输和制造条件。在平地、丘陵及便于施工的地区,应首先采用预应力混凝土电杆。在运输和施工困难的地区,宜采用拉线铁塔;不适于打拉线处,可采用铁塔。目前,钢筋混凝土电杆在 35~220kV 线路上得到了广泛运用,在220kV线路上使用的也不少。220kV 及以上线路使用铁塔较多。110kV 及以上线路双回线路也多采用铁塔。
2)设计冰厚15mm及以上地区,不宜采用导线非对称排列的单柱拉线杆塔或无拉线单杆。
3)转动横担和变形横担不应用在检修困难的山区,重冰区以及两侧档距或标高相差过大易发生误动作的地方。
4)为了减少对农业耕作的影响、少占农田,110kV 及以上的送电线路应尽量少用带拉线的直线型杆塔;60kV及以下的送电线路宜采用无拉线的直线杆塔。
5)在一条线路中,应尽量减少杆塔的种类和规格型号。
2.2杆塔基础设计
杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分,它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。其施工工期约占整个工期一半时间,运输量约占整个工程的60%,费用约占整个工程的20%~35%。目前我国高压输电线路所采用的普通基础(不包括桩基础)均属于浅基础类型,分回填土和原状土两大类。分别按土重法和剪切法计算。输电线路杆塔基础在受力上与其它建筑物基础有所不同,主要是输电线路杆塔基础除了受下压力作用外,还要受大小基本相等的上拔力作用,同时还有水平力作用。而一般的建筑物结构的自重大,基础只受下压力,不出现上拔力。因此在输电线路基础设计时都要既能满足上拔力又能满足下压力的要求。既要利用土的地耐力承受压力,又要利用土的重力抵抗拔力。
2.3钢材选择
钢材材质为现行国家标准Q235系列和Q345系列。按实际使用条件确定钢材级别,L63×5及以上角钢规格可以采用Q345钢材。螺栓和螺母的材质及其特性应分别符合现行规范《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》和《紧固件机械性能螺母》的规定。关于导线型号。常规330kV线路采用2XLGJ-300/40导线,相应每相总铝截面面积为600.18mm2,330kV线路杆塔与基础的连接采用地脚螺栓方式。
3.送电线路的绝缘防雷和接地
3.1防雷设计,应根据线路的电压、负荷的性质和系统运行方式。对于平原地带的杆塔来说,任何一根杆塔都要配备接地装置,并且要与避雷线连接,来提高输电线路防雷的可靠性和实用性。送电线路的绝缘配合,应使线路能在工频电压、操作过电压、雷电过电压等各种条件下安全可靠地运行。在海拔高度1000m以下地区,操作过电压及雷电过电压要求的悬垂绝缘子串绝缘子片数,不应少于8片。耐张绝缘子串的绝缘子片数应在8的基础上增加。雷电过电压最小间隙也应相应增大,并结合当地已有线路的运行经验,地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况,计算耐雷水平,通过技术经济比较,采用合理的防雷方式。
3.2送电线路应沿全线架设地线。在年平均雷暴日数不超过15或运行经验证明雷电活动轻微的地区,送电线路可不架设地线,但应在变电所或发电厂的进线段架设1~2km地线。杆塔上地线对边导线的保护角,山区单地线送电线路应采用20°左右。杆塔上两根地线之间的距离,不应超过地线与导线间垂直距离的5倍。
3.3对绝缘地线长期通电的接地引线和接地装置,应限制地线上的电磁感应电压和电流,并选用可靠的地线间隙,校验其热稳定和人身安全的防护措施,以保证绝缘地线的安全运行。有地线的杆塔应接地,在雷季干燥时,每基杆塔不连地线的工频接地电阻,不宜大于15Ω。中性点非直接接地系统在居民区的无地线钢筋混凝土杆和铁塔应接地,其接地电阻不宜超过30Ω。通过耕地的送电线路,其接地体应埋设在耕作深度以下;位于居民区和水田的接地体应敷设成环形。采用绝缘地线时,利用钢筋兼作接地引下线的钢筋混凝土电杆,其钢筋与接地螺母、铁横担或地线支架之间应有可靠的电气连接。外敷的接地引下线可采用镀锌园钢或镀锌扁铁,其截面应按热稳定要求选取,且不应小于Φ12或40×40mm,引出线表面应进行有效的防腐处理,如热镀锌。
