高压输电线路电气设计中的问题及对策

高压输电线路电气设计中的问题及对策

夏颖

国网黑龙江省送变电工程有限公司

摘要：电力能源是当代社会最主要的能源之一，我国有着世界第一的人口数量和世界第三的国土面积，要满足全国范围内电力能源供应的需求，还需要对电力网络进行完善的建设。高压输电线路是电力网络中非常重要的组成部分，高压输电线路延伸距离长、工作电压高，且影响输电线路运行的因素较多，这些都对高压输电线路的电气设计水平提出了较高的要求。为保证高压输电线路的安全平稳运行，本文将针对其电气设计中存在的主要问题及解决对策展开探讨。

关键词：高压输电线路；电气设计；问题；对策

做好电气设计工作是高压输电线路顺利建设和有效应用的基础，如电气设计水平不足，设计方案缺乏合理性，就会导致最终建设的高压输电线路运行受到影响，不仅会增加输电线路故障发生的几率，影响电网用户正常用电，还可能产生一系列的安全隐患，给电力系统维护检修人员及广大用户的人身财产安全带来威胁。由此可见，保证高压输电线路电气设计的质量具有着很大的必要性。

一、高压输电线路电气设计的要点

1.做好设计前的调查分析工作

影响高压输电线路运行的因素是较为复杂的，而要保证电气设计的有效性，还需要对各类影响因素事先有所把握，这就需要在电气设计之前做好相关的调查分析工作。首先，要做好对自然条件的调查分析，应当对高压输电线路所经过区域的自然环境进行调查，包括地形地貌、气候特征、动植物分布情况等，分析其对高压输电线路及设备运行的影响作用。第二，要做好社会环境及供电需求的调查分析，这也决定着输电线路建设的距离与分布的方案，是电气设计的重要依据。第三，要做好成本因素的分析，通过市场调查获取各类电气原材料的成本、施工设备成本、人工成本等信息，并要考虑使用不同原材料情况下的运行成本，综合考量，以形成最优的设计方案。

2.重点做好路径设计和安全设计

要做好高压输电线路的电气设计，还需要把握好电气设计的重点内容，其中最为重要的就是路径设计。高压输电线路的路径设计的科学性，将会直接影响输电线路建设的成本，以及运行的稳定性与安全性，还会影响到输电线路使用的寿命，因而必须在电气设计中给与足够重视。安全设计则主要是指保证高压输电线路运行安全的防雷、防震、防冰、绝缘等相关设计，做好安全设计能够减少高压输电线路受到外部因素影响所出现的严重故障或设备损毁现象的发生几率，因而安全设计也是电气设计中需要重点关注的一部分内容。

二、高压输电线路电气设计中的主要问题

1.路径设计时对影响因素考量不足

高压输电线路的路径设计直接关系着线路的建设成本、运行稳定性与安全性，而路径设计中还需要对各类影响因素加以考量，如路径上基础设施建设的土地占用情况、人口密集度情况、周边动植物分布影响、其他工程活动的影响、不同路径下线路长度影响、高压线路与中压线路的配合性影响等。在一些高压输电线路的电气设计中，并没有对这些影响因素予以充分考量，路径设计存在很多不合理的地方，很容易导致高压输电线路穿过人流密集区，或占用过多耕地，增加建设成本。或高压输电线路过长，无功损耗过大，造成运行成本增加。还可能导致外部影响因素过多，增加线路运行故障的发生几率，给高压输电线路的运行稳定性与安全性带来隐患，也造成供电质量的下降。

