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10KV架空配电线路设计

10KV架空配电线路

设

计

规

划

2016年3月29日

第一章总说明

1.1概述

采油厂油区为近年发展较快区域，电力负荷增长较快，，本次规划分支线采用（LGJ-70mm2或JKLYJ-10/70）。

10KV架空配电线路设计包括架空配电线路的气象条件、导线型号的选取及导线应力弧垂表、多样化杆头布置、预应力及非预应力直线杆的选用、无拉线转角杆及带拉线转角杆的选用、金具及绝缘子选用、绝缘导线防雷、柱上开关及电缆头布置、耐张及分支杆引线布置等。

1.2气象条件

线路所经地段地质

采油厂地处境内，沿线为典型的陕北黄土塬、梁、峁地貌。

地形起伏较大，沟壑纵横，冲沟发育，地形较破碎。

海拔高度在1100~1300m，相对高差在50~100m，属于一般山地地形。

土壤电阻率不大于3.0×104Ω.cm

具体参数如下：

土壤容重γ=16t／m3抗剪角β=30°

上拔角α=20°地耐力P=15t／m2

2.气象条件

气象条件为西北Ⅲ级气象，风速30米/秒，覆冰厚度10mm。

气象区

项目

西北Ⅲ级气象区

大气温度（℃）

最高气温

最低气温

-30

覆冰

-5

安装

-15

内过电压年平均气温

外过电压

最大风速

-5

风速（v/s）

覆冰有风

最大风速

安装

外过电压

内过电压

覆冰

冰厚（mm）

冰的比重

0.9

1.3导线选取和使用

1.3.1导线截面的确定

（1）10KV架空配电线路导线根据不同的供电负荷需求可以采用50、70、95、120、150、185、240mm2等多种截面的导线。

（2）同杆架设的380/220V架空配电线路导线根据不同的供电负荷需求可以采用50、70、95、120、150、185mm2等多种截面的导线。

（3）使用时应根据各自的需要选择3～４种常用截面的导线，可使杆型选择、施工备料、运行维护得以简化。

1.3.2导线型号选取、导线适用档距、安全系数及允许最大直线转角角度

（1）出线走廊拥挤、树线矛盾突出、人口密集的城区、集镇推荐采用JKLYJ系列交联架空绝缘铝线；出线走廊宽松、安全距离充足、空旷的乡村地区均可采用裸导线。

（2）导线的适用档距是指导线可以使用到的最大档距，实际运用中要结合电杆的使用条件最终确定导线的使用档距。

（3）考虑到绝缘导线多用于城区、乡镇，其适用档距不超过80m。

（4）裸导线最大使用至100m，超过100m的使用档距不在本典型设计考虑的范围之内。

（5）为减少小截面裸导线的断线几率，95mm2及以下的裸导线均采用LGJ钢芯铝绞线。

（6）120mm2及以上的裸导线用于80m及以下使用档距时采用LJ铝绞线，超过80m使用档距时采用LGJ钢芯铝绞线。

（7）95mm2及以上的裸导线用于80m以上使用档距时安全系数取值较用于80m以下使用档距时小。

（8）10KV各气象区导线型号选取、适用档距、安全系数及允许最大直线转角角度详见表1-2。

表1-210KV导线型号选取、适用档距、安全系数及允许最大直线转角角度

（9）同杆架设的380/220V各气象区导线型号选取、导线适用档距、安全系数及允许最大直线转角角度详见表1-3。

表1-3同杆架设的380/220V导线型号选取、适用档距、安全系数及允许最大直线转角角度

1.3.3导线参数

（1）目前我国导线采用的标准为GB/T1179-1999《圆线同心绞架空导线》，该标准于1999年颁布实施，用于替代1983的同样标准。

但1999标准中导线结构型式与原1983标准相比减少很多，原设计常用的导线结构型式新标准中没有，考虑到目前各地10kV线路的导线结构仍为原1983年标准中的型式，故本次典型设计裸导线仍沿用GB1179-1983标准中的导线结构型式。

