架空线路的设计程序及路径选择

　　架空线路设计，一般分为初步设计和施工图设计两个阶段。
　　初步设计是工程设计的重要阶段,主要的设计原则,都在初步设计中明确,应进行全面
的研究分析。初步设计阶段应着重对不同的线路路径方案进行综合的技术经济比较,在取
得有关协议的条件下,选择最佳的路径方案,内容包括有:　　充分论证导线和避雷线、绝缘配合及防雷设计的正确性,确定各种电气距离；认真选择杆塔及基础形式；合理进行通信保护设计；对于严重污秽区、大风和重冰雪地区、不良地质和洪水危害地段、以及特殊大跨越设计等均要列出专题进行调查研究,并提出专题报告。
　　施工图设计则是按照初步设计原则和设计审核意见所作的具体设计,主要是由施工图纸和施工说明书、计算书、地面标桩等组成。
　　下面就架空线路设计流程(程序)作具体说明。

　　通常初步设计阶段为了确定设计原则,需编写初步设计书并附有关图纸；为了工程建设加工定货,需编写设备材料清册,估计主要设备材料的数量；为了国家有计划的进行经济建设,安排工程投资和施工单位合理的使用资金,需编写概算书；为了合理的组织施工,需编写施工组织设计。故此,初步设计一般要编写设计书及附图、设备材料清单、施工组织设计、概算书等四卷设计。

　　在初步设计上报上级主管部门后, 上级主管部门召集运行、建设、施工单位以及建设银行共同审查初步设计方案,并提出初步设计审核意见。设计单位依据初步设计审核意见进行施工图设计。设计包括：施工图总说明书及附图；线路平断面图及杆塔位置明细表；机电施工图及说明书；杆塔施工图及说明书；基础施工图及说明书；大跨越设计施工图及说明书；通信保护施工图及说明书；预算书；勘测资料；工程技术档案资料。

　　架空线路设计程序,大体上用方框图表示。但实际上不可避免的有一定的交叉、反复、充实的过程,基本的设计流程如下：
　　(1) 初步设计程序,如图1所示
　　(2) 施工图设计程序,如图2所示
　　下面我们对这两个程序框图的内容作一简单介绍。
　　

