电力工程高压输电线路设计要点分析罗仕珍

电力工程高压输电线路设计要点分析罗仕珍

罗仕珍

（广西博阳电力勘察设计有限公司广西南宁530028）

摘要：随着国民经济的快速发展，各个行业对电能的需求量不断增加，我国电力工程建设规模也不断扩大，这就使电力工程中高压输电线路设计的难度增加。高压输电线路作为电能传输的主要载体，其本身设计的可行性和安全性对整个电力工程供电的稳定性有直接的影响。因此，合理的设计电力工程中高压输电线路方案，能够有效提升电力工程和电网运行的质量。

关键词：电力工程；高压输电线路；设计要点

1目前我国电力工程高压输电线路设计存在的主要问题

1.1不合理的路径选择

高压输电线路设计在选择路径的时候，因有些设计师考虑不够周全、缺乏现场经验等方面的因素，对工程施工现场的考察工作没有足够重视，甚至有些设计忽视整个勘察的过程，这样就会造成在设计中没有完善的施工现场资料作为参考依据，导致在选择路径的时候，出现与施工现场不相符以及各项施工条件不相符的情况。在很大程度上，这种工程设计直接影响工程的整体施工质量和施工功效。同时，也会使工程成本增加，降低工程的经济利润。此外，有些工程的设计对降水量、雷电、覆冰以及气温等气象条件没有进行认真的考察，将路径选择在不良地质地带，从而造成严重的经济损失。比如：在西藏地区的高压输电线路设计中，设计师没有考虑当地的雷电多发问题，导致工程在施工结束后，遭受多次雷击，造成重大的经济损失，甚至影响附近居民的生活。

1.2不合理的杆塔型号选择

现阶段我国最为普遍的线路架空方式中，杆塔是相当重要的设计环节，其对线路运行有重要的影响。特别是选择杆塔的型号，对线路运行质量有着实际的影响。然而当前有些设计师在设计中，没有根据相关的规程规范选择合适的杆塔型号，从而导致杆塔设备与电气设备运行的具体需求存在较大的差距，不能保证电网运行的安全性和稳定性。

1.3不合理的防雷设计和抗冰设计

当前，因为考虑线路的安全运行问题，所以其选址主要是地形较为复杂、宽阔的位置。但是这些位置的气象条件是较为恶劣的，冰冻天气和雷电天气是普遍存在的。为了确保高压输电线路不会受到低温的损害或者雷电的击打，必须要在电力系统中落实相对应的防雷设计和抗冰设计，其主要目的是确保线路运行的可靠性和安全性。但是有些设计师在设计线路时，难以体现线路的防雷设计和抗冰设计的实用性，也会出现较大的防护问题。

2高压输电线路设计的设计要点

2.1高压输电线路基础设计

随着电力工程的不断发展，各地区的输电网络都有着非常快速的发展，高压输电线路输送电能的能力也得到了很大的增强，对于城市供电可靠性也在逐渐提高。高压输电线路杆塔基础分为电杆基础和铁塔基础，其型式应根据杆塔型式、沿线地形、工程地质、水文以及施工、运输等条件进行综合考虑确定，基础设计应保证地基的稳定和结构的强度。基础设计一般要考虑以前几点：第一，基础材料。第二，天然土体的分类及其物理力学特性。第三，回填土体的物理力学特性。第四，地基土的容许承载力。第五，基础的埋置深度。第六，地下水对基础工程的影响。在设计基础时，基础的埋深按以下几个因素确定：第一，作用于地基上的荷载大小和性质。第二，水文地质条件及基础埋深。第三，季节性冻土地基的冻胀和融陷。

铁塔结构中的基础部分是确保高压输电线路在实际运行过程中不因受外力作用而发生沉降的核心部位。因此，杆塔基础的设计质量会直接影响整个高压输电线路的运行质量。一方面，在基础开挖和浇筑的设计环节，必须依据工程所在地的实际地质特征和地形条件选择恰当的开挖方法，从而有效提高岩石结构的整体性；以钢筋混凝土作为杆塔浇筑的基础，并以施工现场周围的砂石作为浇筑的原材料。另一方面，在基础排水和回填设计环节，设计人员必须要对基坑中的水份进行处理，避免基坑中的水份过多，加大基础的开挖难度，甚至可能会出现坍塌问题。这就要求电力工程的高压输电线路设计人员，在进行线路设计的过程中，严格遵循规程规范的要求，为电力工程的安全性提供保障。

