输电线路设计应注意的相关问题研究

摘要：自改革开放后，国内的经济得到了迅速的发展，也是我国逐渐由过去的农业大国变成了工业大国。而电属于实现工业化中不可缺少的重要资源，输电线路的合理设计除了可确保电网在运行上的稳定性以外，其还是国内电力资源可有效利用的重要保障。但由于中国幅员广阔，每个地方在气候上、地质环境上均有所差异，因而在输电线路的设计上需要对多种因素进行考虑。

关键词：输电线路;导线选择;杆塔设计;防雷设计;问题;分析

中图分类号：TM621文献标识码： A

引言

我国电网业建设正迅速发展,不断提高全国供电的可靠性,大力增强电网输送能力已经成为共识。但是与此同时建设输电线路的内部环境外部空间正逐渐变小,各地在进行土地开发,线路路径选择困难,施工占地的民事工作难以协调,缺乏工程建设资金等一系列难题干扰着电网建设业的发展。面对日益复杂的新形势,如何最大限度地满足电网建设的需要,已成为技术部门需要不断深入研究的课题。

一、我国输电线路设计中的现状

近年来我国电力事业的迅速发展，使我国的电力建设市场繁荣发展。在输电线路的设计中，大多数的设计缺乏前期细致全面的实际调研，在具体施工中存在着比较严重的资源材料浪费，杆塔占地面积过大，线路抵御自然灾害的防御型不高，在输电线路出现问题时所牵连的用户面积过大。特别是随着我国对国内电网的联网运行，其中更是产生了一些新的技术问题和相应的一些规章制度。这也为输电线路在运行中的潜在隐患提供了现实可能性。

二、输电线路的特点

输电线路是进行电力传输的必备介质，它一般是由输电线路导线、杆塔、线路绝缘子、接地装置等组成，为了减少导线上的电能损耗，通常采用的是将电力从发电厂引出经升压变压器升压后，经过断路器等保护控制设备然后再接入输电线路。这就决定了输电线路的高压性。架空输电线路和电缆线路是目前常采用的两种输电线路。目前所建造并投入运行的输电线路有交流输电线路和直流输电线路，由于直流输电线路的所需的技术较高、造价成本比较大，从而无法大规模普及，所以交流电输电线路占据着输电线路的主要地位。

输电线路由于其电压等级较高，所以在具体的设计时应当考虑一系列相关的问题。对于输电线路导线与导线间，导线与外物（地面、建筑、数目、高山、河流等）间、导线与其他相邻的输电线路间都要有着一定的安全距离。由于输电线路所跨越的距离较长，对于同一条输电线路不同线段所经过的地域气候也应当考虑，特别是对于冰冻严重、风力较大的地区也应当对输电线路的荷载量进行合理的加固并留有一定的余量，而对于冰冻灾害严重的线路段还应当设计自动融冰电力装置，避免由于线路上冰负载过大而引起线路、杆塔断裂垮塌的发生。线路载荷还需考虑到输电线路上的绝缘子、杆塔和导线角度合力等因素。在对输电线路进行设计的同时还要依据静态分析的基础上进行动态分析，包括地区风力、线路断线、地震等动态荷载。

三、路径设计中应注意的相关问题

（一）、确定实际的线路

该环节属于确定实际线路中的关键环节，围绕图纸方案展开实际调查，设计人员则必定需要具备超强毅力，付出辛苦汗水，另外工作人员还需要对铺设线路范围进行多次考察。而在选择路径上，除了要对工程实施是否可行进行考虑以外，还需要对其便捷性进行考虑，应参考施工区域的地质情况、地形特点以及实际环境，在实际线路的选择中，尽可能避开森林地带、河流、矿产开采区等，并且注意不要占用当地的良田，减少农民的经济损失。在确定线路中，尽量遵循。地形好、交叉跨越少、转较少以及下长度短等。的原则，保证线路具备可操作性、可靠性以及经济性。

（二）、室内的选线定位

一般来说，初期线路选择均是在室内进行，此环节无需定下最终方案，可通过一定比例航测图定下初步的备选方案，从而便于在全局角度上进行统筹兼顾。对于距离较长的线路，通常采取1:5000（或10000）的比例，然而若输电线路在3000米以内，则最好是采取1:5000的比例。此时，除了应该对线路走向、杆塔定位、理论计算等进行考虑以外，还需对其他的相关要素进行考虑。

