基于输电线路改造的设计优化研究王博玄

基于输电线路改造的设计优化研究王博玄

王博玄

(云南建源电力设计有限公司云南昆明650000)

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，输电线路在国家建设与发展中扮演着非常重要的角色，与各个行业领域的发展以及人们的生活有着密不可分的关系。在近几年的发展中，国家相关部门不断提高对输电线路改造以及优化设计的重视。一方面是由于传统的设计方案和方式已经不能满足现代社会输电线路的运行要求，需要对线路改造和设计优化方案进行创新、变革，这样才能为输电线路运作效率的提升提供有利条件。另一方面是由于相关设计团队在对输电线路进行改造、优化的过程中，会由于一些因素的影响而出现各种各样的问题，需要对线路设计中存在的问题进行及时的处理，保证线路整体安全。

关键词：输电线；改造；设计；优化

引言

随着电力行业和科技水平的快速发展，当前是高压输电线路基建工程投资减少的时期，城市建设的迅速发展，使得输电线路的改造工程成为了当前的主要任务，必须对输电线路的改造加以重视，首先就必须要对设计进行优化。经过多年对输电线路的技改修理项目和用户投资的迁改项目的实施，从许多的问题中吸取经验教训，反过来从设计源头促使其优化，提高设计水平。对于电网的发展，需要不断更新，努力提高设计水平和施工水平，避免原有的不足，防止意外的发生，确保电力系统的安全可靠运行，为我国的经济发展提供有力保障。

1、输电线路设计概述

输电线路的改造主要由三方面的原因引起：一是运行时间长，线路设备已经老化，达到了使用寿命，已不满足电网运行可靠性的要求；二是随着国民经济的快速增长，用电量也在迅速增长，导致部分线路的输送容量增加，导致线路重载运行；三是城市建设的飞速发展，道路建设、工民用设施建设过程中与现有的输电线路有冲突，为了配合城市的发展建设，对输电线路进行迁改。输电线路是电网的骨架，对原有输电线路的改造很多时候往往是改造其中一小段，在改造过程中，要考虑对原有线路安全运行，结合电网的长远规划发展和结合最新的电网建设标准进行改造，在输电线路改造中要严格考虑每个环节，避免出现问题。对输电线路改造的各个环节，从设计方面进行优化，保证输电线路改造的顺利进行。

2、输电线路改造的设计优化要点

2.1勘察现场

输电线路的改造一般是对原线路进行改造，虽然能够收集到原先线路的运行资料，但还是要对现场的情况进行认真核查，重新核实杆塔型号、档距、交叉跨越及地形的情况，特别是原线路的重要交叉跨越点。对现场的地质情况进行勘探，为基础设计型式提供依据，由于线路一般位于野外和农田中，受到交通不便和民事问题，有些塔位的钻机进场进行地质钻探很困难，一般只能是在塔位附近100～200m位置钻探作为参考，另外可以采用人工勘探，采用人工挖电杆坑方式，掏挖3m深判断地下土质和地下水情况作为基础设计形式的依据。

2.2基础设计工作

要想让输电线路设计优化达到最佳效果，那么相关设计团队还要做好全面的基础设计工作，主要体现在以下几点：第一，水泥杆的保护工作，水泥杆是构建输电线路最重要的部分，与输电线路的平稳运行也有着密切的联系。由于线路设计团队需要对原有的水泥杆进行优化设计，所以在实际工作中，设计人员需要先对存在问题的水泥杆进行严格的检查，比如水泥杆是否存在开裂现象或松动现象等。当存在安全隐患的水泥杆得到相应的处理后，设计团队需要根据输电线路的铺设情况和地形条件等，对水泥杆的增减工作进行合理的安排，并对水泥杆的型号、高度等内容进行优化设计，以此来提高输电线路的运作效率和质量。另外，设计团队还要对水泥杆做好全面的保护工作，特别是原有的水泥杆，更要对其安全性能进行妥善的保护与维修，对于情况严重的水泥杆要进行及时更换，以此来保证输电线路的安全。第二，杆塔的设计工作，杆塔也是输电线路中重要的部分，相关设计团队需要对影响杆塔优化设计效果的因素进行全方位的研究，为杆塔的优化设计提供可参考的依据。由于不同地区的输电线路所应用到的杆塔类型不同，所以在优化设计过程中，设计团队需要对杆塔的型号进行科学的选择。另外，线路设计团队还要对杆塔所处的自然环境特点进行认真的考量，尤其是气象条件中的风速问题，一定要进行合理的优化与设计，以此来保证杆塔的安全与稳定性。对于杆塔的高度设计优化，设计团队需要根据杆塔所处的地形特点和海拔高度进行相应的设计，同时还要对注意原有杆塔与新建杆塔之间的协调关系，从而为输电线路的平稳运行提供保障。

