高壓電網(wǎng)110kV輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)分析

楊世彪

關(guān)鍵詞：高壓電網(wǎng);輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)

1我國(guó)高壓路線(xiàn)110kV輸電線(xiàn)路建設(shè)現(xiàn)狀

目前我國(guó)內(nèi)110kV供電系統(tǒng)的線(xiàn)路大部分都是采用赤裸式導(dǎo)線(xiàn)，小部分還有采取架空的絕緣導(dǎo)體，這樣既有效地改善了供電的穩(wěn)定性，也減少了故障發(fā)生的次數(shù)。并且經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)，110kV供電系統(tǒng)線(xiàn)路上的線(xiàn)路杠桿可以進(jìn)一步精細(xì)化，節(jié)約了施工資金。同時(shí)比傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)具有較小的架空空間，這樣能夠使得架空式的路線(xiàn)從狹小空間里直接穿過(guò)，有著更高的技術(shù)和靈活性，節(jié)省了建造道路所使用的材料，也節(jié)約了架空式輸電路線(xiàn)所要求和占據(jù)的空間，避免了路線(xiàn)的資源和電能被浪費(fèi)，防止了導(dǎo)線(xiàn)發(fā)生銹蝕和變形等現(xiàn)象，最重要的一點(diǎn)就是增加了輸電路線(xiàn)的壽命。110kV的架空式輸電線(xiàn)路的主要特點(diǎn)就是：輸電線(xiàn)路比較長(zhǎng)，供電半徑也比較大，但是其缺點(diǎn)也十分明顯，就是各個(gè)線(xiàn)路之間的聯(lián)絡(luò)變得少了，而且輸電路線(xiàn)的保護(hù)比較簡(jiǎn)陋。

2高壓路線(xiàn)110kV輸電路線(xiàn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

輸電道路就是把剩余的電能從發(fā)動(dòng)機(jī)和工廠(chǎng)中輸送出去進(jìn)入變電所的一種電力設(shè)施，目前而言，國(guó)內(nèi)高壓配電道路就是泛指輸出的電壓大于110kV的輸電道路。為了確定輸電路線(xiàn)的垂直型，我國(guó)輸電系統(tǒng)路線(xiàn)通常都會(huì)選用單獨(dú)一條或多個(gè)線(xiàn)的設(shè)計(jì)形式，但在一些能夠順應(yīng)地形的情況下，將其設(shè)計(jì)得成為一個(gè)獨(dú)立的水平面線(xiàn)狀，而且造型也很優(yōu)美。進(jìn)行建筑工程線(xiàn)路的設(shè)計(jì)常用的工作是通過(guò)分解建筑物的結(jié)構(gòu)和技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)建筑工程施工過(guò)程中的代碼化，把建筑物項(xiàng)目精簡(jiǎn)到可以獨(dú)立進(jìn)行計(jì)算操作的單位。

3輸電路線(xiàn)具體設(shè)計(jì)

3.1電線(xiàn)選擇

電線(xiàn)作為110kV輸電線(xiàn)路中重要的一種物理材料，它的產(chǎn)品品質(zhì)和使用性能直接影響著輸電的安全和穩(wěn)定可靠度，在對(duì)于輸電線(xiàn)路的使用方法進(jìn)行選擇時(shí)必須十分謹(jǐn)慎。在我們剛剛開(kāi)始進(jìn)行高壓輸送機(jī)和供電線(xiàn)路建造施工時(shí)，要根據(jù)高壓輸送機(jī)和供電網(wǎng)的具體位置以及它們?cè)诟邏狠斔蜋C(jī)和供電系統(tǒng)中的地位和作用，選擇一種合適的材料和配套供電線(xiàn)，確保它們都有助于充分發(fā)揮它們所規(guī)定的作用，盡量合理地考慮選擇一種防熱、傳遞效果好、性?xún)r(jià)比高的材料，目前在市場(chǎng)上使用較多的主要原子材料主要是鋁，它不僅化學(xué)性能好，且它的使用壽命也相對(duì)較長(zhǎng)，可以達(dá)到110kV輸電線(xiàn)路按照需長(zhǎng)期施工和運(yùn)行的技術(shù)要求，結(jié)合其他具體的要求，最好選用鋼芯鋁絞線(xiàn)。

3.2線(xiàn)路連接設(shè)計(jì)

