關(guān)于高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)的研究及探索

詹益

摘 要：在社會(huì)電力需求不斷增加的背景下，電力輸送的安全性、穩(wěn)定性要求開始變得越來越高，而高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)作為保證電力輸送安全穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，也隨之受到了更多的重視?；诖?，本文對(duì)高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容進(jìn)行了研究分析，同時(shí)提出了一些高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)需要注意的問題，以期能夠?qū)Ω邏狠旊姽ぷ鞯陌l(fā)展有所促進(jìn)。

關(guān)鍵詞：高壓;輸電;線路;電氣設(shè)計(jì)

與常規(guī)的低壓輸電線路相比，高壓輸電線路不僅輸送容量更大、結(jié)構(gòu)參數(shù)更高，同時(shí)還具有著線路長(zhǎng)、額定電壓高的特點(diǎn)，一旦在運(yùn)行過程中出現(xiàn)損壞故障或安全事故，其修復(fù)難度往往非常之高，對(duì)于區(qū)域內(nèi)居民、企業(yè)的生生活也會(huì)造成極大影響，而要想盡可能避免高壓輸電線路的損壞故障與安全事故，則需要從高壓輸電線路的電氣設(shè)計(jì)入手，制定出符合實(shí)際輸電需求的合理設(shè)計(jì)方案。

1.高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.1可行性分析

高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)對(duì)于區(qū)域內(nèi)電力輸送乃至經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著非常大的影響，為保證設(shè)計(jì)的合理性，通常都需要在設(shè)計(jì)初期對(duì)當(dāng)?shù)仉娏斔托枨?、氣候環(huán)境、地形特征等各方面數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查，同時(shí)綜合各項(xiàng)數(shù)據(jù)展開可行性分析，以確定最為合理的高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)規(guī)劃。例如從安全性的角度來看，如高壓輸電線路必須經(jīng)過大范圍空曠區(qū)域，通常應(yīng)在該區(qū)域設(shè)置合適的防雷裝置;而從經(jīng)濟(jì)性的角度來看，則需要以滿足區(qū)域內(nèi)電力輸送需求為前提，對(duì)建設(shè)規(guī)模、設(shè)備選用進(jìn)行嚴(yán)格控制，盡可能降低高壓輸電線路的建設(shè)成本。

1.2初步設(shè)計(jì)

在確定具有充分可行性與合理性的高壓輸電線路電氣初始設(shè)計(jì)規(guī)劃后，還要進(jìn)一步展開初步設(shè)計(jì)工作，根據(jù)實(shí)際環(huán)境情況、初期草圖及各方面限制性因素，對(duì)具體的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行完善，并對(duì)不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行篩選、改進(jìn)融合，以得到最為合適的初始設(shè)計(jì)方案。例如為避免周邊環(huán)境因素對(duì)輸電線路導(dǎo)線的輸電性能造成影響，應(yīng)根據(jù)前期勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)線電場(chǎng)的計(jì)算，并從各區(qū)域中選出環(huán)境條件最佳、線路導(dǎo)電性能受影響最小的區(qū)域作為高壓輸電線路工程的建設(shè)。而對(duì)于輸電線路運(yùn)行過程中必然會(huì)出現(xiàn)的振動(dòng)應(yīng)力，則需要結(jié)合線路規(guī)格、環(huán)境條件等因素來對(duì)線路運(yùn)行階段的導(dǎo)線振動(dòng)情況進(jìn)行預(yù)估，之后再根據(jù)導(dǎo)線振動(dòng)程度采取一些針對(duì)性的防振措施，以免使輸電線路出現(xiàn)故障。

