電力工程高壓輸電線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)解析

周文鈞

[摘 ? ?要] ?高壓輸電線路的主要作用是傳輸電能。高壓輸電線路的設(shè)計(jì)水平?jīng)Q定了整個(gè)電力工程的輸電效果。所以，要想保證輸電的持續(xù)性、穩(wěn)定性，就必須提升高壓輸電線路設(shè)計(jì)水平。高壓輸電線路的設(shè)計(jì)水平與整個(gè)電力行業(yè)的未來(lái)發(fā)展息息相關(guān)。為此，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)電力工程高壓輸電線路進(jìn)行設(shè)計(jì)，使輸電量與輸電效率長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定狀態(tài)。本文將圍繞電力工程高壓輸電線路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)展開(kāi)探究。

[關(guān)鍵詞]電力工程;高壓輸電線路;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

[中圖分類(lèi)號(hào)]TM75 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）05–0–03

Analysis on Design Points of High Voltage Transmission Line in Power Engineering

Zhou Wen-jun

[Abstract]The main function of high voltage transmission line is to transmit electric energy.The design level of high voltage transmission line determines the transmission effect of the whole power project.Therefore， in order to ensure the continuity and stability of transmission， it is necessary to improve the design level of high-voltage transmission lines.The design level of high voltage transmission line is closely related to the future development of the whole power industry.Therefore， designers should design the high voltage transmission line of power engineering according to the actual situation， so as to keep the power transmission and transmission efficiency stable for a long time.This paper will focus on the design of high-voltage transmission lines in power engineering.

[Keywords]power engineering; high voltage transmission line; design points

電力工程高壓輸電線路設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性、專(zhuān)業(yè)性與復(fù)雜性較強(qiáng)的工作。實(shí)際上，高壓輸電線路是一條擔(dān)負(fù)著電能分配和電力輸送任務(wù)的線路。同時(shí)，高壓輸電線路也是發(fā)電廠、變電站以及各電力用戶(hù)的連接樞紐。只有確保高壓輸電線路設(shè)計(jì)成果，才能保障整體電力傳輸工作的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 ?高壓輸電線路設(shè)計(jì)管理的意義

高壓輸電線路設(shè)計(jì)與電力工程息息相關(guān)，設(shè)計(jì)人員需科學(xué)設(shè)計(jì)線路。首先，線路設(shè)計(jì)人員在日常工作中應(yīng)做好建筑環(huán)境實(shí)地勘察工作，全方位考量不同地區(qū)的氣候因素和自然環(huán)境對(duì)電力工程安全的影響，以此完善工程質(zhì)量。再者，設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需仔細(xì)檢查高壓輸電線路的安全性，確保電力工程安全、穩(wěn)定運(yùn)行。為全方位保障用戶(hù)的生命和財(cái)產(chǎn)安全，需要在管理高壓輸電線路的過(guò)程中解決線路運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，從而為電力行業(yè)的穩(wěn)步前行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 ?高壓輸電線路的設(shè)計(jì)流程

高壓輸電線路設(shè)計(jì)中主要分為前期分析、初期分析和施工分析三個(gè)環(huán)節(jié)，本文將對(duì)上述三個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)行簡(jiǎn)要分析。

2.1 ?前期分析

高壓輸電線路設(shè)計(jì)具有十分顯著的特殊性，項(xiàng)目規(guī)模、內(nèi)容及影響因素存在一定的差異，且影響因素較多，甚至?xí){到線路的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性。所以，設(shè)計(jì)人員需在線路設(shè)計(jì)前，采取有效措施保證準(zhǔn)備工作的整體效果，提升高壓傳輸線路設(shè)計(jì)水平。設(shè)計(jì)中可基于研究成果分析并研究當(dāng)?shù)氐牡匦魏蜌庀蟓h(huán)境，推動(dòng)后續(xù)工作的有序開(kāi)展。線路前期設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需根據(jù)自身工作經(jīng)驗(yàn)，采取先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，制定完善的線路設(shè)計(jì)方案，注重可行性研究，分析設(shè)計(jì)方案中的各項(xiàng)不足，提出切實(shí)可行的應(yīng)對(duì)措施，最大限度的減少安全事故。