（2）10KV绝缘导线及同杆架设的380/220V绝缘导线参数分别根据GB14049-1993《额定电压10KV、35KV架空绝缘电缆》及GB12527-1990《额定电压1kV及以下架空绝缘电缆》，标准中对绝缘导线的导体中最小单线根数、绝缘厚度、导线拉断力均有明确规定，但导线的外径、重量和计算截面在标准中尚无明确的规定。

在对国内多家绝缘导线厂家调研的基础上，选取绝缘导线外径、重量、计算截面较大者作为典设推荐的计算参数，以确保设计的安全裕度。

（3）10KV绝缘导线的绝缘层均采用普通绝缘厚度，为3.4mm。

1.3.4导线应力弧垂表的使用

导线的架线弧垂根据导线应力弧垂表进行查取，并根据导线类型及使用档柜对导线的初伸长采取不同程度的补偿。

1.4杆型选取和使用

1.4.1杆塔回路数

（1）单回10KV线路可同杆架设单回380/220V线路。

（2）双回10KV线路可同杆架设单回380/220V线路。

（3）三回10KV线路，不考虑低压线路同杆架设。

1.4.2杆高选择

（1）混凝土电杆杆高有10,12,15m和18m四种；钢管杆杆高有10,13，16m三种。

（2）12m混凝土电杆和10m钢管杆可构成一使用系列，15m混凝土电杆和13m钢管杆可构成一使用系列；18m混凝土电杆和16m钢管杆可构成一使用系列。

（3）10,l2m混凝土电杆及10m钢管杆仅适用于单回路线路，15m混凝土电杆及13m钢管杆同时适用于单回路及双回路线路，18m混凝土电杆及16m钢管杆则适用于三回路线路。

1.4.3同杆架设的低压线

有无低压线对电杆的受力影响非常大，使用时要根据有无低压线的实际情况客观地选用电杆。

第二章导线应力弧垂表

2.1内容说明

（1）本设计引用了《10KV及以下架空电力线路设计规范》导线应力弧垂表，此表给出了选用导线的外径、截面、拉断力、单位重量、最大使用应力、安全系数、气象区参数及导线的计算比载等。

（2）导线应力弧垂表给出了选用导线在高温、低温、安装、外过、内过、大风、覆冰、平均及架线气象组合等气象条件下的导线应力和弧垂的数值。

2.2导线初伸长补偿的原则

（1）新架导线的初伸长可采用弧垂减小的方法进行，但弧垂减小的幅值与导线的类型、使用档距、安全系数及载流量均相关。

典型设计中仅提出推存的经验数值，使用时须根据导线使用的实际情况做相应调整，使运行一段时间后的导线弧垂与弧垂表的数值保持一致。

（2）考虑到典型设计中导线均采用松弛张力放线，安全系数取值较大，导线的初伸长建议采用以下处理方式：

代表档距60m及以下的耐张段不考虑初伸长的补偿（直接根据弧垂表查取的数值进行架线）；代表档距60m以上的耐张段导线的初伸长补偿为:

LJ系列铝绞线及JKLYJ系列绝缘铝线按弧垂表查取数值乘0.9进行施工，LGJ系列钢芯铝绞线按弧垂表查取数值乘0.92进行施工。

第三章10KV多样化杆头布置

3.1设计说明

3.1.110kV导线排列方式

依据全国各地线路的设计、安装和运行习惯，10kV配电线路的排列方式采用水平、垂直、三角形共三种基本形式。

对于10kV线路，本次典型设计考虑了单回和双回共杆。

3.1.1.1单回

单回架空线采用三角形和水平排列两种基本方式。

三角形排列方式因采用棒形针式绝缘子和瓷横担又区分为两种。

转角杆不考虑瓷横担的三角形布置方式。

3.1.1.2双回

双回架空线采用左右对称的双三角形、双垂直、上层三角形加下层水平以及两层水平排列四种布置方式。

本次典型设计对于下层的水平排列做了两种基本形式，一种是横担两边对称电杆布置，另一种是不对称布置，即电杆两侧横担不等长。

前种布置方式较美观，后种布置方式较为节约材料。

各地可依据工程实际情况选用。

3.1.2导线线间距离

3.1.2.1概述

依据《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》和《架空绝缘配电线路设计技术规程》的有关规定，配电线路导线的线间距离，应结合地区运行经验确定。

