王兵
乌鲁木齐鸿明远电力设计有限公司，新疆乌鲁木齐 830000
摘要：近年来，随着我国社会经济不断发展，国民的用电需求相应增加，电网辐射面积也越来越大，伴随着人民群众生活质量的不断改善，对电力的需求也在逐步提高，从而对电网的运行提出了更高的要求。因此，加强对高压输电线路的全方位管理，实现健康、稳定、可靠、高效运行，成为我国电网设计重要任务之一。
关键词：电力工程；110kV架空输电线路；电气设计要点分析
引言
在电力系统中，110kV架空输电线路是电网的重要组成部分，其作为电能输送的重要载体，能否得到科学设计将对电网运行产生直接影响，而电气设计是110kV架空输电线路设计的主要工作内容之一，因此，加强电气相关内容的设计研究，通过科学的分析和论证，是保证110kV架空输电线路稳定运行的重要措施之一。
1、110kV架空输电线路设计概述
110kV架空输电线路设计的任何环节都是要满足规程、规范的要求，以及行业标准，设计内容都应做到有理有据。110kV架空输电线路的整体设计是一项庞大、复杂的工作，需要多专业紧密配合，才能有效提高设计成果的合理性和可行性，为后期工程建设及线路运维奠定良好的基础。
首先，通过室内选线，现场勘查等技术手段初步选定线路路径方案，并经过沿线相关管理部门核查，取得相关支持文件，以提高线路路径的可行性，同时收集路径沿线相关资料，为设计方案提供充足的基础数据和依据；其次，对收集的资料按照规程、规范要求进行数据整理、分析、计算、校验，得到适用工程建设的参数成果，初步确定设计方案，并根据初步选定路径方案进行现场精确测量，利用专用软件模拟出路径沿线的地形变化情况，以及杆塔定位情况，根据初步确定的设计方案内容，优化杆塔位置及线路配置内容；再次，在精确测量确定的线路路径上，对软件模拟的杆塔位置进行现场逐一复核，落实杆塔位置的可实施性，根据现场复核后的内容，对设计方案中的参数、成果及线路配置情况进行再次校核；最后，将最终复核、校核后的内容编制成为设计成果文件，用以项目现场施工建设，并对施工现场进行技术服务，直至项目带电运行。
2、110kV架空输电线路电气设计要点
电气设计作为110kV架空输电线路整体设计的重要组成部分，应满足规程、规范的要求，以及行业标准，设计内容都应做到有理有据，且电气设计需要与线路结构、勘测、通讯等专业紧密配合，其设计方案及成果的准确性、合理性对线路其他组成部分将产生重要影响，因此，应重视电气设计，并对电气设计的重点、要点进行分析和讨论。
2.1路径选择
路径选择是110kV架空输电线路整体设计的重中之重，直接影响了项目工程的经济性和可靠性。初步制定路径方案的过程中，应进行多方案比较，在线路长度、雷电活动情况、覆冰情况、气象条件、矿产分布、经济性等方面分析各个方案的利弊，以安全、可靠为前提，兼顾经济性，优选出最佳路径方案，且必须经过路径沿线相关管理部门（如国土、规划、公路、铁路、矿产管理、军事管理等部门）核查，排除危险因素及颠覆性因素，取得相关支持文件，以提高线路路径的可行性，在此过程中将耗费大量的时间及人力，且极有可能出现反复修改路径方案的情况，但是，该部分的工作必须完成，避免工程无法实施的情况出现；在精确定位阶段，电气设计应与线路结构、勘测等专业进行及时、有效的技术性沟通，不断修正电气设计参数，细化、优化线路路径，并充分考虑便于施工，形成最佳路径成果方案。
2.2交叉跨越
优选出路径方案后，针对沿线的重要交叉跨越，电气部分应根据规程、规范要求制定并设计出交叉跨越方案，主要包括交叉跨越角度，方式，安全距离等，其中：交叉跨越角度将影响局部的线路路径走向及杆塔定位；交叉跨越方式将影响线路绝缘配置情况；安全距离将影响杆塔高度、杆塔性质等配置情况；上述内容需根据导线、地线配置情况，地形变化情况等内容进行计算，不仅要校验常规情况下的各项参数，还应考虑极端条件下（如 ：高温、大风等）输电线路对被交叉跨越物的影响，不仅要满足电力工程相关规程、规范要求，还应满足被交叉跨越物（如高速公路、高速铁路等）相关管理部门的要求，并将交叉跨越设计方案交由管理部门审批，取得相关支持性文件。
2.3气象组合
气象组合内容是根据勘测数据计算出的设计成果，先将收集到的基础数据，通过各方面（如：高度、次时等）计算，转换成为符合电气设计要求的过程参数，再根据相关规程、规范要求，利用过程参数，计算出适合项目工程的各类气象参数，计算并校核线路运行各类工况下的气象参数，为电气设计其他工作明确了基调和原则。针对长距离输电线路，所经区域环境不同的特点，将整条输电线路划分为不同的区段，根据其环境特点，进行差异化设计，制定不同的气象组合设计方案。该部分需与勘测专业紧密配合，提高成果的科学性和合理性，针对不同的气象区域和特点，确定不同的参数成果。