一般情况下，基础埋深越大基础体积就越小，在受力方面的性能也会更强，不过在地下水、流沙等因素的干扰下，基础深埋这种方式会造成干扰因素的增多，对于高压输电线路传输的稳定性也会有不同程度的影响，因此基础深埋这种做法虽然构思很好，但是在实际操作的过程中可能会出现很大的隐患，给电力建设的施工工作造成很大的麻烦。由于埋深大小的局限性以及我国某些地区的地质特殊性，在高压输电线路杆塔基础设计中，浅埋基础得到了很大的运用，这类基础可以通过加大基础主柱来减小埋深较浅可能会带来的问题，并且在一定程度上加大基础底板的尺寸来满足线路建设中所需的上拔稳定。因此在基础设计方面，这样的设计会更加安全，在经济的投入上也会相应的减少。例如：一般耐张塔的埋深在3m至4m左右，而直线塔埋深大概在2m左右，之所以采取这样的方式是为了减少地下水以及土壤结构对于输电线路架设施工的影响。

2.2高压输电线路杆塔结构设计

杆塔结构设计本着"安全可靠、先进适用、经济合理、资源节约、环境友好"的原则，采用以概率理论为基础的极限状态设计法，结构构件的可靠度采用可靠指标度量，极限状态设计表达式采用荷载标准值、材料性能标准值、几何参数标准值以及各种分项系数等表达。影响杆塔强度的因素有杆塔材料、杆塔受力型式、杆塔结构型式。为减少土方开挖，保护自然环境，铁塔腿部应设计成全方位高低腿以适应丘陵、山区地形的需要。同时，为增加塔身顺线路方向刚度，便于接腿的互换，铁塔身部采用正方形断面。

在高压输电线路杆塔设计中，相关的工作人员需要积极探索工程项目中的优势因素，积极使用新工艺、新技术。在杆塔安装过程中以实际情况出发，通过对实际状况的分析，实现算法、程序、设计美感以及杆塔质量的方案优化。在保证工程施工质量的过程中，需要及时缩短杆塔的迎风面积，并在适当的范围内降低塔头高度，保证输电的合理性。同时，在结构优化中，施工人员也需要在安装输电线时注意两个相邻杆塔之间的距离，保证各个杆塔的相互合作，实现电能的正常输送，避免相邻杆塔对输电造成影响。

2.3导线架设工程设计的要点

导线架设工程设计包括放线设计和连线设计两个方面，一方面，导线的放线设计的主要目的是确保高压输电导线的质量，同时观察金属导钩与裸导线段是否存在分股的现象。因此，工程设计人员必须确保杆塔混凝土的强度达到设定值。另一方面，导线的连线设计通常包括架空导线之间的相互连接、架空线与压接式耐张线夹之间的连接等。因此，在设计中，导线耐张线夹与跳线之间必须形成良好的连接，促使其更好地与电阻接触，从而有效避免不合格的导线进入电力工程高压输电线路的实际安装过程中。

结束语

综上所述，高压输电线路设计的原则有两点，一个是电路设计的安全性，另一个就是注意电路设计的科学性，在对线路进行设计的过程中，针对不同的环节和不同的环境，要有不同侧重点的线路设计，在杆塔基础工程设计过程中，一定要注意质量问题，在对导线架设工程进行设计的时候，一定要注意导线架构的安全性，只有从多个方面把握电力工程的高压输电线路设计，才能保障为用户提供高质量的电力服务。

参考文献：

[1]邓德刚，郭勇.高压输电线路带电检修分析[J].科技风，2017（09）：205.

[2]韩聪颖.特高压交流输电线路防雷技术研究[D].中国地质大学（北京），2017.