浅谈高压架空输电线路设计的优化方法章卫青

浅谈高压架空输电线路设计的优化方法章卫青

章卫青

(国网安徽省电力公司池州供电公司安徽池州247100)

摘要：我国国民经济迅速发展，百姓对于电能的需求量也日益增大。电压等级越高，网架的结构就越复杂繁琐，因此对高压架空输电线路设计的要求也比较高，尤其是线路设计质量问题。输电线路是电网的骨架，在城市电网的健身中尤为重要，要严格考虑到每个方面，避免出现一些问题，比如监测方面。在高压架空输电线路中应做到合理施工，降低工程的成本，保证质量。基于此，本文将着重分析探讨高压架空输电线路设计优化方法，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

关键词：高压架空输电线路；设计；优化

由于我国的地形特点，高压输电线路在我国的电力输送方面扮演者极为重要的角色，能够保障我国各地区正常的用电。高压输电线路主要的作业任务就是实现变电站之间、电厂和变电站之间电力传输和分配，高压输电线路设计工作是高压输电线路中的首要任务。近年来，国家电网建设在不断发展，输电线路不断地增多，在很多地方，线路问题成为了电网建设的主要因素。

1设计要点分析

常见的高压架空输电线路有架空线路与电缆线路。且架空线路的应用最为广泛。在架空线路中采用的裸导线没有绝缘性能，利用绝缘子送电，因而架空线路设计时，主要是对输电线路的杆塔和导地线以及绝缘子进行设计。就杆塔来看，在对高压架空输电线路的杆塔进行设计时，由于杆塔作为重要的支撑结构。常见的杆塔类型有直线类、换位类、终端类和分体类。所以在对高压架空输电线路的杆塔进行设计时，应切实做好基础下压和基础上拔稳定的计算，并对基础底板的承载性能进行计算。

就导地线来看，在高压架空输电线路中，其主要是以金属作为导地线，所选的导地线的曲率半径较大，并具有电晕放电现象。所选的截面应确保导地线的通流密度达标。尤其是分裂导线，在高压架空输电线路中得到了高效的应用，对于促进输送容量的提升具有不可或缺的作用。究其根源，主要是由于高压架空输电线路在运行时，往往受到感应与雷击电压，进而给导地线的运行带来影响，所以在导地线设计时应选用避雷针。尤其是在一些重要的高压架空输电线路中，必须增设避雷线等保护措施，切实注重高压架空输电线路路径的设计，尽可能地将输电导线带来的影响和自然环境带来的影响降到最低。

就绝缘子来看，由于其在整个高压架空输电线路中属于十分重要的构件。其主要是在过压和荷载下对导线进行支撑，从而确保带电部位和大地之间有效的绝缘。尤其是随着高压架空输电线路电压水平的日益升高，在绝缘性能方面的要求也在不断的加大。所以绝缘材自身的质量情况将给绝缘子自身的性能带来决定性的影响。因而在设计绝缘子时，需要我们紧密结合电气强度与荷载性能等方面的因素，才能更好地确保高压架空输电线路得到高效的运行。

2高压架空输电线路设计的优化

2.1城市地区高压架空线路的设计标准优化

在新建的高压架空输电线路导线的最低点不少于12m的前提下，如果按照逆相序排列导线，那么就会使得地面1.5m处的工频磁场小于0.05mT、工频电场小于2kVm，同时使得离边相导线的投影20m处的0.5MHz的无线电干扰值小43dB，而国家规定的限值是2.5kVm，以上数值都不符合国家规定。通过大量的数据表明，在城市地区的高压架空线路下，通常情况下工频电磁场超标的现象不会出现；但是如果架空线下有建筑物存在时，电磁超标的问题就有可能存在；而对城市居民居住的房顶和阳台来说，有可能出现电磁场畸变的现象，这就超过了国家规定的限值，不符合国家的规定。鉴于以上调查结果，在对城市地区高压架空线路进行设计时，最好要尽量改善高压架空输电线路下的建筑物畸变的电磁场，采取优化措施，譬如：给杆塔增设屏蔽线、提高杆塔高度、给建筑物增设接地线等等。

