浅谈农村电力工程的设计强度

康健

（四川省电力公司内江电业局康健，四川 内江 641003）

1 架空电力线路等强度设计

架空电力线路等强度设计，就是在电力线路机械负荷（导线张力、风荷载、覆冰等）的作用下，使各个受力部件危险截面上的抗拉、抗压、抗弯强度做到相等或基本接近。避免短板效应，避免瓶颈，避免材料浪费。等强度设计能够保证电网在安全运行的前提下节约建设成本。

从农村配电线路金具材料分析比较发现，按国家《金具手册》生产的金具强度基本没问题，一个级次的金具"标称破坏荷重"相差不大。而非国家标准曲连板、扭连板、拉线连板、拉线抱箍等是其强度的薄弱环节。实际上，在施工现场已发生的材料事故中就有拉线抱箍、拉线连板被拉豁的事情。在拉力恒定、构件材质相同时，构件抗拉强度与其抗剪截面的大小成正比。材料事故之所以出现，是因为曲连板、拉线连板、拉线抱箍的螺栓孔距端稍的位置受限，构件要活动旋转，长了无法与下一级连接件配合，硬化，端稍实际长度要在表1基础上再增加5 mm。

有的下料偏短，抗剪截面小，不足以抵抗挤压应力时，首先由此拉豁，故成为危险截面。如图1所示，拉线连板长160 mm，宽度为60 mm，厚度为8 mm，螺栓孔直径为19 mm，A-A长度为 41 mm，B-B长度为 25 mm，A-A截面为328mm2；端稍B-B截面为200 mm2，B-B抗剪截面小，为危险截面。

每副拉线抱箍有两个端面。故拉线连板、拉线抱箍端稍BB危险截面的有效长度不应小于表1数值。由于钢构件加工过程中会产生约2～3 mm的冷硬化，端稍实际长度要在表1基础上再增加5 mm。

?

10 kV电力线路配套LGJ-50及以下导线的金具破坏荷载不低于70 kN，配套GJ-25～35钢绞线的拉线材料不低于45 kN，以此进行铁附件强度校验，在危险截面的长度受限时，可增加其钢材厚度以满足线路等强度受力要求。

2 铁横担用热轧等边角钢镀锌二次加工

电力线路上的铁横担用热轧等边角钢二次加工镀锌而成。在耐张杆上，铁横担不但承担拉力、压力，最主要承担弯应力。工程上铁担属于细长构件，只要抗弯、刚度条件校验满足，其抗拉、抗压一般也都能够满足。所以，在受力、横截面不变的情况下，首先应考虑选用等边角钢的翼边加宽，减小厚度，增大抗弯能力。比如，能用80mm×7 mm×1960 mm铁担规格，就不用75 mm×8 mm×1960 mm的铁担规格。达到该铁横担的抗拉、抗压、抗弯的能力基本等强度，在节约成本的情况下，最大发挥其材料的力学性能，见表2。

?

3 变电站隔离开关位置

变电站进线隔离开关支座，三个竖向集中力，按等强度设计，两个脚墩应支撑在水平槽钢的位置。

边相隔离开关相距L，支座脚墩在距边相隔离开关位置，绘制剪力图、弯矩图见图2。

经计算，两个脚墩支点在距槽钢端边的1/10处，槽钢即为等强度受力。

推而广之，凡三个等间距分布的竖向集中力，由两个固定铰支座支撑的，支座设在距横梁端边1/10处，支座横梁即为等强度受力。如果横梁上为均布力，则支座设在距横梁端边0.207 L处，支座横梁即为等强度受力。

电线杆拉线,是为固定电线杆稳定,怕万一出现特殊情况,造成人、畜伤亡的一项保护措施。,近几年,农村拉线破坏、丢失的现象非常严重。个别农民,为了越地、秋收、犁杖方便,偷偷将自家责任田中电线杆上的拉线掐断。也有图小便宜者,四处盗取拉线.影响极坏。 电线杆拉线是国家财产,它是不容破坏的。倘若遇上风大雨急的灾年,电线杆一旦倒地酿成灾祸,后果是不可估量的。

