国网吕梁供电公司 山西吕梁 033000
摘要：在电力系统运行过程中，为扩大所发电力能源的传输范围、受众群体，因此需要建设高压输电线路将电能加以远距离传输。但在当前我国电力行业发展与电网建设过程中，高压输电线路电气设计层面上存在诸多问题与不足，无法做到对用电安全与电力系统运行可靠性的有力保障，并以此为诱因引发各类问题的不断出现。针对于此，本文对当前我国电力系统高压输电线路电气设计阶段所存在主要问题开展深入分析，并提出问题优化解决建议。
关键词：电力系统；高压输电线路；电气设计；问题完善
相较于低压、普通输电电路而言，高压输电线路具有安全运行稳定性要求高、运行与结构参数高、线路敷设总距离过长、线路周边环境复杂等特征，这些特征的存在也进一步提高了对高压输电线路电气设计方案合理性的要求。但由于在设计层面上存在一定的问题与不足，并没有做到对用电安全的必要保障，也大幅提高了线路维护、管理工作难度系数，而对这一问题的优化解决也是提高整体电力系统运行可靠性的主要途径。
一、高压输电线路定义
高压输电线路主要指，在电力系统中发电厂与配电系统的连接桥梁，将高压电流向远距离加以传输。而高压输电线路主要由两部分构成，一部分是电缆输电线路，是指将电缆敷设于地表浅层中高压输电线路，这一类线路具有维护工作难度系数高、建设成本低的特征。另一类则是架空输电线路，通过对输电杆塔的构建，将高压输电线路与高空悬挂形式加以铺设，这一类输电线路被广泛应用于非城市区域中。
二、高压输电线路设计特征与问题分析
（一）线路参数过高特征与问题
首先，线路结构与运行参数过高特征。一方面，架空输电线路的铺设需要构建、配置绝缘子、输电杆塔等结构设施，且具有输电杆塔水平高度过高、绝缘子片数多等特征，因此在出现高压输电线路倒塌事故时需要投入大量人力物力与时间成本开展修复工作。另一方面，高压输电线路所传输的电流电压为220千伏以下，过高的电压使得周边区域电场强度有所提升。
其次，在高压输电线路设计阶段中，结构层面上主要存在输电杆塔规格型号缺乏合理性、气候影响两方面问题，具体如下：第一，在架空输电线路设计环节中，部分设计人员并没有从实际层面着手，仅通过对不同规格型号输电杆塔市场采购价格、结构强度与质量因素加以分析，而没有对高压输电线路实际铺设周边环境、地质结构勘察信息加以综合分析，这也使得部分所构建输电杆塔的结构稳定性低于预期；第二，我国幅员辽阔，北方区域在秋冬季节室外气候温度时常低至零下40摄氏度。而在当前我国电力系统建设中主流配置型号绝缘子的工作温度要求在零上40摄氏度至零下40摄氏度之间，过低的温度会导致绝缘子表层出现冰冻问题。但在部分高压输电线路电气设计环节中，并为开展绝缘子抗冻设计工作。
（二）高压输电线路沿线地理环境复杂特征与问题
首先，由于高压输电线路在电力系统中所扮演角色、职能效用因素限制，需要铺设长距离的高压输电线路，且绝大部分线路的沿线地理环境极为复杂，需要穿越人群密集的城镇区域、地貌多变的高山峡谷，这也提高了对高压输电线路运行可靠性、抗干扰性的要求。
但是在高压输电线路电气设计层面上，却存在部分线路路径设计方案缺乏合理性的设计问题。例如部分供电企业为缩短高压输电线路总距离长度、降低电能损耗量、节省工程造价成本，选择以直线形式将线路加以铺设，但却忽视了线路沿线环境的复杂程度。一方面，在线路沿线周边区域中分布矿区时，会提高线路运行的安全隐患；另一方面，部分线路的直线铺设模式会不可避免的跨越大江大河或是海峡港湾，过大距离的跨越也提高了高压输电线路的设计难度系数，并提高各类设计问题的出现概率。
（三）线路高运行可靠性特征与问题