4.新型节能金具
输电线路中的金具节能问题已经引起极大关注。通过大量实验证明,铝合金金具线夹节能效果明显,在发达国家已普遍采用,在我国也已引起有关部门的高度重视,在部分供电部门开始应用,在技术上已经过关。节能金具结构先进,减少营运维修频率,大幅度节约了线路维修费用,但金具价格为传统金具的数倍,如果将其节能效果计算进去,一般2年左右就可以收回全部投资,而且长此以往将会产生巨大的经济效益。
5.结语:
高压输电线路线路设计是一项技术含量较高,劳动强度较大,时效性要求很高的野外工作,而且受天气、环境、地理状况等的影响较大,因此,在设计过程中要做好线路勘测,杆塔型选择等,避免在线路设计中脱离工程实际,一味生搬硬套是无法保证设计质量与满足电网需要的。只有结合实际,因地制宜,通过优化方案,攻关,不断探索与创新,才能满足建设坚强电网的要求。
参考文献:
【关键词】电气控制;线路设计;现存问题;注意事项
电气设备的研发和推广离不开电气控制线路的设计工作。而如今科技带动工业迅猛发展的同时,也使得工业、农业里电气设备的应用越加广泛。电气设备的设计是否准确合理,直接决定了生产力的高低,而工业生产所用的设备能否完成预期目标,也取决于电气控制线路设计的可靠性与可行性。
1气控制线路设计的基本原则
一般电气控制线路包括主电路以及辅助电路。电气控制线路里的大电流主要流通在前者部分,而它的电气元件则为将电源与发动机联系起来的关键,通常包括组合开关、主熔断、热继电气热元件与电动机。后者一般是小电流,有控制、照明、信号与保护4种电路。而控制电路的电气元件包括保护电器触点、热继电器触点、按钮、接触器、继电器线圈和辅助触点等。进行线路设计的时候,通常在左侧画主电路而右侧画控制电路。机电一体化的广泛应用,要求机电的设计具备更多的基础知识。一般的设计原则如下:(1)在保证控制效果的同时,达到生产的目标,使得机械设备在电气控制线路方面的控制和保护达到最大化。(2)采取适当的元器件,尽量简化线路且不影响使用要求,具备一定的设计创新性与科学性。(3)设计时必须尽量采取一些简便、实用且经过检验具备较好安全度的电路,避免出现意外。(4)电路使用后要注意元件的维修养护工作,重视控制的安全性能,尤其是保护装置与连锁环节。通常采用电气接线图来检修电路。而电气控制体系里,各部分的元件和部件以及设备之间的连接,线路类别以及铺设均能够在电气接线图上看到。机械设备控制大多为电力拖动装置控制系统,因此,进行生产型机械电气控制设计时,有以下几个原则:(1)设计电力拖动方案。(2)设计机械电力拖动自动控制线路。(3)设计相关的电力设备。(4)确定拖动电机和电气元件,记录相关的电气明细表。(5)制定相关系统的说明书以及设计文件。
2电气控制路线的设计
2.1电力拖动方案确定的原则
通常设计生产机械的电气控制系统时,必须要先制定拖动方案,而这一般要注意以下几点:(1)依据机械的调速要求来确定调速水平。(2)按照设备的工艺及结构组织来确定电动机的需求数。(3)重视电动机的运转效能,尤其是平衡好它的调速性能与负载性能。
2.2控制方案的确定原则
电气控制线路的设计会因为设备的更新而不断改进变化。所以,设计者在工作时一定要注意电气设施的实用性能,尽量做到方案简便、科学且具有较高可行性。
2.3电气控制路线的设计方法
电气控制线路大多是按照主次原则进行设计的,而设计者必须首先确定主电路,继而确定辅助电路。而方案设计完成之后,要对控制电路进行检修,保证线路具备一定的可靠性与可行性。除此之外,设计者也要按照实际要求来确定适用的电气设备型号与规格,尽量保证设计的准确性与可行性。
3电气控制线路设计应该注意的问题
3.1选择电气元件时应该注意的问题