　　　　图1　初步设计程序方框图
　　
　　　　　　　　图2　施工图设计程序方框图
　　由图1初步设计程序方框图看到,架空线路初步设计内容涉及有:电力系统部分、线路路径部分、气象条件、机电部分、杆塔和基础、大跨越设计，对通信线路的影响和保护，送电线路的维护通信，及线路运行维护等各个部分，另外还包括初步设计附图和附件部分。最后汇总为三个框图,即设备材料清册、施工组织设计书 和概算书。
　　1.设备材料清册
　　为了便于工程建设过程中设备加工定货，需编写设备材料清册，估计主要设备材料的数量。设备材料清册中除了对工程概况、编制依据、建设期限和施工单位做出说明外，主要包括以下内容：
　　(1)线路本体部分主要设备材料表。主要包括有导线、避雷线、金具、绝缘子、钢材、水泥、木材、等设备材料。说明各项的规格、数量等。
　　(2)通信保护部分主要设备材料表。主要包括有放电管、隔电子、排流线圈和其他保护设施的设备材料等。说明各项材料的规格、数量等。
　　(3)维护通信部分主要设备材料表。主要包括各类载波机设备，无线电设备，必备的仪器及其它主要通信设备材料等。说明各项设备材料的规格、数量等。
　　2.施工组织设计书
　　为了合理组织施工，需编写施工组织设计书。施工组织设计书包括以下内容：
　　(1) 根据工程建设的实际情况，说明施工单位可投入的技术力量，采用机械化施工、半机械化施工及人力施工的情况，利用最佳季节安排施工，全面保证工程质量来完成任务的措施。
　　(2) 根据沿线交通情况及工地运输情况，分析施工时交通运输状况，选择沿线配料站。
　　(3) 按照施工工期的要求，建设单位的意见，施工单位的具体人力、物力和施工工作量等情况，编制从施工准备到竣工的施工进度表。
　　3．概算书
　　为了有计划进行经济建设，安排工程投资和施工单位合理的使用资金，需编写概算书。
　　概算书由两部分组成：
　　1)编制说明。主要对工程概况、工程投资、概算指标、编制依据以及建设单位、施工单位等进行说明；通过与同类工程每公里综合造价、本体造价及工程分项造价情况进行比较，分析造价高低的原因及工程特点，说明造价指标的合理性及存在的问题，提出解决方案。
　　2)编制概算书。按规定统一表格形式填写各项数据，内容主要有总概算表、本体工程总概算表、本体工程概算表、辅助设施概算表和其他费用概算表。
　　由图2施工图设计程序方框图看到,其中包括了若干项设计说明书及设计图纸,概述如下:
　　1.施工图总说明书及附图
　　主要内容有：施工图设计编制依据及范围；对初步设计及审核意见执行情况的说明；施工图设计阶段的科研试验；对工程技术特性的说明，包括对工程概况、设计气象条件、各种选择设备全面详细的介绍；各项经济指标；主要设备材料汇总表；设计说明书及卷册目录；线路勘测成果目录；附件，包括初步设计审核意见，上级及其它单位来往重要文件，重要的会议纪要，补充协议文件，科研试验及调查报告；附图，含有送电线路路径经过图，全线杆塔一览图和全线基础一览图等。
　　2.线路平断面图及杆塔位置明细表
　　主要内容有：
　　1）线路平断面图；
　　2）杆塔位置明细表及说明，说明包括线路总长度、分段长度、各种杆塔的基数、确定线路前进方向的说明、表明塔腿布置情况和横担布置方向；
　　3）交叉跨越分图，说明送电线路跨越铁塔和Ⅰ、Ⅱ级通信线路情况。
　　3.机电施工图及说明书
　　主要内容有：
　　1) 架线施工图及说明书。对导线的架设，避雷线的架设，导线和避雷线的换位，防振措施，杆塔挂线，放线和紧线等相关内容所作的按照施工说明及要求。
　　2) 金具施工图及说明书。内含施工说明、绝缘子串及金具组装图、绝缘子串按装说明、避雷线安装说明、间隔棒安装说明、缠铝包带的要求、对绝缘子和金具的安装要求等。
　　3) 接地装置安装施工及说明书。包含接地装置施工设计说明和接地装置施工图。
　　机电施工图纸有：导线和避雷线力学特性曲线；导线和避雷线放线曲线；导线和避雷线孤立档架线表；跳线施工图等。
　　4．杆塔施工图及说明书
　　主要内容有：1)杆塔施工说明；2)杆塔图纸说明；3)铁塔设计图和钢筋混泥土杆设计图。
　　5．基础施工图及说明书
　　主要内容有：1)基础施工说明； 2)基础图纸说明；3)铁塔基础设计图；4)钢筋混凝土基础设计图。
　　6．大跨越设计施工图及说明书
　　主要内容有：1)机电施工图及说明书； 2)杆塔施工图及说明书； 3)基础施工图及说明书。
　　此外涉及大跨越设计施工图纸 若干张。
　　7.通信保护施工图及说明图
　　主要内容有设计原则和依据，计算结果和保护措施，通信保护设备材料表等。
　　通信保护施工图纸有：1)送电线路与通信线路相对位置平面图；2)送电线路单相接地短路电流曲线图；3)通信、广播线路保护设备安装图等。
　　8．勘测资料
　　包括工程地质杆塔明细表、水文勘测报告和平断面图等。
　　9．工程技术档案资料
　　包含原始设计资料、工程设计图纸及设计书资料和工程设计总结资料等。
　　原始设计资料有：1)工程设计任务书及设计合同；2)上级和有关单位的来往文件及会议纪要；3)收集的设计资料和协议文件；4)各专业的原始设计条件；5)勘测的调查报告及原始纪录；6)计算书及原始图纸资料等。
　　工程设计图纸及设计书资料有：1)初步设计和施工图纸设计的技术组织措施计划；2)工程设计的可行性研究报告；3)初步设计和施工图设计全部图纸及设计书；4)概算书和预算书；测量、地质和水文方面出版的资料；5)工程设计定位手册；6)新技术科研试验及调查报告等。
　　工程设计总结资料有：1)工程设计的质量调查报告；2)工程设计的运行回访报告；3)工程设计总结；4)评选优秀设计的资料；5)工程设计事故调查报告资料。
　　通过对上面两个线路设计程序框图的分析和介绍可知,一条架空线路的设计内容是相当多的,如果设计的线路电压等级越高,线路经过的路径越复杂,那么在线路设计中所涉及的问题就更多。

　　要使架空输电线路设计的既安全可靠,又经济合理,就必须对线路情况作全面而细致的
调查研究,以便正确地选定线路的路径方案。

　　路径选择的目的,就是要在线路起止点间选出一个全面符合国家建设各项方针政策的最合理的线路路径。因此，选线人员在选择线路路径时,应遵循各项方针、政策,对运行安全、经济合理、施工方便等因素进行全面考虑,然后综合比较,选择出一个技术上、经济上合理的线路路径。选线一般分为室内图上选线和现场选线两种情况进行。
　　1．室内图上选线
　　图上选线在五万分之一或十万分之一的地图上进行。必要时也可选用比例尺比五万分之一更大的地形图。其步骤如下：
　　(1)先在图上标出线路起止点、必经点,然后根据收集到的资料,避开一些设施和影响范围，同时考虑地形和交通条件等因素,按照线路路径最短的原则,给出几个方案,经过比较,保留两个较好方案。
　　(2)根据系统远景规划,计算短路电流,校验对重要电信线路的影响,提出对路径的修正方案或保护措施。
　　(3)向邻近或交叉跨越设施的有关主管部门征求线路路径的意见,并签定有关协议。签定协议应遵循国家有关法律、法令和有关规程的规定,应本着统筹兼顾互谅互让的精神来进行。
　　(4)然后还应进行现场踏勘,验证图上方案是否符合实际。有时可不沿全线踏勘,而仅对重点地段如重要跨越,拥挤地段、不良地质地段进行重点踏勘。对协议单位有特殊要求的地段、大跨越地段、地下采空区、建筑物密集预留走廊地段等用仪器初测取得必要的数据。
　　经过上述各项工作后,再通过技术经济比较，选出一个合理的方案。
　　2．现场选线
　　现场选线是把室内的路径在现场落实、移到现场；为定线、定位工作确定线路的最终走向；设立必要的线路走向的临时目标(如转角桩、及线路前后通视用的方向桩等),定出线路中心线的走向,在现场选线过程中,还应顾及到塔位,特别是一些特殊塔位(如转角、跨越点、大跨越等)是否能够成立。
　　现场选线可以在定线、定位前进行,也可以与定线工作一起进行。

