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关于高压输电线路电气设计的研究龚以帅

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：尹起龚以帅

[导读] 摘要：随着国家经济的快速增长，电网建设的发展同样势如破竹，得到了迅猛发展。输电的可靠性在加强，输电能力也在不断加大。

        （国网嘉兴供电公司浙江嘉兴 314000）
        摘要：随着国家经济的快速增长，电网建设的发展同样势如破竹，得到了迅猛发展。输电的可靠性在加强，输电能力也在不断加大。本文即对高压输电线路电器设计的主要内容、存在的问题以及提出的合理化建议三部分进行研究与探索，意为选用最优化的设计方案。
        关键词：高压输电线路；电气设计；
        1高压输电线路电气设计的内容
        高压输电线路电气设计包括可行性设计阶段、初步设计阶段、施工图设计三个基本阶段，这三个步骤相辅相成，协调运作。
        1.1可行性设计阶段过程
        高压输电线路的电气设计项目是一项较为困难的设计工程，具有工作量大、步骤繁琐等特点，可行性研究即通过对设备的选用、建设规模等方面的策划，在经济技术层面全方位分析和探究的过程。设计人员针对设计内容进行详细研究，包括耗费的成本、技术、设备要求及其项目建成后的经济效益，另外，电气设计要符合当地气候、地形等外在条件因素，尽可能的节约成本费用，从方方面面节约工程项目建设中不必要的浪费。在正式设计方案之前，提前通过实际考察数据进行科学分析，开展当地实地访问活动，确保设计方案具有科学性和合理性。严格按照国家的相关法律法规和政策实施项目，通过大量参考实验数据和技术资料来建设可行性电气设计工程。
        1.2初期分析
        初期设计主要是高压输电线路的设计草图，其实质上是依据施工的具体变化来修改电气的图纸，为整个施工提供尽可能精准的方案，以求施工能够稳定的进行。而设计员的工作首先是尽量准确的确定天气、选择合理性输电路径，进而选择具有合理尺寸的导线、并确认输电的铁塔，最后是确立抗冰、防雷设施的选择方案。外部环境可能会给高压输电的线路带来较大的影响，而导致电能源的严重流失。这就要求初期设计时必须依据高压线路通过路径的外部环境来合理选择电量。由于输电铁塔是高压输电中的重要部分，会直接影响电路运行的安全性和稳定性。因此，在初期阶段，设计人员在综合考虑各种影响因素后，需相应的制定出有效的方案加以解决。此外，为了使设计中的各种问题得到很好的解决，可开展培训工作，使设计人员在深入理解电气设计重要性的基础上，设计出合乎各项条件的、能够正常运行的高压线路。
        1.3施工图设计
        高压输电线路电气化设计最后一个步骤就是施工图纸的设计，图纸的设计完成需要根据实际情况进行不断的修改和讨论，最后才能够敲定施工图纸。高压输电线路电气设计图包括了机电安装施工图、杆塔断面图、路径平面图、基础施工图、杆塔明细表格图以及施工预算书等。在实际操作施工时，设计人员需要严格落实图纸中每一个细节，仔细检查输电线路建造的路经和输电杆塔完备情况，坚决不能懈怠输电线路设计中的任何环节。
        2高压输电线路电气设计面临的问题
        2.1选择路径
        路径选择是整个输电线路设计中的关键，科学合理的选择方案在经济、技术指导以及施工、运行条件等方面都起着重要的作用。为了给线路施工以及运行维护创造良好的条件，在选择路径时要考虑沿线气象、地质、水文等自然条件，妥善协调好输电路径和周边的其他设施、资源开发和环境保护之间的关系。选择路径是要按照国家现行的法规政策，综合比较论证，选择出最佳的路径方案。最佳路径的选择基本要求：尽量选择路径短的，曲折系数愈小越好；尽量选择直线线路，避免太大的转角角度和太多的转角次数；转角点的地形要尽量选择较平坦的地方，转点的距离尽量大些；选择沿线交通相对便利的地方，最好距离公路或者航道比较近；选择地质条件良好的地方，避免洪涝、地震等自然灾害对线路造成严重影响；做到少占用建筑用地、注意保护名胜古迹和大片的农田作物；线路选择要尽量避开其他障碍物，要与城乡规划、通信、航空、铁路等部门协调好；如果输电线路的选取无法避开很大的跨越，那么工程施工量和投资就比较大，一定要选择好跨越地点，规划好整条线路的设计。在线路选择时要兼顾到工程实际和经济性问题，综合考虑占地费用赔偿和民事工作。