2.2城市地区高压架空线路走廊的设计优化

现阶段，城市空间的使用正变得愈来愈紧张，进而也限制了用地走廊的使用。当今社会迅速发展，为了达到社会对电力的大力需求，在进行高压架空线路设计时，架设方式可以使用同塔多回、双回的方法，可以运用钢管杆或者窄基钢管塔等设计方案对铁塔类型进行设计，以满足人们对电力的需求。

2.3城市地区高压架空输电线路的坏境影响优化

关于工频电磁场的强度限值，并没有给予明确规定，尤其是在设计超高压架空输电线路中。我国目前采用的标准和国际标准有差距，主要表现在电磁污染、噪声污染等方面，因此需要做出些许的改进，采取坏境限值优化措施来减少与国际标准化的差距。

2.4高压架空输电线路设计的智能化优化

电网的重要组成部分之一就是输电网，在科学技术的迅速发展下，输电网的智能化越来越高，为了顺应潮流的发展，建立全面的防灾和安全信息共享平台也很重要。对于夏季台风地区，杆塔倒塌、输电线路断线等非常严重的事故经常发生，在这样的区域采取先进的高速通信技术和传感器技术，根据导线以及绝缘子的真实状态进行检测，可以把它们的的实际情况发送到信号监测中心，一旦发现问题要尽快采取措施进行解决，不仅可以减少线路故障的发生也能够减小出现倒塌事故的机会，同时对提高了架空线智能化有着至关重要的作用。

2.5加强高压架空输电线路绝缘配合设计的优化

在高压架空输电线路中，其绝缘配合主要是以惯用法为主，在具体的设计过程中，我们应切实强化对其的设计与优化。一是做好绝缘子串的设计。在绝缘子串设计时，首先应确保其在工作电压下不会出现污闪；其次是在过电压情况下操作时不会出现湿闪；最后是其对雷电冲击绝缘性能的要求较高。而线路闪络率取决于线路自身的爬电比距有关，并结合线路所在区域的污秽等级对爬电比距进行确定，从而确保其可靠的运行。而为了避免在过电压下操作绝缘子时出现湿闪的情况，在操作波下，若绝缘子不完整，且串在湿闪电压时，此时只有近似地利用绝缘子串工频湿闪电塔进行替代。而在此基础上，就需要根据雷电过电压要求，在绝缘子片数内选择时由于作用不大，所以不需要增加绝缘子片数，这就需要通过将杆塔接地电阻降低来满足雷电过压的需要。二是强化空气距离选择。由于在不同的要求下的空气间距要求不同。就工作电压对空气间距的要求来看，主要是考虑工频电压的升高和气象条件以安全裕度等方面的因素，从而更好地确保所设计的工作电气的空气间距负荷实际的需要。但是在操作过压的情况下，其空气间距的正极性应操作冲击波下一半的击穿电压。而就雷电过压对空气距离的要求来看，主要是尽可能地将绝缘子串沿面的闪络减少，从而将釉面损失减少。三是做好高压架空输电线路的防雷接地设计，主要是在全线中尽可能地采用双避雷线，以更好地确保其安全。在接地方面，主要是确保接地引线和接地体之间的焊接质量，并确保杆塔的接地装置的引出线的截面积达标，同时对其进行热镀锌处理，最终满足实际施工的需要。

3结语

综上所述，在近年来，随着我国电力事业的快速发展，高压架空输电线路所占的面积也在不断的加大，而且随着电压等级的升高，势必会出现电场效应与电晕现象。加上城市空间拥挤使得高压变电站与市区的距离越来越近，尤其是高压架空输电线路的运行要求也在不断的加大，高压架空输电线路设计中，必须切实掌握设计要点，并加强对其的优化和完善。

参考文献：

[1]黄吉祥.试论架空输电线路运行维护中存在的问题及解决措施[J].中国新技术新产品.2017(20)

[2]周剑.架空输电线路工程施工质量控制探析[J].现代国企研究.2017(16)

[3]杨飚.架空输电线路防雷与接地的设计[J].低碳世界.2017(27)