1.3確定施工圖紙

確定高壓輸電線路的初始設(shè)計(jì)方案后，還要根據(jù)區(qū)域內(nèi)高壓輸電線路的整體思路，對(duì)各方面設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)加以完善，并確定最終的施工圖紙，從而為具體施工提供明確指導(dǎo)。一般來說，高壓輸電線路的施工圖紙可分為機(jī)電安裝圖、路徑平面圖、基礎(chǔ)施工圖、塔桿斷面圖等，為了在施工過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的有效控制，還要根據(jù)各施工圖紙中設(shè)計(jì)要求制定施工預(yù)算書，圖紙及施工預(yù)算書中的各項(xiàng)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)都需要作出明確、具體的描述。例如在避雷針安裝圖紙中，就應(yīng)明確避雷針的方向、角度（通常與高壓導(dǎo)線垂直），對(duì)于避雷針與高壓導(dǎo)線間的距離，也同樣需要提出明確要求，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)防雷效果的最大化，避免高壓導(dǎo)線因雷擊出現(xiàn)損傷。

2.高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)需要注意的問題

2.1抗冰性能問題

在高壓輸電線路的運(yùn)行過程中，如果空氣濕度相對(duì)較高，短期內(nèi)溫度變化較大，那么輸電線路上方就很可能會(huì)因水汽凝結(jié)而出現(xiàn)覆冰現(xiàn)象（如圖1），并導(dǎo)致塔桿破壞、線路絕緣子冰閃等問題，使正常電力輸送受到巨大影響。因此從設(shè)計(jì)角度來看，高壓輸電線路的電氣設(shè)計(jì)還需充分考慮到線路抗冰性能問題，根據(jù)區(qū)域內(nèi)實(shí)際氣候條件來采取相應(yīng)的輸電線路抗冰設(shè)計(jì)方法。例如對(duì)一般性的線路覆冰問題，可在設(shè)計(jì)階段將常規(guī)塔桿、導(dǎo)線更換為耐張塔、重型機(jī)械強(qiáng)度導(dǎo)線，以消除普通線路覆冰問題的影響，而對(duì)于比較嚴(yán)重的線路覆冰問題，則需要在設(shè)計(jì)高壓輸電線路的同時(shí)，將覆冰預(yù)警系統(tǒng)建立起來，在設(shè)計(jì)方案中增設(shè)各類傳感器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)線張力、塔桿穩(wěn)定性等方面實(shí)時(shí)的綜合監(jiān)測(cè)，并在覆冰問題超出預(yù)警線后由系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，以提醒電力人員及時(shí)進(jìn)行處理。

2.2路徑設(shè)計(jì)問題

由于高壓輸電線路的覆蓋范圍較大、路徑較長(zhǎng)，一旦線路路徑設(shè)計(jì)不合理，無論是建設(shè)成本還是線路建設(shè)施工的工程量，都會(huì)隨之大大增加，因此在進(jìn)行高壓輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)，還需充分考慮到線路路徑設(shè)計(jì)問題，同時(shí)以減少線路轉(zhuǎn)角次數(shù)少、縮短路線長(zhǎng)度、降低曲折系數(shù)為核心原則，對(duì)高壓輸電線路的路徑進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與優(yōu)化，以降低線路工程建設(shè)成本，縮短工程施工周期。當(dāng)然，對(duì)于高壓輸電線路的路徑設(shè)計(jì)還需充分考慮到實(shí)際環(huán)境情況，而不可盲目為了縮短路線長(zhǎng)度、減少轉(zhuǎn)角次數(shù)而忽視各區(qū)域的實(shí)際環(huán)境條件。例如在市區(qū)內(nèi)，輸電線路應(yīng)盡量避開繁華街區(qū)，以免因高空拋物等因素而使線路受損，而在偏遠(yuǎn)地區(qū)，則需要盡量避開林地，以免因高大樹木的樹枝生長(zhǎng)而使線路遭到破壞。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，高壓輸電線路的電氣設(shè)計(jì)雖然相對(duì)復(fù)雜，各方面設(shè)計(jì)要求也比較高，但只要能夠把握好可行性分析、初始設(shè)計(jì)、施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等各個(gè)階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容要點(diǎn)，同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中注意到線路覆冰、高壓輸電線路路徑設(shè)計(jì)等方面的問題，并采取針對(duì)性的設(shè)計(jì)方法及應(yīng)對(duì)措施，其設(shè)計(jì)合理性仍然是能夠得到保證的。

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