1线路路径、机电及杆塔设计
1.1线路路径设计（1）线路本体从藤城110kV变电所出线门架向西北方出线后，转向西走线，在狗温仲拐向西北方向跨越西江，经崩坭顶，跨越藤县220kV变—太平110kV变线路，经大地村、保宁村、夏郡村、平田垌村、上垌头村后转往西走，经社背村、都本垌村、蒙村、转向北走线，两次穿越藤县220kV变—太平110kV变线路，跨越蒙江—太平公路，沿公路走线经冰洲村、鸡公头村、龙樟界村后转向西北走线，经过大塘村、梧柏村、山口村、雅瑶村、公流村后再转向北方走线跨越太平—容县公路，经社龙、大庙冲，再次跨越蒙江—太平公路，进入太平110kVⅡ变电所。（2）线路西江大跨越具体路径如下。第一基耐张塔KY1位于狗温仲西北约250m处的一处山脊上，塔位处地面高程94.172m，山脊坡度约20°，塔位距山脊两侧陡坡约10-15m，两侧山坡坡度30°-45°。线路自KY1沿西北方向约253m后，到南（右）岸跨江塔KZ1，KZ1位于藤城油库后一山包上，塔位处地面高程99.084m，塔位距山脊两侧陡坡10-15m，坡角30°-45°。线路经过KZ1后跨越西江，跨江段长约1132m，到达北（左）岸跨江塔KZ2。KZ2位于位于村小学后的一山包上，塔位处地面高程82.924m。山顶较平缓，塔位距四周陡坡10-15m，坡角25°-35°。线路过KZ2后往西北方向约450m后为第二基耐张塔KY2，KY2位于一山顶上，塔位处地面高程172.663m，山顶较平缓，塔位距四周陡坡10-15m，坡角30°-40°。此大跨越各档档距分别为253m-1132m-450m。为预留日后线路通道，西江大跨越部分耐张段线路按照同塔架设双回路线路设计，线路全长为2×1.835km。1.2机电部分设计藤县太平110kV送电线路工程本体部分导线选择LGJ-185/30钢芯铝绞线，根据导地线配合，选用一根普通GJ-35镀锌钢绞线、一根12芯OPGW复合地线光缆作为与导线相配合的避雷线；大跨越部分导线选择钢芯铝合金绞线JLHA1/G3A-250，避雷线选择锌-5％铝－稀土合金镀层钢绞线XLXGJ-1×7-3.8-1470-B。为保证线路具有足够的耐雷水平，大跨越工程架设双避雷线，其中1根为锌-5％铝－稀土合金镀层钢绞线XLXGJ-1×7-3.8-1470-B，1根为光纤复合架空避雷线OPGW。按规程要求，导线的设计安全系数不小于2.5，避雷线的设计安全系数应大于导线的设计安全系数。本工程避雷线的设计安全系数取4。导线平均运行应力上限为瞬时破坏应力的25％。从电线耐振的角度出发，避雷线的平均运行应力上限为瞬时破坏应力的22％。线路本体部分导线、避雷线的防振能力均受平均运行应力控制。不论档距大小，导地线均采用防振锤。大跨越部分导地线运行应力受平均运行应力控制。导线的平均运行应力取抗拉强度的18%，地线的平均运行应力取抗拉强度的18%，OPGW平均运行应力取额定抗拉强度的21%。导、地线除了选择合适的平均运行应力以减少微风振动外，还采用阻尼线加防振锤联合防振。1.3杆塔与基础设计本线路基本上是在山地和西江边走线，山地段主要考虑采用带拉线的Φ300等径钢筋混凝土杆型；档距较大或有较高跨越的地方，采用铁塔。在大跨越铁塔选型上，比较了拉线钢塔、钢管自立式塔、角钢自立式塔和钢筋混凝土塔等多种塔型，结合本大跨越的具体情况，本工程直线跨越塔采用2基双回路角钢自立式铁塔SZKT，耐张塔采用2基干字型双回路角钢自立式铁塔SJ2，这两种塔型均具有结构牢靠、施工运行维护方便、国内有成熟的设计施工经验的优点。本工程地质条件良好，塔基处岩土层承载力足够，因此直线塔采用浅埋式大开挖刚性阶梯基础，基础底板配置钢筋。耐张塔采用普通刚性阶梯基础。基础以主柱配筋，底板保证刚性角来抗压和抗拔。