气象部分的数据处理量较大，且繁琐，但是，该部分的成果将影响电气设计其他环节的工作，因此，应坚决摆脱对项目区域内现有在运输电线路设计成果的依赖性，杜绝在设计工作中直接借用现有在运线路设计参数情况的发生。
2.4导线及避雷线选型
导地线是线路重要组成部分，在110kV架空输电线路设计中所占比重较大。
电气专业根据线路路径所经地区气象条件、地形特点，合理的选择导线型号，对杆塔型式及材料的选用，工程经济性，线路的运行安全等方面都有十分重要的意义。
根据系统专业提供的导线最大输送容量及导线截面积，对不同材质、不同形式的导线（例如钢芯铝绞线，铝包钢芯铝绞线，炭纤维导线等）进行机械、电气等方面比较，充分考虑施工、运维因素，优选出适合工程建设的导线形式，并根据选用的杆塔形式（如角钢铁塔、钢管杆等），通过计算，明确各种杆塔形式下导线架设过程中的安全系数、设计张力、运行张力等各种力学性能参数，同时，还应兼顾导线与避雷线在电气和力学方面配合。
根据系统通讯及保护的要求，通常情况下将会随110kV架空输电线路同步架设光缆线路，而现行110kV架空输电线路基本配置为双根避雷线，为提高利用率，目前主要做法是将双根避雷线配置为一根复合光缆兼做避雷线，一根常规地线，因此，地线的选择除需满足与导线的配合要求，还应考虑与另一根地线的配合。通过对不同材质、不同形式的避雷线（例如镀锌钢绞线，铝包钢绞线等）进行机械、电气等方面比较，优选出适合工程建设的避雷线，根据系统短路情况、雷电活动情况等内容，对事故状态下，两根地线的分流情况及热稳定情况进行校验，最终明确避雷线的安全系数、设计张力、运行张力等各种力学性能参数，以提高避雷线的可靠性，避免地线断线事故的发生。
通常情况下，复合光缆避雷线除满足上述常规避雷线要求以外，还应根据复合光缆自身的特性，对其安全系数、设计张力、运行张力等各种力学性能参数进行计算和校核，最终达到导线与避雷线配合，常规避雷线与复合光缆避雷线配合的目标。
2．5绝缘配合
对于110kV架空输电线路而言，考虑到绝缘配置的前瞻性，不仅要考虑当前污秽情况，还要结合当地经济、环境、工业发展状况，合理确定绝缘配置原则。在设计过程中要考虑绝缘子的爬电比距，绝缘配置适当留有裕度，坚持“绝缘到位，留有裕度”的基本原则。
（1）污秽等级：地区污秽等级主要根据地区污、湿特性、运行经验以及外绝缘表面污秽物的等值盐密三个因素综合确定，同时结合现场调查的污源情况、线路所经地区的地理、气候、经济发展现状和电网运行经验来进行污秽等级划分，该部分的成果将直接影响绝缘子选型及绝缘配置方案。
（2）空气间隙选择：根据线路路径区域的海拔高度，地形变化情况，按照相关规程、规范要求，计算并确定各种工况下的空气间隙，主要包括：工频电压间隙，操作过电压间隙，雷电过电压间隙，带电作业间隙，该部分成果将作为杆塔头部尺寸校验的重要依据。
（3）绝缘子形式：根据污秽等级内容，对各种材质（如：瓷质、玻璃钢、复合材料等）的绝缘子进行性能比较，兼顾便于施工、运维等因素，优选出适合工程建设，满足污秽等级要求的绝缘子形式，并根据其组装形式明确对绝缘子强度、高度、爬电比距等机电性能的要求，以及各种工况下绝缘子的安全系数。
2.6防雷与接地
（1）防雷
首先，路径选择过程中，根据收集的雷电活动资料，应尽量避开雷击频繁区域；其次，科学的架设避雷线，避雷线能够起到对雷击电流分流的作用，可以对过雷电流进行最大限度的控制，在架设避雷线的过程中，应将边导线位置对应的避雷线的保护角控制在合理范围内，以加强避雷线防雷的效果；最后，提高绝缘水平，110kV架空输电线路中，较高的绝缘水平具有较强的耐雷能力，因此，为提高线路绝缘强度，应对绝缘子部件对应的防雷电参数进行分析、比较，优选出防雷能行优异的绝缘子。
（2）接地
首先，根据收集到的资料及勘测成果，明确线路路径各个区段的土壤电阻率情况；其次，根据接地电阻要求，结合路径沿线土层、地质情况，制定合理的接地方案，最后，通过计算优化接地形式，选用合适的接地材料，以达到规程、规范要求的接地电阻要求。
结语
总而言之，在110kV架空输电线路设计工作开展之前，设计人员必须做好全面性的数据信息采集和分析，为保障设计方案合理奠定基础。在电气设计工作中，应对路径选择、防雷保护、绝缘配合等要点进行深入研究，以确保110kV架空输电线路能够顺利实施，为提高线路运行可靠性和安全性。
参考文献
[1]胡发宏,董铁柱.电力工程高压输电线路设计要点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2019(01):6.
[2]马键.电力工程高压输电线路设计要点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(30):14-15.