电力工程高压输电线路设计要点研究

发表时间:2021/1/28   来源:《中国电业》2020年第28期   作者:王炳庆 陈明
[导读] 高压输电线路电气设计中需要投入的工作内容为施工方案的建设、
        王炳庆  陈明
        中国电建集团河南工程有限公司

        摘要:高压输电线路电气设计中需要投入的工作内容为施工方案的建设、电力理论的合理选择、当地电力环境和气候环境的全面分析等。在各项工作的落实过程中,采用的方法包括对于当地工作环境的精准参数获得、对于该系统工作目的内容确定后的电力分析方法使用、专业化施工方案的设计等,以确保高压输电线路电气设计结果具有更高水平。
        关键词:高压输电线路;特点;电力工程;设计内容;设计要点
        电力工程建设规模的不断扩大,促进了输电功能以及输电质量的进步。但是由于电力工程建设发展速度过快,导致高压输电线路外部发展空间逐渐缩小,不利于整体电力系统的发展,并且大规模的土地开发以及电力工程施工资金缺乏都严重阻碍了国内电力工程建设。因此为了保障电力工程高压输电线路安全可靠运行,以下就电力工程高压输电线路设计要点进行了探讨分析。
一、高压输电线路的主要特点        
高压输电线路特点主要表现为:
        (1)参数较大。对于高压输电线而言,其主要特点是高压,和低压输电线相比,其参数往往比较多。并且由于高压输电线杆塔较高、绝缘子片的数量较多,若是出现事故,修复也会比较困难。
        (2)安全级别要求较高。高压输电线路是能量输送线路负荷中心,对高压输电线的安全级别要求也较高,其承担输电任务,若是其出现故障,整个城市供电设备可能会因此瘫痪。        
        (3)线路较长,工程开展难度大。高压输电线跨度往往较大,并且所经地区的环境比较复杂,高山和丘陵比较多,线路较长,需要较长时间施工,其对于施工技术水平的要求也很高。        
        二、电力工程高压输电线路设计的主要内容分析
1、前期设计分析。电力工程高压输电线路设计受到多种客观因素影响,对前期设计进行分析能够减少安全隐患。设计人员应当对工程施工地点的气候、地形以及原材料等进行充分的思考,在降低成本的过程中,保证工程质量。第一、方案设计。高压输电线路电气方案设计需要进行可行性分析,并对施工过程中需要面对的自然环境因素、施工技术和设备要求以及工程规模等进行全面的预测;第二、客观因素。实施可行性分析过程中,需要制定详细的内容和具体的数据,保证各项内容的真实性,才能够促使高压输电线路施工过程中的稳定性和安全性提升;第三、论证严密。在提升相关可行性分析严密性的过程中,可以应用分析法对设计内容进行整体研究,并对客观因素进行假设,同时制定出避免方案;第四、风险预测。在实施可行性研究的过程中,一项重要的内容就是风险预测,从而及时采取有效措施对其进行规避。
2、初步设计。高压输电线路电气初步设计首先需要构建草图,此时设计人员可以根据施工具体要求对其进行一定程度的弥补和修改,从而提升设计科学性。这一过程中,限制工作人员设计的因素包括气候、工程路径、抗冰防雷以及导线尺寸等。值得注意的是,该工程需要在室外施工,因此受周边环境的影响严重,容易产生严重的电能流失,这一设计阶段应对施工环境进行充分的考虑,并有针对性的提出解决意见。同时根据设计的具体环境和限制性因素,构建多种不同的设计思路,并经过排除法,最终确定最为全面和科学的设计方案。
3、施工图设计。在施工图设计过程中,一定要注重全面性,其中应包含预算内容、修正概算以及铁塔的具体施工图等,在进行电力工程高压输电线路设计的过程中,要保证其实用性,促使其在施工过程中可以作为重要的依据。