　　(1) 选择线路路径时应遵循我国有关法律和法令。
　　(2)在可能条件下,应使路径长度最短, 转角少，角度小,特殊跨越少,水文地质条件好,投资少，省材料,施工方便,运行方便,安全可靠。
　　(3)沿线交通便利,便于施工、运行,但不要因此使线路长度增加较多。
　　(4)线路应尽可能避开森林、绿化区、果木林、防护林带、公园等,必须穿越时也应从最窄处通过,尽量减少砍伐树木。
　　(5) 路径选择应尽量避免拆迁,减少拆迁房屋和其它建筑物。
　　(6) 线路应避开不良地质地段,以减少基础施工量。
　　(7) 应尽量少占农田,不占良田。
　　(8) 应避免与同一河流工程设施多次交叉。

　　(1)线路与建筑物平行交叉，线路与特殊管道交叉或接近，线路与各种工程设施交叉和接近时，应符合规程的要求。
　　(2) 线路应避开沼泽地、水草地、易积水及盐碱地。线路通过黄土地，应尽量避开冲沟、陷穴及受地表水作用后产生强烈湿陷性地带。
　　(3) 线路应尽量避开地震烈度为六度以上的地区,并应避开构造断裂带或采用直交、斜交方式通过断裂带。
　　(4)线路应避开污染地区,或在污染源的上风向通过。
　　(5) 线路转角点宜选在平地或山麓缓坡上。转角点应选在地势较低，不能利用直线杆塔或原拟用耐张杆塔的处所。转角点应有较好的施工紧线场地并便于施工机械到达。转角点应考虑前后两杆塔位置的合理性，避免造成相邻两档档距过大或过小使杆塔塔位不合理或使用高杆塔。
　　线路转角点不宜选在高山顶、深沟、河岸、堤坝、悬崖、陡山坡或宜被洪水冲刷、淹没之处。
　　(6)跨河点选择：
　　1) 应尽量选择在河道狭窄、河床平直、河岸稳定、不受洪水淹没的地段。对于跨越塔位应注意地层稳定、河岸无严重冲刷现象。塔位土质均匀无软弱地层存在(淤泥、湖沼泥炭、宜产生液化的泡和沙土等)且地下水位较深。
　　2)不宜在码头、泊船的地方跨越河流。避免在支流入口处、河道弯曲处跨越河流。避免在旧河道,排洪道处跨越。
　　3)必须利用江心岛、河漫滩及在河床架设杆塔时,应进行详细的工程地质勘探、水文调查和河断面测量。
　　(7)山区路径选择：
　　1)尽可能避开陡坡、悬崖、滑坡、崩塌、不稳定岩堆、泥石流、溶洞等不良地质地段。
　　2)线路与山脊交叉时，应从山鞍部经过。线路沿山麓经过时，注意山洪排水沟的位置，尽量一档跨过。线路不宜沿山坡走向，以免增加杆高或杆位。
　　3)在北方,应避免沿山区干河沟架线。必要时，杆位应设在最高洪水位以上不受冲刷的地方。
　　4)特别注意交通问题、施工和运行维护条件。
　　(8)矿区选线
　　应尽量避开塌陷及可能塌陷的地方, 避开爆破开采或火药库事故爆炸可能波及的范围。应避免通过矿区，尽量绕行于矿区边沿。如果线路必须通过开采区或采空区时，应根据矿区开采情况、地质及下沉情况，计算和判断地表稳定度。保证基础的下沉不影响线路的安全运行。
　　(9)严重覆冰地区选线：
　　1)要调查清楚已有线路、植物等的覆冰情况(冰厚,突变范围) 、季节风向、覆冰类型、雪崩地带等。避免在覆冰严重地段通过。
　　2) 避免靠近湖泊且在结冰季节的下风向侧通过，以免出现严重结冰现象。
　　3) 避免出现大档距，避免在山峰附近迎风面侧通过。
　　4)注意交通运输情况, 尽量创造维护抢修的便利条件。

　　当跨越与接近重要地区(如铁路、公路、航运、厂矿、邮电、机场等)时，在线路经初步确定后,应与有关单位进行协议,区取得书面答复文件。此外,还应与市、县规划部门协商，取得规划部门的同意。
　　以上介绍的线路设计步骤主要是规程方面的有关要求，但内容较为繁琐，这需要在线路工程设计中进一步理解。