2.缺乏有效的防雷抗冰设计

雷击和低温天气都会造成输电线路运行的故障，其中雷击容易导致高压输电线路绝缘结构损坏以及设备短路损坏，严重情况下可能直接造成设备及线路损毁，还可能增加漏电风险，给群众带来人身安全威胁。而低温冰冻天气则可能导致高压输电线路的绝缘子发生漏电，尤其是在冰冻天气后，冰雪融化后的水沿着绝缘层流淌，形成冰溜，很容易造成绝缘子短路跳闸，导致大面积停电事故。而当前我国很多高压输电线路在电气设计上，对防雷抗冰的设计还较为被动，防御效果并不理想，虽然很多高压电塔都设计了避雷装置，但雷击事故仍时有发生，而很多高压输电线路还没有设计完善的抗冰功能，这些都很大程度上影响了高压输电线路的防范雷击、低温冰冻影响的能力，也增加了高压输电线路运行中的安全隐患。

3.输电杆塔选型存在不合理情况

高压输电线路往往输送距离较长，所跨越的区域范围较大，从初始端到传输中断间，还需要设置大量的电力杆塔，对高压输电线路进行支撑固定，并通过抬高高压输电线路的离地距离，避免一系列人为活动对线路的影响和损坏，同时防止地面人员和动物发生触电危险。目前一些高压输电线路在电气设计过程中，并没有对杆塔的选型进行严格的设计，导致杆塔基础型号选择也具有随意性，没有考虑到外部环境的实际条件，以及输电线路建设的实际需要，杆塔的绝缘强度和机械强度与线路运行的需求不匹配，这也将影响高压输电线路的稳定安全运行。

三、解决高压输电线路电气设计问题的对策

1.通过全面调查分析保证路径设计合理性

要保证高压输电线路的路径设计科学合理，必须要在设计前做好充分的调查分析工作，绝不能应付了事。要根据供电需要，对线路覆盖区域内的地形地貌、动植物分布、耕地分布、闹市区及人口密集区分布、其他工程建设施工情况、附近其他输电线路分布情况等进行全面调查，尽可能避免需要大量占用耕地、经过人口密集区、地形地貌过于复杂、需要破坏原有植被、或与其他工程活动相冲突的区域，拟定出若干个可行的路径。在此基础上，对所拟定路径的建设成本、维护成本、运行成本、安全隐患、以及与中压线路的配合程度等进行分析，多角度比对不同路径的优劣特征。此外，还要对高压输电线路建设的资金预算加以考量，在现有预算范围内，选择出最佳的路径。通过全面的调查分析，确保所设计的路径具有合理性，满足高压输电线路建设、运行的需求。

2.加强预防性的高压输电线路防雷抗冰设计

以往高压输电线路防雷抗冰功能大多是被动应对，缺少主动的预防性设计，尤其是抗冰功能设计上非常薄弱，总是在出现事故后再进行应急处理，对事故防范的效果也不理想。对此，还需要加强预防性的防雷抗冰功能设计，如针对防雷设计上，除传统的安装避雷装置外，可在路径选择环节就尽可能避免选择易受雷击的地形、区域，并且要强化线路导线、绝缘子及其他电器元件的抗雷击性能，选择机械强度高、绝缘性能强的材料，降低雷击对线路及输电设备的危害。在抗冰设计上，应当提前在绝缘子表面涂刷防水层，并加强绝缘子冰闪的使用强度，以减少冰冻对高压输电线路的危害，减少跳闸事故的出现。

3.结合实际需要进行电力杆塔的选型

电力杆塔的选型也是高压输电线路电气设计的一个重要内容，在进行杆塔选型时，需要从实际需求出发，在对线路建设功能要求、路径覆盖区域的地质地貌条件、线路材料、建设成本等因素充分分析后，再确定杆塔的型号规格。一般地质条件对杆塔选型的影响较大，如软土地质条件下，必须要考虑地基承重能力差的问题，选择自身机械强度较高、承重能力较强的杆塔，根据需要还应对地基进行强化处理，在杆塔布局上则可选择交叉网状布局形式。而一些土质条件好，且土层较厚实的区域，则可以适度减少地层开挖量，以节约杆塔的建设成本。此外，还要考虑杆塔材料的绝缘强度，在雷雨天气较频繁的区域，应选择绝缘强度较高的材料，以保证高压输电线路的运行安全。

参考文献

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