在电力传输设备的设计上也应该减少这中电线杆拉线的应用数量，应当大量使用不可拆卸的电力传输设备，并一定要加大电力传输设备的强度。如采用三角式铁塔或地下电力传输的方式。

4 电力传输电缆材料的选择

用于下列情况的电力电缆，应采用铜芯：

（1）电机励磁、重要电源、移动式电气设备等需要保持连接具有高可靠性的回路。

（2）振动剧烈、有爆炸危险或对铝有腐蚀等严酷的工作环境。

（3）耐火电缆。

（4）紧靠高温设备配置。

（5）安全性要求高的重要公共设施中。

（6）水下敷设当工作电流较大需增多电缆根数时。

5 电力电缆芯数的选择

1 kV及其以下电源中性点直接接地时，三相回路的电缆芯数选择应符合下列规定：保护线与受电设备的外露可导电部位连接接地的情况：

（1）保护线与中性线合用同一导体时，应采用四芯电缆。

（2）保护线与中性线各自独立时，宜用五芯电缆；当满足本规范第5.1.16条的规定的情况下，也可采用四芯电缆与另外的保护线导体组成。

受电设备外露可导电部位的接地与电源系统接地各自独立的情况，应采用四芯电缆。保护线与受电设备的外露可导电部位连接接地的情况：

（1）保护线与中性线合用同一导体时，应采用两芯电缆。

（2）保护线与中性线各自独立时，宜采用三芯电缆。

受电设备外露可导电部位的接地与电源系统接地各自独立的情况，应采用两芯电缆。工作电流较大的回路或水下敷设时，当技术经济比较合理，可采用单芯电缆。除本规范第3.2.1条、3.2.2条、3.2.3条的规定情况外，交流供电回路宜用三芯电缆。直流供电回路，宜采用两芯电缆；当需要时可采用单芯电缆。

6 电缆绝缘水平

交流系统中电力电缆缆芯的相间额定电压，不得低于使用回路的工作线电压。交流系统中电力电缆缆芯与绝缘屏蔽或金属套之间额定电压的选择，应符合下列规定：

（1）中性点直接接地或经低阻抗接地的系统当接地保护动作不超过1min切除故障时，应按100%的使用回路工作相电压。

（2）对于（1）项外的供电系统，不宜低于133%的使用回路工作相电压；在单相接地故障可能持续8h以上，或发电机回路等安全性要求较高的情况，宜采取173%的使用回路工作相电压。交流系统中电缆的冲击耐压水平，应满足系统绝缘配合要求。

直流输电用电力电缆绝缘水平，应计及负荷变化因素、满足内部过电压的要求。控制电缆额定电压的选择，应不低于该回路工作电压、满足可能经受的暂态和工频过电压作用要求。且宜符合下列规定：

（1）沿较长高压电缆并行敷设的控制电缆（导引电缆），选用相适合的额定电压。

（2）在220kV及以上高压配电装置敷设的控制电缆，宜选用600/1000V，或在有良好屏蔽时可选用450/750V。

（3）除（1）、（2）项情况外，一般宜选用 450/750V；当外部电气干扰影响很小时，可选用较低的额定电压。

7 电力电缆截面

电力电缆缆芯截面选择的基本要求为，最大工作电流作用下的缆芯温度，不得超过按电缆使用寿命确定的允许值。最大短路电流作用时间产生的热效应，应满足热稳定条件连接回路在最大工作电流作用下的电压降，不得超过该回路允许值。较长距离的大电流回路或35kV以上高压电缆，当符合上述条款时，宜选择经济截面，可按"年费用支出最小"原则。铝芯电缆截面，不宜小于4。水下电缆敷设当需缆芯承受拉力且较合理时，可按抗拉要求选用截面。对10kV及以下常用电缆按持续工作电流确定允许最小缆芯截面时，宜满足电缆允许持续载流量（建议性基础值）、按下列使用条件差异影响计入校正系数所确定的允许载流量。

（1）环境温度差异。

（2）直埋敷设时土壤热阻系数差异。

（3）电缆多根并列的影响。

（4）户外架空敷设无遮阳时的日照影响。

[1]单辉祖.材料力学（第二版）[M].高等教育出版社，2004.

[2]GB50217－94，电力工程电缆设计规范[S].