要进行电气线路的整体设计,首先必须制定设备电气控制电路图,按照这个图来规范控制管理设备,杜绝所有的偷工减料现象。而在控制设备时,应该确定诸如操作台、悬挂式操控箱等电气控制设备的类别,继而确定这些设备的摆放位置,尽量简便的将这些电气设备串联成一体。除此之外,还有部分位置特殊的安装组件,包括按钮、行程开关、手动控制开关、电动机以及离合器等,就必须按照设备的规格型号以及使用要求来确定安放处,禁止随便挪动。如今电气控制领域发展的愈来愈快,也使得设计者必须及时学习一些新的科研知识,掌握新型电器元件的使用,满足现有主流设计的要求,且不脱离实际生活需求。而一个电气设备系统里的元件在设计时需尽可能做到品种、规格与制样的统一,且在能够满足设计需求的前提下做到高性价比。
3.2选择控制电源时应该注意的问题
要避免控制电源种类多样化的问题。熟悉电气设备控制电源用量、最大用电功率,基于国家法规中的相关规定,科学设定电压等级。在控制线路设计的过程中,若电气设备没有严格规范一些特殊要求,就能够直接选用标注规格的电网。若控制系统中多台电气设备一起运行,就需要采用控制变压器控制电压,或者是选用直流低电压方案实施控制,采取这种方案时,要特别注意电压相关要求,选择科学的串联或并联方式。低电压控制系统能有效节省安装体积,利于晶体管无触点器件的整合安装,且今后的更换与检修工作更加方便。应在安全电压范围安装显示、报警及照明设备,零线不能并接,避免火灾事故的发生。若电流较小,电气设备能实现替换,如如接触器起动电动机能被中间继电器替换,具有安全性。当然若电动机在超负荷情况下运转,电气设备不能相互替换的情况也存在。
3.3使用电气触点时应该注意的问题
选用接触点需要遵循科学、合理的原则。若控制线路具有一定的复杂性,就需要合理确定继电器、接触器的规格以及数量。控制线路的复杂性会导致接触点也非常多,如此需要合理规划线路,避免电气元件难以正常使用或者是电路烧毁相关问题发生。充分准备设备的相关技术资料与数据是科学展开接触器设计的基础,也需要契合多控制线路选择需求。设备运转的过程中,要尽可能减少使用的设备数量,有效防止线路出现跳闸、短路等问题,也延长元件的使用年限。
4结语
电气控制线路设计属于电气控制的关键环节,对其控制质量有着关键影响。在各行各业电器设备从设计、生产一直到设备实施与运行的各个方面,都产生着或多或少的影响。所以,应该优化电气设备设计,结合实践经验,不断总结与反思,由此设计出更加完善、实用的电气设备。
参考文献
[1]吴桂林.电气控制线路设计的重要性及优化策略[J].数字技术与应用,2014(12).
[2]仇辉.电气控制线路设计基础探析[J].山东工业技术,2015(12).
[关键词]电力设计 问题 探讨
[中图分类号]F407.61 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158(2013)06-0391-01
电力线路设计过程中所存在的主要问题有电力线路的路径布设、杆塔位置的选择以及基础设计等几方面的内容,具体分析如下:
1 电力线路的路径布设
对于电力系统中的线路布设方式选择而言,电力线路的路径选择及其勘察业已成为整个电力线路系统设计的关键所在。实践中我们可以看到,电力线路设计方案的科学性与合理性,对于电力线路自身的经济效益、技术指标以及实际施工和运行条件具有至关重要的作用。具体设计过程中,为能够有效地做到合理地缩短电力线路的施工长度和降低电力线路的投资数额,以保证整个电力线路的实际安全性,每一条电力线路同时都需要进行徒步勘测,一般只有在往返3至5趟以后才可能确定最终的设计方案。从某种意义上来说,电力线路的勘测工作同时是对设计人员的专业业务技能及其责任心进行了综合性的试验。在电力线路的路径选择过程中,电力系统的设计人员一定要根据每一个工程项目的实际情况进行,对电力线路上的沿线地下、地上以及在建工程建设企业应当对设施进行充分的搜集与调研。在电力线路的路径选择过程中,要对方提出更高的要求。在线路设计和选择过程中,应当尽可能地选择那些长度较短、交叉的跨就会不断地越少,基础。同时还要综合考虑到清障赔付费用问题,应当在实际施工过程中,注意避开房屋以及建筑结构的影响。在对大多数电力系统实际运行勘测检查过程中,要认真做到兼顾杆位自身的经济合理选哪,关键杆位设立的可能性,一些特殊的地段段更要反复地进行测电,使杆塔位置尽量避开交通困难地区。为组立杆塔和紧线创造较好的施工条件。