2.2 ?初期分析

設(shè)計(jì)初期，工作人員必須嚴(yán)格按照工程要求設(shè)計(jì)草圖，且結(jié)合工程建設(shè)動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計(jì)草圖，完善高壓輸電線路的運(yùn)行質(zhì)量。再者，在線路設(shè)計(jì)的過(guò)程中全方位考慮高壓輸電線路運(yùn)行的影響因素。設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真調(diào)查并探究線路所在地區(qū)的線路和區(qū)域的氣象條件，明確高壓輸電線路建設(shè)中所需的設(shè)備和材料，在完善前期準(zhǔn)備工作的同時(shí)，也可設(shè)計(jì)最佳線路方案。最后，在日常工作中不斷完善防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，嚴(yán)格把控輸電線路運(yùn)行過(guò)程中可能產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 ?施工分析

輸電線路前期設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員在分析線路設(shè)計(jì)的同時(shí)，也應(yīng)與施工人員緊密配合，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程施工中存在的各類(lèi)問(wèn)題，與施工單位協(xié)調(diào)配合，采取切實(shí)可行的解決措施。除此之外，針對(duì)工程施工無(wú)法滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)要求的問(wèn)題，應(yīng)結(jié)合實(shí)際，采取有針對(duì)性處理措施。對(duì)于無(wú)法順應(yīng)施工條件和要求的部分，則可制定科學(xué)的調(diào)整方案。如在工程施工中出現(xiàn)明顯的不足，工程人員需第一時(shí)間與施工單位取得聯(lián)系和溝通，及時(shí)解決線路設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。同樣重要的是，設(shè)計(jì)人員還必須做好技術(shù)交底和培訓(xùn)等工作，以確保電力工程的整體質(zhì)量。

3 ?電力工程高壓輸電線路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

現(xiàn)如今，我國(guó)電力事業(yè)取得了有目共睹的成績(jī)。在此情勢(shì)背景下，高壓輸電線路的覆蓋面積不斷擴(kuò)張，輸電量越來(lái)越大。然而，高壓輸電線路的設(shè)計(jì)與電力能源需求的擴(kuò)張進(jìn)度之間的矛盾沖突也進(jìn)一步凸顯。針對(duì)此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要秉承安全性、穩(wěn)定性、可靠性的基本原則開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，進(jìn)一步明確電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)，創(chuàng)新電氣設(shè)計(jì)方式，以維持高壓輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，增強(qiáng)電力傳輸?shù)某掷m(xù)性、穩(wěn)定性。

4 ?選擇高壓輸電線路電力傳輸路徑的基本原則

高壓輸電線路的傳輸路徑選擇至關(guān)重要，選擇合理的電力傳輸路徑，不僅可以超額完成高壓輸電線路技術(shù)指標(biāo)任務(wù)，還可以在很大程度上擴(kuò)展電力工程輸配電的經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)空間。只有選擇合理的電力傳輸路徑，才能加強(qiáng)電力傳輸?shù)某掷m(xù)性、穩(wěn)定性和可靠性，從而縮減不必要的支出，壓縮輸配電成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的最大化。反之，如果電力傳輸路徑的選擇缺乏合理性，不僅會(huì)造成大量的電力能源損耗和資金浪費(fèi)，還會(huì)直接影響電力工程輸配電質(zhì)量。由此，做好電力傳輸路徑選擇工作顯得尤為重要。

在選擇電力傳輸路徑時(shí)，需要充分考慮如下幾方面內(nèi)容：（1）設(shè)計(jì)人員要積極做好電力工程所在區(qū)域電力線路布置的調(diào)研工作，并且對(duì)各條電力線路進(jìn)行綜合對(duì)比，優(yōu)先選擇長(zhǎng)度最短，交叉點(diǎn)數(shù)量最少的電力傳輸路徑。（2）電力線路應(yīng)盡可能的躲避住宅建筑、山林高地和經(jīng)濟(jì)作物。