        三、电力工程高压输电线路设计要点的分析
1、严格高压输电线路路径的科学选择。电力工程高压输电线路设计的过程中,相关设计人员需要充分了解当地的气候环境,从而选择合适的抗冰导线材料和铁塔类型,同时还需要充分考察当地的地形以及路径等方面,在多个路径当中选择最为科学的路径。如果高压输电线路被设计于闹市或山林地区,不仅在日常运行过程中,会受到高空抛物和树木刮碰的严重影响,对线路电气进行定期维修,其难度也非常大,在这种情况下,必须在进行气象、地质、水源等多个因素的考察以后才可以选择路径。最为科学合理的路径通常可以保证高压输电线路拥有较少的曲折和较短的转角,自然条件良好的同时交通相对便利。
        2、塔杆基础工程设计。电力工程高压输电线路设计中塔杆基础工程设计是一项非常重要的内容,通常情况下,设计者会选择最为常见的管杆与铁塔结构。但是,由于地区环境不同,所遇到的影响因素也不尽相同,为了降低高压输电线路的成本费用,尽量选择最合适的塔杆基础,避免两个结构的相互作用。另外,为了确保高压输电线路的安全稳定,作为支撑基础部分的塔杆设计非常重要,塔杆设计要注意基础开挖与塔杆浇筑的控制,在基础开挖工作开始前,选择合理的开挖方式,切实提高基础岩石的整体性与稳定性,根据各方面的条件和技术水平选择浇筑材料。基础部分的浇筑应该选择钢筋混凝土结构,浇筑过程中做好相应的排水设施,确保基坑内能够正常排水,避免受到水的浸泡对塔杆基础质量造成影响。在回填的过程中,分析回填土的密度,确保夯实作业的有效性,全面提高塔杆的施工质量。
                3、输电线选型设计要点。输电线路的导线和地线长期在旷野、山区或湖海边缘运行,需要经常耐受风、冰等外荷载的作用,气温的剧烈变化以及化学气体等的侵袭,同时受国家资源和线路造价等因素的限制。因此,在设计中特别是大跨越地段,对导、地线的材质、结构等必须慎重选取。选定导、地线的材质、结构一般应考虑下述原则:第一、导线材料应具有较高的导电率。导线的截面,宜按照系统需要根据经济电流密度选择,也可按系统输送容量,结合不同导线的材质进行综合技术经济比较后确定。第二、导线和地线应具有较高的机械强度和耐振性能。第三、导线和地线应具有一定得耐化学腐蚀能力。        
4、抗冰设计要点。电力工程高压输电线路设计的过程中,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,在进行电力工程高压输电线路设计的过程中,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。
        5、做好防污防损害的设计。对于高压输电线路设计而言,做好防污防损害设计也非常重要。因此需要对高压电力污秽区以及损害情况进行明确。需要对高压输电线路损害以及污染类型和性质有全面了解,总结污损情况出现的位置和时间,保证高压输电线路设计的合理性,尽量减少污损给高压输电线路造成的影响。若是已经有污损,那么需要根据实际情况和需要选择合理手段来做好污损分析以及污损处理,避免因为污损的存在而给高压输电线路带来故障。        
结束语
综上所述,随着社会经济的发展,使得电力工程建设规模不断扩大,同时促进了输电功能以及输电质量的进步。但是由于电力工程建设发展速度过快,导致高压输电线路外部发展空间逐渐缩小,不利于整体电力系统的发展,并且大规模的土地开发以及电力工程施工资金缺乏都严重阻碍了国内电力工程建设。因此为了保障电力工程高压输电线路安全可靠运行,必须加强对电力工程高压输电线路设计要点进行分析。
参考文献
[1]方彩霞.电力工程高压输电线路设计要点分析[J].电子世界,2018
[2]曾文明.高压输电线路电气设计中存在问题及措施分析[J].建材与装饰,2018
[3]韦庆任.电力工程高压输电线路设计要点分析[J].中国科技博览,2018
[4]刘莎莎等.电力工程高压输电线路设计要点分析[J].科学导报,2019
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