2 塔杆的选择与定位
在已经选好的电力线路路径上,可适当地进行定线和断面测绘,在纵断面网上置杆塔的位置,经常被称为是定位。定位是电力线路设计过程中的一个非常重要的环节,其质量的优劣直接关系着电力线路的造价与施工、运行与维护。实践中可以看到,不同型式的杆塔造价、施工、占地以及运输和运行安全等问题,均有所不同,一般杆塔工程的费用消耗将占整个电力工程建设总费用的30%至40%,因此合理地选择杆塔的型式对于节省资金开支具有重大的意义。因此,必须进行细致的工作,排定出杆塔配置的最佳方案。对于新建工程,若投资允许,一般只选用1至2种型号的直线水泥电杆,跨越、耐张和转角尽量选用角钢塔,材料准备简单明了、施工作业方便且提高了线路的安全水平。对于同塔多回线路且沿规划道路架设的线路。杆塔一般采用占地少的钢管塔。但大的转角塔若采用钢管塔,由于结构的原因极易造成杆顶挠曲变形。基础施工费用也会比角钢塔增加一倍。直线塔采用钢管塔。转角塔采用角钢塔的方案比较合理。能够满足环境、投资和安全要求。为了避免线路运行几年后出现对地距离不足形成隐患。在新建线路设计中适当选用较高的杆塔并缩小档距以提高导线对地距离。在电力线路加工工程中设计采用占地少、安装方便的酒杯型(Y型)钢管塔,施工杆塔定位t作分为摩内定位和室外定位。室内定位是用最大弧垂模板在平断面图上排定杆塔位置的;室外定位是把室内排定的杆塔位置到野外现场复核校正,并用标桩同定下来。杆塔位置排定的是否适当,直接影响线路建设的经济合理性运行的安全可靠性,杆塔定他的主要要求是导线的任一点在各种气象情况下均须保证对地面的安全距离(即限距),在山地和丘陵地带定位时,为了满足限距要求,必须用援大弧垂模板确定定位工期可由传统杆塔的3至5天缩短为一天,大大减少施工停电时间、跨越、梢距、转角、终端以及耐张力等,特种杆塔先行定位后,再分段用般大弧垂模板沿平断面图排定各耐张段的直线杆塔的位置。根据所排出的直线杆塔佗置,计算出该耐张段的代表用以计算或查取导线应力。再算出K值,看此K值是否与模板的K值相符(相等或相近),如果相符,则表明该段杆位正确。
3 电力线路的相关基础设施设计
杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分,它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。其施工工期约占整个工期的1/2,运输量约占整个工程的60%,费用占整个工程的20~35%。因此,基础选型、设计及施工的优劣直接影响着线路工程的建设。送电线路杆塔基础分为电杆基础和铁塔基础,其型式应根据杆塔型式、沿线地形、工程地质、水文以及施工、运输等条件进行综合考虑确定送电线路所采用的基础类型,按其承载力的特性大致可分为“大开挖”基础、爆扩桩基础、掏挖扩底基础、钻孔灌注桩基础、岩石锚桩基础以及倾覆基础等。在选择基础型式时,应充分利用当地材料并符合经济技术的要求。
4 塔杆定位过程中需要注意的问题
在电力系统设计过程中,应当尽可能地采取一系列行之有效的措施,积极应对塔杆定位过程中存在的问题,应当尽可能地避免出现孤立的档距,特别是档距之间具有非常小的孤立档。如果出现这些问题,则很可能会导致杆塔在受力的情况下遭到破坏。不仅给具体施工带来了很多的困难,而且还给塔杆及相关电力设备的检修造成了巨大的不便。当塔杆需要在山地位置进行定位时,不仅要充分地考虑周围边坡的稳定性,而且还要保证电力线路架设塔杆的焊接排杆和立杆拉线符合相关要求;当塔杆需要设置在陡坡等位置时,一定要充分地考虑到基础的安全性与稳固性,是否存在着被雨水等严重冲刷的可能性。
【关键词】输电线路 路径 杆塔 安全
一、引言
目前,国内各地在选择土地开发线路路径上遇到困难,施工占地问题难以协调,线路改造时停电时间过短,工程款项短缺等问题是电网建设中遇到的新难题。本文立足设计角度,围绕方便施工、压缩造价和便于运行等方面,对输电线路设计过程应该注意的问题进行研讨。