總而言之，只有選擇合理的電力傳輸路徑，才能維護(hù)高壓輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。以某地變電站至礦業(yè)公司的35 kV高壓輸電線路的電力傳輸路徑選擇為例。該地山地居多，林木茂密，且強(qiáng)降雨集中，極易出現(xiàn)山體滑坡或泥石流等自然災(zāi)害。而這也對(duì)高壓輸電線路的電力傳輸路徑選擇提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。通過(guò)深入實(shí)地的進(jìn)行環(huán)境勘察與可行性論證后，選擇最佳的電力傳輸路徑，加強(qiáng)電力能源供應(yīng)的持續(xù)性、穩(wěn)定性與可靠性。

4.1 ?桿塔基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)

桿塔基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)是電力工程高壓輸電線路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。通常來(lái)說(shuō)，高壓輸電線路設(shè)計(jì)的兩個(gè)基本結(jié)構(gòu)就是管桿和鐵塔。設(shè)計(jì)人員也可以將兩種結(jié)構(gòu)合二為一，協(xié)同設(shè)計(jì)。

為節(jié)約投資成本，還可以采用鐵塔或混合土桿作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。只有加強(qiáng)桿塔基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)成果，才能推動(dòng)高壓輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。桿塔基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的兩個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容如下所述：

（1）基礎(chǔ)開(kāi)挖與澆注設(shè)計(jì)。在基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)，相關(guān)人員要深入實(shí)地進(jìn)行地形地貌勘測(cè)與地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘察。在此基礎(chǔ)上，選擇科學(xué)合理的開(kāi)挖方法，增強(qiáng)巖石結(jié)構(gòu)的整體性。在澆注設(shè)計(jì)時(shí)，選擇良好的澆注基礎(chǔ)和澆注材料。澆注基礎(chǔ)以鋼筋混凝土基礎(chǔ)為主，而澆注材料可以選擇施工場(chǎng)地現(xiàn)有的砂石材料。（2）基礎(chǔ)排水和回填設(shè)計(jì)。在桿塔基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)當(dāng)做好基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)工作，充分排除基坑內(nèi)的存水，避免坑壁土體因含水量過(guò)高而發(fā)生下滑或塌陷。此外，在回填設(shè)計(jì)時(shí)，增大回填土的填充密度，確保后續(xù)基礎(chǔ)澆注工作的有序開(kāi)展。

4.2 ?導(dǎo)線架設(shè)工程設(shè)計(jì)

導(dǎo)線架設(shè)是整個(gè)電力工程高壓輸電線路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。在導(dǎo)線架設(shè)的前期準(zhǔn)備階段，相關(guān)人員需要全面且細(xì)致的檢查施工設(shè)備，編制完整且合理的設(shè)計(jì)施工表格，保障導(dǎo)線架設(shè)工作的有序開(kāi)展。導(dǎo)線架設(shè)工程設(shè)計(jì)所涉及的兩方面重點(diǎn)內(nèi)容如下：

（1）導(dǎo)線的放線設(shè)計(jì)。相關(guān)人員在保障導(dǎo)線質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還需密切觀察導(dǎo)線是否存在分股問(wèn)題。一旦察覺(jué)導(dǎo)線存在質(zhì)量缺陷，第一時(shí)間采取處理措施。

（2）導(dǎo)線的連線設(shè)計(jì)。導(dǎo)線連線設(shè)計(jì)成果直接決定了整個(gè)高壓輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)。架空線的連接設(shè)計(jì)主要包括架空導(dǎo)線的連接、壓接式耐張線夾的連接等內(nèi)容。只有確保各個(gè)導(dǎo)線連接的合理性與可靠性，才能促使導(dǎo)線架設(shè)工程設(shè)計(jì)發(fā)揮實(shí)際優(yōu)勢(shì)作用。

4.3 ?避雷線設(shè)計(jì)

避雷線設(shè)計(jì)也是高壓輸電線路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。然而事實(shí)上，在高壓輸電線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員會(huì)忽略避雷線設(shè)計(jì)。而避雷線設(shè)計(jì)不合理，必定會(huì)造成嚴(yán)重的后果。要想加強(qiáng)避雷線設(shè)計(jì)，必須做好如下幾方面工作：