2.3机电设计

（1）导地线选择

对原有的输电线路进行改造时，老旧的输电线路的导线截面普遍都是很小的，比如110kV线路，欠发达地区的导线截面在150mm2左右，较发达地区的导线截面在240mm2左右。要根据当地的用电负荷增长情况来确定选用导线截面，按未来5～10年的负荷增长情况并结合电网规划确定合适的截面。根据地区的电网发展情况，目前新建的架空线路导线截面情况，110kV线路导线截面最少按300mm2截面设计，220kV线路导线截面最少按2分列400mm2截面设计。但是在输电线路改造中，如果是单纯的更换导线，我们需要对原有的铁塔进行验算，根据现场铁塔的实际水平和垂直档距，验算得出最大的导线截面。由于原有的铁塔呼称高较低，一些交叉跨越的安全距离也是满足规范且余量都不大，在更换大截面导线后，弧垂会比原导线增大，比如110kV线路档距300m，导线由240mm2更换为300mm2截面后，弧垂会比原来的增加0.5～1m，这就需要提前验算导线对地距离和交叉跨越是否满足要求。

（2）绝缘配合

确定地区的污秽等级，考虑该地区以后大开发建设，提高一级污秽区设计。耐张串一般选用双联玻璃绝缘子串，悬垂串一般选用双串复合绝缘子串。耐张玻璃绝缘子串的片数根据爬电比距计算出片数后，还应考虑零值绝缘子，根据电压等级和运行要求增加1～2片。

（3）金具

金具主要采用国标修订的《电力金具手册》中的产品，少量不足部分采用非标金具，金具的安全系数不应小于2.5。目前，导地线的耐张线夹均选用液压型耐张线夹，悬垂线夹为常用的螺栓型线夹。线路的防震一般还是选用防震锤，考虑到防振锤有效保护频率范围广、电磁损耗低、防电晕性能好，具备较佳的节能性能，另根据运行经验，一般推荐采用节能型FDY预绞丝防振锤，比螺栓紧固型安装后更牢固。

（4）防雷接地

由于输电线路长期处于室外，会在很大程度上受到雷雨天气的影响而产生安全隐患。所以线路优化团队需要先对现阶段的防雷接地情况进行了解，并对防雷接地中设备的安全性能进行检查。如果发现存在安全问题的防雷接地装置，如破损或腐蚀的接地装置等，一定要对其进行及时的更换与维修。同时设计优化团队还要对影响防雷接地装置平稳运行的不良因素进行分析与处理，制定合理的优化方案。这样才能在最大程度上保证防雷接地装置的安全，为输电线路的平稳运作奠定坚实的基础。

结语：

总之，在输电工程的建设中，切忌不能生搬硬套其他工程的建设方式，应根据工程自身的实际特点设计输电线路，再结合实际情况、因地制宜，不断创新，为保证输电线路的安全稳定运行创造条件，为实现电力企业的发展开创全新局面。

参考文献：

[1]王贺，马进勋.输电线路设计中线路防雷技术的运用解析[J].科技展望，2016(3)：109.

[2]方永祥.高压输电线路改造工程的优化设计[J].现代制造,2014(27):148-149.