表3-1配电线路的最小线间间距

档距

线路电压KV

40及

以下

100

1-10

0.6（0.4）

0.65（0.5）

0.7

0.75

0.85

0.9

1.0

注：

括号内为绝缘导线数值

3.1.2.2线间距离的确定

依据相关规程的规定和全国各地配电线路运行经验，在充分调研和计算分析的基础上，考虑到配电线路的特点，对于本次典型设计，导线的线间距离按3-2取值。

表3-2配电线路的线间间距

档距

线路电压KV

60及

以下

100

0.9（0.75）

1.1（0.75）

1.6

注：

1、括号内为绝缘导线数值，线间距离考虑了带电作业的需要。

2、表中数值按本次典设的设计条件，经计算分析，进行了合理归并。

3、10KV绝缘线档距使用至80m.

4、选用瓷横担的杆型时，因瓷横担结构高度变化，各地应根据实际情况校算线间距离。

3.1.3横担

3.1.3.1横担型式

本次典型设计混凝土杆的横担采用型钢组合结构，钢管杆的横担使用箱形固定横担。

直线杆采用单横担结构，对于重要的交叉跨越和直线转角杆采用双横担。

45度及以下的转角杆用单组横担，大于45度的转角杆用双组横担。

钢管杆的活动横担因其具有施工安装方便、分支引线灵活的特点，在配电线路上使用较广泛。

3.1.3.2横担尺寸和规格的确定原则

本着安全、经济、美观、方便加工、施工和运行的原则。

线间距离决定着横担的尺寸，配电线路因档距较小，横担长度依据线间距离分得过小对工程造价影响甚微，并且过多的横担尺寸会给加工和施工备料带来褚多不便。

同样道理，对于型钢的规格也不宜采用过多。

第四章10KV预应力直线杆

4.1杆型分类依据

导线配置分类。

10kV预应力直线杆按单回路LJ一120,JKLYJ一10/120,LGJ一120/20,LJ一240,JKLYJ一10/240,LGJ一240/30型、单回路10kVLJ一240型带单回路低压LJ一185型及单回路10KVJKLYJ一10/240型带单回路低压JKLYJ一1/185型导线进行分类。

其中，高低压同杆架设仅考虑用12m和15m电杆。

根据调研收集到的各地预应力电杆的使用情况，预应力电杆不在多回路情况下使用。

4.2埋深

电杆埋深见表4-1。

表4-1单回路电杆埋设深度（m）

杆高

埋深

1.5

1.7

1.9

2.3

4.3选用原则

对于选用小于120mm2的10KV导线，应按下列原则选取杆型:

选用LGJ-95/15型及以下的钢芯铝绞线，当使用档距在80m及以下时应按照LJ-120型导线来选取杆型；当使用档距在80m以上时应按照LGJ-120/20型导线来选取杆型；选用JKLYJ-10/95型及以下的绝缘导线，应按照JKLYJ-10/120导线来选取杆型。

对于选用大于120mm2，小于240mm2的10kV导线.设计选用时可按照同类型240mm2的10kV导线选取杆型。

对于选用小于185mm2的同杆架设的380/220V导线，应按下列原则选取杆型:

选用LGJ-95/15型及以下钢芯铝绞线、LJ-120型及LJ-150型铝绞线，应按照LJ-185型导线来选取杆型;选用JKLYJ-1/150型及以下的绝缘导线，应按照JKLYJ-1/185型导线来选取杆型。

对于高低压同杆架设时，由于本次典型设计仅考虑10KV导线为单回240mm2带单回低压185mm2导线的组合。

因此设计选用时应选择高低压导线截面小于典设组合时选用的导线截面。

第五章10KV预应力直线杆

5.1杆型分类依据

导线配置分类。

10KV非预应力直线杆按单回路LJ-120,JKLYJ-10/120,LGJ-120/20,LJ-240,JKLYJ-10/240,LGJ-240/30型、单回路10kVLJ-240型带单回路低压LJ-185型、单回路10KVJKLYJ-10/240带单回路低压JKLYJ-1/185型、双回路LJ-240,JKLYJ-10/240型、双回路10kVLJ-240型带单回路低压LJ-185型、双回路JKLYJ-10/240型带单回路低压JKLYJ-1/185型导线进行分类。

