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摘要：在电力系统中，高压电缆输电线路为重要的输电载体，能否得到科学设计将对输电工作质量产生直接影响。采用高压电缆能够使线路输电能力得到提高，但设计难度较大，出现故障难以得到有效维修。因此，还应加强高压电缆输电线路的设计研究，以便通过科学设计保证线路稳定运行。本文就电力系统中高压电缆输电线路设计展开探讨。
关键词：高压电缆；输电线路；设计
引言
高压电缆由传统线路改造而成，直径相对较大，普遍采用金属线缆材质。设计人员要依据电力系统实际情况，运用正确的方式，对高压电缆输电线路进行合理设计，并对其绝缘、避雷和架设工作等进行合理规划，以达到良好的设计效果，提高电力系统运行质量，为人们提供安全、稳定的用电环境。
1高压电缆输电线路设计与管理的必要性
高压电缆由传统的线路改造而成，不仅直径大，而且多使用金属材质。如果没有对高压电缆进行恰当设计，很容易导致高压电缆输电线路受到雷雨天气和外界因素的影响而出现故障。通过高压电缆能够有效缩短输电线路路径，更加灵活地设计高压电缆。另外，高压电缆肤色非常隐蔽，往往会被道路和草丛覆盖，因此不会对城市景观产生影响，也不会对周边环境造成干扰。但是，高压电缆在实际应用过程中由于设计成本较高、设计难度大、无法有效维修等问题，使得电力系统的高压电缆实际设计要求非常高。
2电力系统中高压电缆输电线路设计流程
高压电缆输电线路具有容量大、输送距离长等特点，在线路设计方面容易受到各种复杂因素影响，给线路安全运行带来威胁。因此在线路设计方面，应做好准备工作，使线路设计得到完善。在前期工作中，还应加强线路环境、地区地形等各方面的勘查，在加强科学技术运用的同时，结合经验提出完善设计方案，加强线路设计可行性研究。通过深入调查，对线路建设使用的各种设备和材料展开分析，完成最佳方案的选择，能够使线路建设和使用风险得到降低。在实践设计工作中，还应加强线路设计过程管理，确认前期准备工作情况，并做好通信技术文件修订和管理，使线路潜在风险得到全面把控。通过综合分析，提出科学设计办法，能够使线路操作具有科学性。
3电力系统中高压电缆输电线路设计要点
3.1选择外护套
如果高压电缆线路在110kV及以上，可将聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯（PE）作为外护套。目前，电缆的防水层以铅合金护套或皱纹铝护套效果最好，而铅合金护套较皱纹铝护套具有更好的耐腐蚀性能和较小的弯曲半径，但铅合金护套比重大，机械性能不如皱纹铝护套，对施工安装不利。从金属护套的短路容量方面考虑，铝较铅的导电性能好，能耐受较大的短路电流。聚氯乙烯耐环境应力开裂性能比聚乙烯好，在燃烧时分解的氯气有助于阻燃，且聚氯乙烯对化学腐蚀的耐受性能不及聚乙烯，在燃烧时会析出含有氯化氢等有毒气体。电缆敷设多位于市区道路，出于安全和环保考虑，电缆外护套选用聚乙烯材料。根据地区电缆多年运行经验及工程实际情况，户外套推荐为交联聚乙烯绝缘、含纵向阻水层、铝护套、聚乙烯外护套的结构。
3.2系统架构设计
首先，在管理系统设计过程中，业务层位于数据持久层和表示层的中间。通过业务层能够将表示层和业务逻辑层进行不同程度的耦合，减弱高层对低层的依赖。即使低层对上层一无所知，通过接口依然能够保证上层和下层之间的合作。同时，在业务逻辑层设计中，可删除或替换不需要的组件，以保证系统的正常运行，增加系统的延展性。在设计业务逻辑层的过程中，要对领域业务进行分析。无论是传统的程序开发还是现代的程序开发，都必须注重和领域专家的合作。