（三）、防雷设计问题

电力系统需要恶劣的气候环境中正常运行,因此防雷接地的设计是十分有必要的。安装避雷针是有效途径之一。其主要作用是防止雷电直击导线,降低通过杆塔的雷电流,从而避免塔顶电位过大,或者利用对导线的耦合作用降低绝缘子电压,并产生屏蔽作用,减少导线的感应电流。提高线路的抗雷性能也可以通过降低杆塔的接地电阻来实现。其作用机制是在接地后,电力系统电流及电压均被引人地下,有效的减少强电流或者电压对于杆塔的损害。如果杆塔处于山区,接地电阻率超过1000Ω·m的情况下,应使用降阻剂降低接地电阻。另外还可以通过安装自动重合闸设备、设置耦合地线、加强绝缘、中性点非有效接地、采用不平衡绝缘等方式加大输电线路的保护力度,保障杆塔及线路的安全。

（四）、杆塔设计问题

杆塔在输电线路中起着支撑线路的作用，杆塔同时也是输电线路占据土地的主要部分，如何在满足输电线路要求的同时减小杆塔占地面积，保证杆塔运行质量是关键。第五，在设计的后期还要充分的考虑以上的各种因素并结合实际的施工环境、气候条件等进行科学合理的设计。杆塔的建设成本费用占整个工程成本的35%左右，因此合理的选择杆塔可以很大程度上降低输电线路的建设成本。考虑到我国用地面积紧张的局势，在对杆塔进行设计时要考虑到杆塔占地面积，尽可能的降低杆塔对耕地和城市用地的占据。考虑到输电线路建成运行时期的日常维护等问题，尽可能降低同一条输电线路的杆塔型号或采用类似的杆塔型号。钢管塔是目前较常使用的杆塔类型，其机械强度较高且占地面积小，但是对于转角较大的杆塔不宜采用钢管塔，因为在实际使用中极易造成杆顶挠度形变等问题。因此，经过大量实践表明钢管塔常使用在直线塔，而角钢塔的方案适用于转角塔。针对不同的情况采用不同的技术方案有助于工程的顺利进行

（五）、导线的选择

在输电线路的铺设中，导线是关键的材料，电流以及电能的传送均是依靠导线进行，然而导线通常一年到头都是处于一个日晒雨淋的环境中，经受四季温度变化的影响。因此在导线的选择方面，需特别注意，导线应具备高机械强度，并且要求其在长时间内可维持良好的性能。日常生活中，人们常看到的输电线路通常在低压输电这个范围中，而对于220KV以下的输电线路，多是采取架空线路的做法，该类型输电线路具备了费用低、设备简便等优点，然而其在外的导线极易被周边因素所干扰，因而要求导线需远离其它搭建的物体，但这一措施则会间接提高了施工成本。此外，有种电缆线路不会被外界的环境因素所感染，其通常在人口密度较大的区域应用，而高压输电（电压220KV）在输电期间，其导线内具有电流容量大、电压等级高等特点，因为为了缓解电晕等影响，对于高压线路，通常应用多条分裂导线，输电线路在传输过程中的电流密度、许用电量耗损量、发热量等特点决定了输电导线在横截面积上的要求。由于几年前国内发生了南方雪灾，暴露出了电力系统中存在的一些问题，因而为了提高电力系统对于自然灾害的抵挡能力，在新企标中明确规定了采取架空处理的输电线路，其导线在弧垂最低点以及悬挂点等处的最大张力增加17，并且就光纤复合线路做出新规定。在输电线路的铺设过程中，需要针对潜在的危险点采取理论计算。

结束语

总而言之，随着我国科学技术和经济的发展进步带动了电力事业的不断繁荣。国家西部战略的实施也使得西部高海拔地区电网的建设步骤加急，特高压输电线路也在我国范围内广泛开展，加快对输电线路设计的关键问题的研究有助于推动我国电力事业的迅速发展。与此同时，国家应当加快完善相关的技术法规，保障输电线路设计的安全、可靠、稳定运行。

参考文献

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