其中，高低压同杆架设仅考虑用在12m和15m电杆，双回路及双回路带低压仅考虑用在15m电杆。

5.2埋深

电杆埋深见表5-1。

表5-1单回路电杆埋设深度（m）

杆高

埋深

1.5

1.7

1.9

2.3

5.3选用原则

对于选用小于120mm2的10KV导线，应按下列原则选取杆型:

选用

LGJ-95/15型及以下的钢芯铝绞线，当使用档距在80m及以下时应按照LJ-120型导线来选取杆型，当使用档距在80m以上时应按照LGJ-120/20型导线来选取杆型；选用JKLYJ-10/95及以下的绝缘导线，应按照JKLYJ-10/120型导线来选取杆型。

对于选用大于120mm2小于240mm2的10KV导线，设计选用时可按照

同类型240mm210KV导线选取杆型。

对于选用小于185mm2的同杆架设的380/220V导线，应按下列原则选取杆型:

选用LGJ-95/15型及以下钢芯铝绞线、LJ-120型及LJ-150型铝绞线.应按照LJ-185导线来选取杆型；选用JKLYJ-1/150型及以下的绝缘导线，应按照JKLYJ-1/185型导线来选取杆型。

第六章10KV无拉线转角杆

6.1杆型分类依据

导线配置分类。

10KV无拉线转角杆按单回120mm2（既适用于LJ-

120型及以下裸导线又适用于JKLYJ-10/120型绝缘导线，以下120mm2含义相同）10KV无低压、单回120mm210KV加185mm2（既适用于LJ-185型及以下裸导线又适用于JKLYJ-1/185型绝缘导线，以下185mm2含义相同）低压、单回240mm2（既适用于LJ-240型及以下裸导线又适用于LKLYJ-10/240型绝缘导线，以下240mm2含义相同）10KV无低压、单回

240mm210KV加185mm2低压、双回240mm210KV无低压、双回240mm210KV加185mm2低压导线进行分类。

电杆配置分类。

本次典型设计无拉线转角杆均考虑钢管杆型式。

钢管杆杆高有10,13,16m三种。

10m钢管杆仅适用于单回路线路（可同杆架设单回低压线），13m钢管杆同时适用于单回路及双回路线路（可同杆架设单回低压线），16m钢管杆则适用于三回路线路（不允许同杆架设低压钱）。

6.2计算依据

适用于无拉线转角杆的10kV导线有LGJ-95/15型及以下钢芯铝绞线、LJ120~LJ-240型铝绞线、JKLYJ-10/50~JKLYJ10/240型绝缘导线。

适用于无拉线转角杆的同杆架设的380/220V导线有LGJ-95/15型及以下钢芯铝绞线、LJ-120~LJ-185型铝绞线、JKLYJ-1/50~JKLYJ-1/185型绝缘导线。

10kV同杆架设的380/220V低压线按距高压横担1.5m进行荷载计算。

为降低钢管杆的耗钢量，钢管杆采用圆形截面、Q345钢板。

10m及13m钢管杆均为整根制作，16m钢管杆分为两节，中间采用法兰连接。

考虑到钢管杆受力的合理性并节省钢材用量和便于加工，钢管自上而下逐渐增加壁厚，不同厚度的钢板的焊接需满足相关焊接工艺规范。

钢管杆和基础连接采用法兰式连接方式。

根部弯矩、水平力、下压力的设计值及标准值计算点取钢管杆底部法兰连接处。

附加弯矩，所有电杆均取15%。

未考虑横担构件、爬梯、绝缘子及金其产生的风荷载。

根据《架空送电线路钢管杆设计技术规定》，在荷载的长期效应组合（无冰、风速5m/s及年平均气温）作川下，钢管杆杆顶的最大挠度不超过杆身高度的15‰。

6.3选用原则

对于选用小于120mm2的10kV导线,应按下列原则选取杆型：

选用

LGJ-95/15型及以下的钢芯铝绞线，应按照LJ-120型导线来选取杆型；

选用JKLYJ一10/95型及以下的绝缘导线，应按照JKLYJ一10/120型导线来选取杆型。

对于选用大于120mm2小于240mm2的10kV导线，应按下列原则选取

杆型：

选用LJ-185型及以下的铝绞线，应按照LJ-240型导线来选取杆型；选用JKLYJ-10/185型及以下的绝缘导线，应按照JKLYJ-10/240型导线来选取杆型。