服务层是重要的组成部分，通过服务层能够有效实现网络的异步通信。在服务层中，系统可以分为分布式和互动式的应用程序，能够为客户端提供异步通信服务。表示层能够为用户提供视图，实现人机交互功能。所以，表示层在设计过程中必须注重用户体验，提高信息交互的水平。
3.3连接设计
采用高压电缆进行输电线路设计，需要保证电缆与电力系统科学连接。针对进线段，可在变电站出线间隔进行电缆敷设，利用架空先连接。如果将线路看成是系统一部分，两端均可以采用架空线路。此外，也可以在变电所内利用高压电缆完成全部线路连接。连接位置还应加强绝缘配合，可以利用避雷器降低雷电波幅值，也可以在进线保护段实现高幅值入侵波输入，利用冲击电晕或波阻对电流幅值进行抑制。安装避雷器，应加强进线段架空线路设计。变电所采用组合电器GIS，在连接位置达到66kV以上的情况下完成2km避雷线架设。在敞开式变电所中，连接位置达到35kV以上，避雷线应至少达到1km。对电力系统进行改扩建，应注意科学架设避雷线，以免系统受到影响。采用抑制电流幅值的方法，可以在进线段将10-220kV电缆线路与架空线连接，保证避雷效果。针对35kV以上进线段，电缆长不超50m需要完成两个避雷器安装。具体来讲，就是在电缆一端与架空线路连接的过程中，如果长度不超过冲击特性长，需要在线路两端分别设置避雷器。
3.4监控平台的设计
登录系统后是个人工作页面。针对不同的用户权限，系统将提供不同的管理功能，以有效促进各个用户能够针对性地选择自己的工作内容。工作桌面右上角可以查询个人信息、系统帮助和退出。因为系统为专业工作系统，所以为了保证信息安全，必须要安全退出。在用户管理系统中，必须针对用户的角色权限进行有效管理，通过不同的权限，可以赋予不同的用户功能。这样能够利用用户权限有效关联不同角色，最终保证每一个用户都能够获得相应的权限。在用户登录后台系统中，要根据用户权限建立动态显示树节点，添加相应的功能。
4高压电缆输电线路设计的注意事项
高压电缆输电线路设计是确保输配电稳定性的重要措施，科学的电缆设计可避免意外事故发生。例如，电缆通过负载电流，若工作温度过高，电缆将持续发热，可能出现绝缘热击穿，导致电缆短路跳闸，甚至引起火灾。电缆实际使用中，由于电缆导体电阻过大或过小，导致运行中容易发热，在电缆选型上，不合理的选型也会导致导体截面不满足运行要求，运行为过载运行，电缆散热不合理，持续运行导致热量积累严重。此外，在硬件技术上，若接头制造技术落后，没有稳定压接，将导致接头处存在较大接触电阻，电缆运行仍会大量发热。电缆相间绝缘性能不好，造成绝缘电阻较小，运行中也会产生发热现象。为了保证电缆的安全运行，在进行电缆设计时选择电力电缆应考虑下列因素：（1）电缆的额定电压要大于或等于安装点供电系统的额定电压。（2）电缆持续允许电流应等于或大于供电负载的最大持续电流。（3）线芯截面要满足供电系统短路时的稳定性要求。（4）根据电缆长度验算电压降是否符合要求。（5）线路末端的最小短路电流应能使保护装置可靠的动作。（6）高的击穿强度，低的介质损耗，相当高的绝缘电阻，优良的耐放电性能。（7）具有一定的柔软性和机械强度且绝缘性能长期稳定，电缆热伸缩形成的蠕动。
结语
在高压电缆输电线路设计中，还应实现线路合理规划，科学完成路径和线缆选择。实际在线路设计过程中，还应掌握线路设计要点，合理进行接地、防雷等各环节设计，以便取得理想设计效果，使电力系统运行质量得到提高，为人们安全、可靠用电提供保障。
参考文献：
[1]张志.关于高压输电线路电气设计的研究[J].低碳世界，2020，10（05）：57+59.
[2]笪儒俊.高压输电线路电气设计问题及完善对策[J].城市建设理论研究（电子版），2020（14）：6-7.
[3]李中平，闰军波，张旭东.关于高压电缆线路电气设计的几点思考[J].科技创新与应用，2018（29）：187.