二、设计过程中应关注的问题
线路施工中常常出现线路的设计问题主要路径选择、杆塔选型、基础设计、安全设计等;下图为每种问题的出现的比例:
(一)路径选择、路径选择、勘测是整个线路设计的关键,方案合理性对线路经济、技术指标、施工和运行条件起到重要作用。因而线路勘测工作是设计人员业务能力、耐心和责任心的综合素质高低的体现。
在项目选线阶段,设计人员要根据工程项目的实际情况,必须要对工程线路沿线地上、地下、在建工程和拟建工程设施进行充分调研和论证,进行多条路径方案比对,以选择长度最短、转角最少、交叉跨少,地形条件好的路径为最优选择方案[1]。在勘测工作中要做将杆位的经济合理性、关键杆位设立的可能性(如转角处等必须设立杆塔的特殊地点)两者统筹兼顾,个别特殊地段更是要反复地进行测量比较,为杆塔和紧线的施工创造良好的外部条件。
(二)杆塔选型
不相同的杆塔型式在造价上、占地上、施工上、运输和运行安全上等方面均存在不相同,杆塔工程费用约占到整个项目的30%~40%,所以合理选择杆塔型式是控制造价的关键所在。
对于新建工程,如果投资允许大多会选用1~2种直线水泥杆,跨越型、耐张型和转角型则尽量选择角钢塔,材料准备简单、施工作业方便而且极大提高了线路的安全系数。直线塔采取钢管塔,转角塔采取角钢塔的方案较为合理,既能够能够满足环境要求,又能满足投资和安全要求。
针对纵多老线路长时间运行十几年而出现对地面距离不够所造成的安全隐患,在新建线路设计过程中适当选用较高的杆塔,减小水平档距可以提高导线对地面距离。在线路加高设计中,采用占地面积小、安装简便的酒杯型(Y型)钢管塔,施工工期可以由传统杆塔的3~5天减缩为1天,可以减少施工停电的时间。
(三)基础设计
作为基础输电线路结构的主要组成部分,杆塔的工期、造价和劳动消耗量在线路工程中占有极大比重。其费用大约占到整个工程资金的20%~35%,工期时长大约占到整个工期的一半,运输量大约占到整个工程的60%,基础选型和设计施工的优劣将直接影响到线路工程的建设情况。
对于中原地区等,属于黄河冲积平原,土质大都为粉质粘土,地下水位高,大多为±0.0~1.0m,地基承载力较低,大多为70~90kN/m2。一般来说基础越深受力就会越好、体积就越小。但因受地下水影响,基础深埋后出现泥水和流砂的几率就就会加大,这给施工带来极大的困难,不但影响工期还增加了投资。
依据工程实际地质地貌情况,每基塔的受力应要逐地段逐基进行优化设计较为重要,尤其是对于极大影响造价的承力塔,应由四腿等大细化做两拉两压或三拉一压方是最经济合理的。
(四)安全设计
在沿海地区,尤其是亚热带,空气的相对湿度大,雾气重,污秽严重,一年中的夏季、秋季常有台风袭击,雷雨天气时间较长。近些年来不少城市电网发生了在特殊气候条件下的事故。输配电线路在特殊气候条件下的安全运行显得十分重要,特别是要做好绝缘子的防污闪、线路防雷及防风工作。有时会使绝缘子在工频和操作冲击电压下的闪络电压(污闪电压)显著降低,甚至有可能使绝缘子在工作电压下发生闪络[2]。绿化树与线路的线矛盾一直是让供电部门最头痛的问题。随着城市绿化工程的开展,电力线路下栽种的树木量呈逐年上升趋势,这些树木长高后,将对电网的安全运行构成严重威胁。当电力高压线和树木之间的距离超过规定的安全距离,高压线就会对树木放电[3]。如果雨天或空气湿度过大,在高压电作用下,树木会成为导电体,对树木周围的建筑、设备、人员和地下管线构成危害,并可能造成电网事故和人身伤亡事故。
三、结论
放眼近年的输电建设工程,每一项工程都各自有特点,但如果在设计中偏离工程实际,一味生搬硬套,那样的设计质量无法满足电网发展需要。只有将方案结合实际和因地制宜,通过不断的方案优化,科技攻关,探索与创新,方能满足建设优质电网要求,才能打造工程设计的“技术先进、安全合理”新局面。
参考文献:
[1] 何建.输电线路设计应注意的问题[C].2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分). 2010.11.02.