对于选用小于185mm2,的同杆架设的380/220V导线，应按下列原则选取杆型：

选用LGJ一95/15型及以下钢芯铝绞线、LJ-120型及LJ-150型铝绞线，应按照LJ-185型导线来选取杆型；选用JKLYJ-1/150型及以下的绝缘导线，应按照JKLYJ-1/185型导线来选取杆型。

对于高低压同杆架设时，由于本次典型设计仅考虑10kV导线为单回240mm2带单回低压185mm2导线的组合、双回240mm2带单回低压185mm2导线的组合。

因此设计选用时应选择高低压导线截面小于典设组合时选用的导线截面。

实际工程设计中，若选用的导线超出使用范围时，必须根据相关资料对电杆的电气及结构进行严格的验算.以确定最终的使用条件。

无拉线转角杆如用于分支杆时，请根据主线及分支线线规、主线转角、分支线与主线的转角情况进行核算，再选用适用强度的电杆。

第七章10KV带拉线转角杆

7.1杆型分类依据

导线配置分类，10kV带拉线转角杆按单回路LJ-120、JKLYJ-10/

120,LGJ-120/20、LJ-240、JKLYJ-10/240、LGJ-240/30型、单回路10KVLJ-240型带单回路低压LJ-185型、单回路10KVJKLYJ-10/240型带单回路低压JKLYJ-1/185型导线进行分类。

其中高低压同杆架设仅考虑用在12m及15m电杆。

7.2计算依据

10kV同杆架设的380/220V低压线按距高压横担1.2m进行荷载计算。

电杆埋深见表4-1。

表7-1单回路电杆埋设深度（m）

杆高

埋深

1.5

1.7

1.9

2.3

根部弯矩设计值、标准值及水平力设计值、标准值计算点。

距地面以下电杆埋深1/3处。

附加弯矩，单回路10kV无低压线电杆取8%，单回路10kV带单回路低压线取10%。

选择GB396-1994《环形钢筋泥凝土电杆》标准级别电杆。

未考虑横担构件、爬梯、绝缘子及金具产生的风荷载。

耐张转角杆纵向不平衡张力。

电杆左右代表档距相差50%。

7.3选用原则

对于选用小于120mm2的10kV导线，应按下列原则选取杆型:

选用

LGJ-95/15型及以下的钢芯铝绞线，当使用档距在80m及以下时应按照LJ-120型导线来选取杆型.当使用档距在80m以上时应按照LGJ-120/20型导线来选取杆型;选用JKLYJ-10/95型及以下的绝缘导线，应按照JKLYJ-10/120型导线来选取杆型。

对于选用大于120mm2小于240mm2的10kV导线，设计选用时可按照同类型240mm210kV导线选取杆型。

对于选用小于185mm2的同杆架设的380/220V导线，应按下列原则选取杆型:

选用LGJ-95/15型及以下钢芯铝绞线、LJ-120型及LJ-150型铝绞线，应按照LJ-185型导线来选取杆型；选用JKLYJ-1/150且及以下的绝缘导线，应按照JKLYJ-1/185型导线来选取杆型。

对于高低压同杆架设时，由于本次典型设计仅考虑10kV导线为单回240mm2带单回低压185mm2导线的组合，因此设计选用时应选择高低压导线截面小于典设组合时选用的导线截面。