2线路工程设计
2.1线路跨江方案比较线路路径方案选择为线路设计的重中之重。本设计跨江方案进行Ⅰ、Ⅱ两个方案的比较。Ⅰ方案从合塘村往西江下游约230m处跨越西江，Ⅱ方案从合塘村往西江下游约720m处跨越西江，两个跨江点相距约340m，跨江塔两岸边坡稳定，河道笔直，江面开阔。Ⅰ方案跨江档距为1132m，Ⅱ方案跨江档距为1239m。Ⅰ、Ⅱ跨江方案的地貌均为一级阶地和山地，地面高程20-120m。Ⅰ方案西江两岸均有一定地形可利用，南（右）岸跨江塔位于招排顶以西约420m的山顶上，山顶平台宽约37m，山顶两侧山坡坡度约40°-45°，边坡稳定。北（左）岸跨江塔位于合塘村以北偏东约283m的山顶上，山坡坡度约40°-50°，边坡稳定，地质条件良好。Ⅱ方案位于Ⅰ方案下游约33m处，南岸跨江塔位于招排顶以西约170m的山顶上，与Ⅰ方案跨越塔相距328m。两侧山坡坡度约22°-35°，地质条件较好。北岸跨江塔位于合塘村以北偏东约624m，上龙巷后方北侧的山顶上，距方案Ⅰ的跨越塔351m，两侧山坡坡度约30°-40°。西江大跨越段Ⅰ方案线路长1835m，Ⅱ方案线路长1891m。根据现场实际地形地貌情况，两个跨江段均采用张力放线。Ⅰ方案由于档距较小，跨江塔要求较低，选择呼称高度为44m，全高为63m。线路大跨越段从招排顶（南岸）以西约420m为第1基塔，至合塘村以北偏东约283m（北岸）。Ⅱ方案由于档距较大，且两岸跨江点高程较低，跨江塔高度需较Ⅰ方案高，选择呼称高度为60m，全高为79m。Ⅱ方案南岸跨越塔往西江方向下游侧约50m处有1个加油站，按规范要求：送电线路与易燃、易爆液（气）体储罐的防火间距，不应小于杆塔高度的1.5倍，因此需要搬迁加油站。且Ⅱ方案两岸跨江点地势均比Ⅰ方案低，为满足通航水位的要求，必须采用更高呼称高的塔，经济性稍差，故本设计采取Ⅰ方案跨江。2.2大跨越部分线路防振措施设计本大跨越的档距长（1132m）、导线悬挂点高、地形开阔，导线张力大，致使振动强度严重、振动频率范围变宽、振动持续时间增加，且假如发生断线故障将严重影响国家二级航道级的西江黄金水道的航运。这就要求大跨越导线的振动强度应限制到更低水平。因此，本大跨越工程导线除了选择合适的平均运行应力以减少微风振动外，还应采用其它有效的防振措施，使导线的振动强度限制到更低水平（比普通钢芯铝绞线振动弯曲应变允许值降低50%左右），并使导线摇摆角、各项安全距离、微风振动等参数均能满足安全需求。本大跨越工程导线的防振措施采用了高频响应好的阻尼线与低频响应好的防振锤的组合，取得了较好的频响特性互补以达到最有效消振的目的。经详尽的计算和不断复核现场条件，阻尼线共设置了6组花边，防振锤安装数量根据计算为每相3个，防振锤安装距离采用递减型式。2.3工程全线设计定位及平断面图设计采用《SLCAD架空送电线路平断面图处理及定位CAD系统》，该软件具有较高的运行可靠性，其计算数据经过几百个用户工程实际的验证，输出结果精确，程序运行安全可靠。