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线路选取要最大限度地满足电网系统的建设需求。
        2.2杆塔型号选择不合理
        杆塔包括木杆、水泥杆以及金属杆，各类杆塔具有不同的适用范围与使用型号，其中由于水泥杆便于操作，使用时间长而被广泛使用。在实际的工程施工中，合理科学的选择杆塔型号非常重要。尽管我国输电线路技术已经很成熟，但是在杆塔选择方面仍然存在不小的问题，导致的结果就是没有办法协调杆塔与周围环境之间的关系，无法充分发挥其支撑作用，影响了输电线路工程的施工，同时，在杆塔的选择过程中，实际施工地点情况是最容易忽略的地方，可能会导致输电线路出现不稳定因素。
        2.3抗冰性
        在进行高压输电线路电气设计的过程中，其不同施工环境会对工程产生较大的影响，其中对工程以及线路日后使用影响最大的气候因素就是冰冻，在这种情况下，在进行高压输电线路电气设计的过程中，必须注重其抗冰性能的高低。设计人员在设计过程中，应对当地浮冰厚度进行实地考察和统计，如果存在严重的冰冻现象，那么需要对抗冰塔进行应用，从而保证输电线路的顺利运行，与此同时，还需提升电缆自身的抗冰性能，尽量应用具有较高绝缘度的导线材料。
        3高压输电线路电气设计的改进策略
        3.1恰当选择杆塔型式
        在高压输电线路的电气设计处理中，杆塔同样也是比较重要的一个方面，针对杆塔型式进行恰当选择也就成为了比较重要的设计环节，其需要切实围绕着相应高压输电线路所处环境进行匹配性选择，促使其具备因地制宜的效果，并且能够针对各个不同杆塔型式进行多角度分析，确保其能够自身较为稳定有序。当然，对于这种杆塔型式的选择还需要重点考虑其自身稳定性效果，对于整个结构的力学属性进行准确计算，确保杆塔能够在后续长期运行中具备稳定性基础，有效缓解外界荷载方面的不利威胁和干扰。此外，对于这种杆塔的基本材料选择同样也需要进行严格筛选，促使其能够具备稳定效果，降低因为自身承载力不足带来的隐患威胁。
        3.2优化输电线路路径的性能
        为了打造高品质的输电线路性能，需要制定一个科学的发展路径，具有转角次数少、路线较短、曲折系数小等优势，利用铁路、航空、通信等科技手段，达到良好的技术沟通，从而优化高压输线路路径的性能。在具体实际作中，施工人员很难缩短输电线路之间的距离，因为地形方面的原因，很多高压输电线路的路经都或多或少存在问题，如果高压输电线路被设计于繁华街道和偏远地区，不仅日常运营中会受到高空抛物和树枝的影响，在日后定期维护中，难度系数逐年累加，这就需要不断采用科学技术进行优化，尽可能的减少绕弯曲折的现象存在，运用做科学合理的方法保证高压输电线路路径具有较少的曲折
        3.3严格抗冰设计
        进行严格的抗冰设计不仅能够很好的节约工程造价，还能保证输电线的稳定运行。设计时需要考虑不同的地质条件、风向、适度以及冰厚带来的影响。抗冰的主要两个措施为加强导线、重型抗冰塔，具有高机械强度的导线可有效防止由导线而造成的损伤，同时还有必要利用预绞丝保护导线。另外，杜绝绝缘子发生冰闪的情况是抗冰设计重要的目标，可在其表面涂上防水材料，以降低漏电现象发生的可能性。
        总结：高压输电线路电气设计方案需要符合实际，设计方案时需要切合符合现实情况，积极加强高压输电线路电气设计研究具有重大意义，在施工中也同样需要结合当地气候、水源等条件。只有不断改进设计方案，才能实现施工的稳定进行，也才能保证我国的输电工作得以有效进行。
        参考文献：
        [1]程显涛.高压输电线路电气设计探讨[J].中国新技术新产品，2015（1）.
        [2]童辉.高压输电线路电气设计中存在问题及对策分析[J].中国新技术新产品，2019（24）.
        [3]杨睿.高压输电线路电气设计的问题及改进方法探讨[J].科技创与应用，2017（25）.