其一，選擇適宜的避雷線。優(yōu)選雙避雷線，即便在強(qiáng)雷電、強(qiáng)降雨天氣狀況下，導(dǎo)線也不會(huì)受到影響，進(jìn)而維護(hù)輸配電的安全穩(wěn)定性。其二，安裝避雷針。相關(guān)人員應(yīng)將避雷針安裝在桿塔頂端，并有效控制雷擊點(diǎn)，以降低雷擊頻率，最大程度的加強(qiáng)防雷效果。與此同時(shí)，嚴(yán)格控制避雷針和高壓導(dǎo)線之間的垂直距離。

伴隨現(xiàn)代科技的創(chuàng)新發(fā)展，具有消雷功能的避雷針應(yīng)運(yùn)而生，極大的提升了避雷線設(shè)計(jì)的水平。高效且合理的運(yùn)用具有消雷功能的避雷針，可以最大程度的減輕雷擊對(duì)高壓輸電線路的危害，維持高壓輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行?？梢哉f(shuō)，設(shè)置防雷線是加強(qiáng)高壓輸電線路防雷設(shè)計(jì)的重要舉措。在以往的高壓輸電線路設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往會(huì)忽略防雷設(shè)計(jì)工作。一方面，這是對(duì)自身工作極其不負(fù)責(zé)任的表現(xiàn)，另一方面，也是對(duì)公眾生命財(cái)產(chǎn)安全不負(fù)責(zé)任的表現(xiàn)?？偠灾?，只有做好防雷設(shè)計(jì)，才能使高壓輸電線路正常發(fā)揮輸配電功能。

4.4 ?防污損設(shè)計(jì)

眾所周知，高壓輸電線路是暴露在外界環(huán)境中的。工業(yè)廢氣、海風(fēng)鹽霧以及霧霾塵埃等污穢物逐漸積累，并附著在絕緣子表面，會(huì)形成厚重的污穢層。由于這些污穢物含有酸堿和鹽的成分，在干燥環(huán)境下，會(huì)影響導(dǎo)線的導(dǎo)電性能，在空氣濕度較大的環(huán)境下，又會(huì)增大導(dǎo)電系數(shù)?？偠灾?，導(dǎo)線絕緣表面遭受污染是導(dǎo)致污閃事故的主要原因。若想預(yù)防污閃事故，就必須定期對(duì)絕緣子加以清潔。相關(guān)人員要根據(jù)區(qū)域的工業(yè)廢氣排放量、海風(fēng)鹽霧分解量以及霧霾塵埃顆粒濃度等，確定絕緣子的清潔周期和深度。與此同時(shí)，定期對(duì)絕緣子展開(kāi)檢測(cè)，及時(shí)更換不良絕緣子，加強(qiáng)電力傳輸?shù)某掷m(xù)性、穩(wěn)定性與可靠性。

4.5 ?防冰設(shè)計(jì)

絕緣子串結(jié)冰后會(huì)形成貫穿整串的冰柱。當(dāng)氣溫回升時(shí)，冰柱逐漸開(kāi)始融化，融化的冰水順著懸垂絕緣子串邊緣下淌，形成連續(xù)的冰水溜。冰水溜的形成極易造成絕緣子短路跳閘，導(dǎo)致大面積停電。由于我國(guó)中南部地區(qū)的地理位置較為特殊，冬季氣溫多保持在-3 ℃左右，經(jīng)常出現(xiàn)雨夾雪天氣。在這種天氣狀況下，極易形成冰水溜，增大發(fā)生絕緣子短路跳閘的幾率。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)多采用插花布置的方式解決此類(lèi)問(wèn)題。

5 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著電力事業(yè)的快速發(fā)展，專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω邏狠旊娋€路設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求也隨之提高。為此，相關(guān)人員必須進(jìn)一步明確電力工程高壓輸電線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合電力工程所在區(qū)域的環(huán)境特征展開(kāi)科學(xué)設(shè)計(jì)，維持電力輸配的持續(xù)性、穩(wěn)定性和可靠性，以此加快社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)速度。

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