该软件可以精密测量仪器实现数据通讯，可方便安全的进行数据录入，对现场实际情况准确测量并在CAD图上重现；同时也可自动计算杆塔受力情况，导地线曲线模拟，悬挂点应力计算，风偏角计算，危险运行工况预警及处理，准确模拟工程各种条件下的运行情况，为保证工程的设计的安全可靠提供了准确的计算依据及完善的处理平台。结构复核计算采用《铁塔荷载计算系统》以及杆塔基础优化计算机绘图系统的系列软件。铁塔荷载计算系统可根据计算导地线应力计算情况，自动计算各种工况下挂线荷载，塔身风荷载和基础作用力。该系统计算工况全面，可手动扩充计算工况，计算数据全面开放，便于设计人员随时检查计算成果。铁塔荷载计算系统可通过与杆塔基础优化计算系统的接口，将计算数据导入，提高工作效率。杆塔基础优化计算系统带有多种地质条件下基础型式分析计算结果，可进行多土层及任意水位的各种复杂条件下的计算，并可针对各种受力条件、外部条件变化情况进行稳定计算。2.4大跨越部分铁塔设计目前国内送电线路大跨越自立式铁塔主要采用角钢塔和钢管塔两种类型的铁塔。这两种塔型均有成熟的设计、制造、安装及运行维护经验。根据国内大跨越塔的成功经验，结合本工程的实际情况，本着安全可靠、经济合理的要求，对角钢塔和钢管塔进行了比较。目前国内送电线路铁塔一般采用角钢结构，但是对于大跨越等高塔而言也存在着一些弱点。由于大跨越塔承受的荷载较大，导致主材需要选用较大规格的单角钢或采用组合角钢的型式（T型双角钢，十字型四角钢，格构式四角钢）。另外，角钢塔需要较多的辅助材，增加了铁塔的挡风面积，导致铁塔承受的风荷载增加，从而增加了铁塔的耗钢量及铁塔基础作用力。与角钢相比，钢管受力均匀，在面积相同的情况下能承受较大的荷载，而且环形断面风阻系数较小，由于大跨越铁塔风荷载约占其总荷载的80％左右，因此可以有效的降低铁塔耗钢量，同时钢管塔与角钢塔相比可以减少辅助材的数量，降低风荷载，从而减少铁塔重量及基础作用力。另外，钢管塔也要比角钢塔更美观。但是，钢管塔也存在着明显的缺点。与角钢塔相比，钢管塔对加工工艺要求较高并直接导致单价较高。同时，由于单根构件较重，钢管塔在运输安装时比较困难。从技术及经济上比较，角钢塔具有设计经验丰富，材料来源充足，制造工艺简单，加工及安装方便等特点。同时考虑到本工程为110kV电压等级，铁塔高度及荷载不是特别大，铁塔主材采用单角钢已可满足要求，使得角钢塔与钢管塔相比缺点并不突出。另外据了解，由于钢管塔加工工艺要求较高，只有国内主要的生产厂家才能生产。综上所述，本工程直线跨越塔使用双回路角钢塔。
3结语
藤县太平110kV送变电工程的全部投资财务内部收益率为29.58%，大于融资前税前财务基准收益率7%，资本金财务内部收益率为41.49%，大于资本金税后财务基准收益率9%。全部投资回收期为5年，在开工后的第7年即可还清本息，投资利润率为33.81%，投资利税率为38.57%。这表明项目除能满足正常运行费用外，还有较大的盈余，因而在财务上是可以接受的。大跨越工程采用了高频响应好的阻尼线与低频响应好的防振锤的组合，取得了很好的频响特性互补以达到最有效消振的目的。大大减少了日常维护量和金具更换时间，每年节省费用约折合6万元。该工程于2013年5月通过竣工验河南职称收，目前运行良好。
作者：陶敏杰 单位：广西水利电力勘测设计研究院