首先，在线路运行过程中，由于线路的电能输送容量大、电流电压高、输电杆塔水平架设高度高，因此在出现各类线路与电力系统运行安全事故、或是受到雷电流打击时，有较高可能出现线路绝缘层破裂、高压电流向四周逸散等安全事故，并造成严重的经济损失与人员伤亡。
此外在部分高压输电线路电气设计环节中，为降低工程造价成本，选择配置绝缘层较为薄弱的输电线路，以及对线路防雷接地设计工作的忽视，这些问题的存在都降低了高压输电线路的运行可靠性。
三、线路电气设计问题完善建议分析
（一）优化高压输电线路路径
在高压输电线路电气设计环节中需要同时遵循以下两种设计原则：第一，经济适用性设计原则，结合实际情况尽可量缩短高压输电线路总铺设距离，降低造价成本与电流损耗程度。第二，实际性原则，根据线路沿线地理环境、地貌结构，对直线线路铺设方案加以适当优化调整，例如与沿线矿区等区域保持适当安全间隔距离，规避过高山脉与江河湖泊，避免出现高压输电线路的大跨越。
对这一措施的贯彻落实，即可在保障高压输电线路运行可靠性、设计难度系数合理的基础上，最大程度降低工程造价成本，又可以在一定程度上降低环境因素对高压输电线路运行可靠性、安全性的消极影响系数。
（二）对架空输电线路结构的优化设计
上述提及，在架空输电线路设计、铺设环节中，需要按等同间隔距离架设大量的输电杆塔，但受多方面因素影响，部分输电杆塔的实际结构稳定性低于预期，并以此为诱因引发诸多线路安全问题的出现。此外，在我国部分地域中所配置的绝缘子也存在着出现冰冻的设计问题，从而导致高压输电线路在输电过程中出现漏电安全事故。
针对上述设计问题，本文提出以下设计优化措施建议：第一，结合实际地理情况、配置适当型号、材质的输电杆塔。例如根据线路在不同沿线地理区域中的土层硬度，针对性设计输电杆塔的杆长与埋深。在土层较软时加大输电杆塔的埋深，并配置杆长较长的输电杆塔。而在土层较硬时则需适当减小杆塔埋深、并配置杆长较短的输电杆塔。总而言之，便是强调于杆塔水平架设高度与结构稳固性的一致性；第二，根据实际地理情况、选择适当的输电杆塔间隔距离，避免在杆塔间隔距离过长时出现线路接地问题，也避免杆塔间隔距离过短，出现工程造价过于高昂的问题；第三，在高压输电线路设计环节中，根据线路铺设方案选择性开展绝缘子防冻设计。例如在线路铺设在我国北方区域时，需要注重开展绝缘子防冻设计，而在气候温度较高的南方区域便无需开展这一设计工作。
（三）开展线路安全设计
首先，为避免出现高压输电线路绝缘层破裂、漏电等安全事故，并降低事故所造成的经济损失与人员伤亡程度，因此需要在线路电气设计阶段中，注重以下两点设计要点：第一，在合理造价成本范围内，优先配置绝缘层较厚的导线材料作为高压输电线路；第二，提高高压输电线路的对地高度，避免在出现线路漏电等安全事故时对周边区域地表的行人、动物与设备造成损害。
其次，为避免高压输电线路遭受雷电流的打击，需要在线路电气设计阶段中开展防雷接地设计工作，构建防雷接地配套系统。在线路与输电杆塔受到雷电流打击时，将雷电流引入地面，降低对线路的损害程度。
四、总结
为进一步优化高压输电线路的运行可靠性、安全性，避免各类线路电气问题的反复出现。因此本文对高压输电线路在电气设计环节中的常见问题、设计特征加以深入分析，并在其基础上提出上述优化线路路径、线路结构、线路安全三项问题完善建议。
参考文献
[1]胡辰辰，张振.探析高压输电线路电气设计的问题及对策[J].科技展望，2015（21）：63.
[2]陈兴.高压输电线路电气设计的问题及对策[J].科技资讯，2017（15）：46.
[3]程显涛.高压输电线路电气设计探讨[J].中国新技术新产品，2016.