实际工程设计中，若选用的导线超出导线使用范围时，必须根据相关资料对电杆的电气及结构进行严格的验算，以确定最终的使用条件。

所有10kV拉线对地夹角均不大于50度，拉线穿越低压线时应装设绝缘子进行隔离。

绝缘子离地面大于2.5m，离低压线不小于0.3m。

同杆架设的低压线均按185mm2考虑，且水平档距不大于80m,除直线转角杆外，其余带低压杆型打双层拉线。

其中，GJ-100型设置于高压横担上方，GJ-70型设置于低压横担上方。

第八章金具、绝缘子选用及绝缘导线防雷

8.1金具、绝缘子选用

10kV直线杆绝缘子采用针式和瓷横担两种，针式绝缘子提倡采用外胶装形式。

10kV耐张串组装方式为2片盘形悬式绝缘子或1根棒式绝缘子。

本典到设计绝缘串组装方式按海拔1000m及以下考虑，高海拔地区需校核。

绝缘导线采用不剥皮和剥皮两种安装形式（多雷地区采用剥皮安装），剥皮安装时裸露带电部位须加绝缘罩或包覆绝缘带。

绝缘配电线路在联络开关两侧，分支杆、耐张杆接头处及有可能反送电的分支线点的导线上应设置停电工作验电接地环，验电接地环加绝缘罩。

绝缘配电线路的耐张段长度不宜大于1km,当耐张段长度在800-

1000m时，可在中间加停电工作验电接地环。

根据导线类型及拉力，选用合适的绝缘子、耐张线夹和金具，提倡采用合金型节能金具。

合成绝缘子可试点使用。

8.2绝缘导线的防雷

8.2.1绝缘导线使用情况

为了减少树木、鸟类、积雪、金属飘带等外部原因引起的架空配电线路故障，提高供电可靠性，国际上发达国家从20世纪60年代后期逐渐开始采用架空绝缘导线，许多国家架空配电线路已基本实现绝缘化。

近年来大规模城乡电网改造，越来越多的城市配电网线路大量采用架空绝缘导线。

绝缘导线确实解决了裸导线所解决不了的走廊和安全问题，与电缆相比，投资省、建设快，优点十分明显。

但是，绝缘线路发生雷击断线和绝缘子击穿事故的统计数量呈上升趋势，并随着绝缘导线线路长度增加而急剧上升，已成为严重威胁线路安全运行的主要根源，因此在使用绝缘导线时应考虑采取相应的防雷措施。

8.2.2绝缘导线的防雷措施

国外采用多种方法，如加装氧化锌避雷器、钳位绝缘子、限流消弧角、架空避雷线，提高线路绝缘水平以及增长闪络路径等措施辞。

目前国内一些地方采取的防雷措施主要有以下几种:

（1）加装防雷支柱绝缘子（瓷、合成）。

（2》加装带间隙的氧化锌避雷器。

（3）加装直联氧化锌避雷器。

较多地区在采用直联氧化锌避雷器的方式，利用氧化锌避雷器非线性电阻特性和快速阻断工频续流的特性，以限制雷电过电压，其保护范围有限，基本上只能够保护本杆设备。

8.2.3绝缘导线的防雷基本原理

（1）防雷支柱绝缘子防雷的基本原理。

在绝缘子固定点将绝缘导线绝缘层剥离，绝缘导线导体与绝缘子上部放电金具紧密电连接，绝缘子上部放电金具用于定位雷电闪络路径和固定工频电弧烧灼点，绝缘子下部有引弧板。

当雷电过电压闪络后，工频短路电流在绝缘子上部放电金具与下端引弧板之间燃烧，放电金具保护了导体免受损伤。

放电金具上加绝缘罩起绝缘作用，绝缘罩与放电金具间留有间隙作放电的通道。

剥离的导体裸露部分与绝缘层之间加防水绝缘胶带起密封和防水作用，绝缘罩两端用防水绝缘胶带固定。

（2）带间隙的氧化锌避雷器的基本原理。

在雷电过电压作用下，带间隙的氧化锌避雷器的串联间隙击穿（在内过电压下，串联间隙不击穿，保护器不动作），间隙击穿后通过限流元件释放雷电能量，从而限制了雷电过电压，此时绝缘子不闪络。

当工频续流产生后，氧化锌阀片能够有效截断工频续流。

由于是带间隙的，因此平时运行时不承受工频电压。

8.2.4防雷支柱

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