110kV高壓輸電線(xiàn)路的運(yùn)行和連接方式的選擇就需要我們綜合地考量一下這條線(xiàn)路所需要發(fā)揮的功能，在高壓輸電線(xiàn)路正常運(yùn)行后，線(xiàn)路也才能夠可以充分地發(fā)揮它們自己應(yīng)有的功能。電氣主接線(xiàn)可以說(shuō)是一個(gè)作為電源與輸入送出線(xiàn)的重要組成部分，進(jìn)出線(xiàn)的數(shù)量也是很多，為了得到較好的電力資源匯總與充足地利用和分配電能，就必須需要通過(guò)一個(gè)裝置將其母線(xiàn)作為中間的一個(gè)組成部分，這樣的主接線(xiàn)比較方便，運(yùn)輸也就比較簡(jiǎn)單，有利于對(duì)安裝設(shè)備進(jìn)行改造。

舉個(gè)例子，若某一組母線(xiàn)在連接的過(guò)程中發(fā)生了故障，這一組母線(xiàn)就會(huì)失去了電源，如果需要恢復(fù)就必須重新增設(shè)一組母線(xiàn)，這樣投入的費(fèi)用相對(duì)較高;若一個(gè)母線(xiàn)斷電連接的分段或與帶旁路的母線(xiàn)相互連接時(shí)，在處理故障時(shí)不必考慮采用其他切換器斷電?？杀３只芈氛Ｓ秒?，供電性能更優(yōu)越。

3.3線(xiàn)路桿塔設(shè)計(jì)

在進(jìn)行設(shè)計(jì)電纜線(xiàn)路的桿塔時(shí)，要綜合考慮多個(gè)方面的因素。交叉式斜材式主體結(jié)構(gòu)是目前線(xiàn)路上橫擔(dān)下的平面式斜材最為普遍的一種主體結(jié)構(gòu)，科學(xué)合理地分布了交叉式斜材后，再其他線(xiàn)路和主體結(jié)構(gòu)相互連接即可以直接實(shí)現(xiàn)。施工人員就是需要及時(shí)采取恰當(dāng)?shù)拇胧┖头椒▽?duì)所有連接單元內(nèi)的主體和變形狀態(tài)都進(jìn)行處理，避免受任何外界的干擾。

斜材對(duì)于外部荷載的抵御強(qiáng)度和高低的尺寸，亦即斜材和水平面之間夾角的大小，這種尺寸直接決定了杠桿塔主材在設(shè)計(jì)中所需要采取的位置選擇及其分段，35°～45°范圍內(nèi)的選擇為最好，塔型在設(shè)計(jì)中需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)看，并且我們要重點(diǎn)準(zhǔn)確地把握桿塔在設(shè)計(jì)中的材料選擇、主材長(zhǎng)度、節(jié)問(wèn)和其分段等多個(gè)可能有影響的因素，滿(mǎn)足了桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的需要，且對(duì)其他方面還可能會(huì)有一些結(jié)構(gòu)的影響。慎重考慮，如塔身的各種幾何形狀和尺寸、材料的橫截面、外部荷載、傾斜材料的選擇和布置等，綜合分析了各種影響因素后，合理地對(duì)塔身進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)一個(gè)較大的傾斜坡度的高層建筑塔，在其整體上為塔身的主材和節(jié)點(diǎn)板之間增加一層傾斜墊，并且能夠維護(hù)其整體和結(jié)構(gòu)之間的均衡;若桿體和塔身的主材采用了單角鋼，則根據(jù)需求選擇桿體主材時(shí)采用雙排螺栓，借助于桿體和塔身主材肢端螺栓，就有可能有效維持桿體和塔身整個(gè)板材的整體結(jié)構(gòu)平衡。

3.4線(xiàn)路絕緣子串設(shè)計(jì)

高壓繼電器的連接、加固及絕緣等操作都需要有針對(duì)性地進(jìn)行。110kV的輸電線(xiàn)路中，其連接、加固和保護(hù)絕緣等功能已經(jīng)在各類(lèi)交流電壓的分布式配電設(shè)備中扮演了一個(gè)十分重要的角色，通常是在任何一種情況下，都必須是由于導(dǎo)電體、絕緣子和金具等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用才可以做到。這就是要求絕緣子必須是一個(gè)更高的絕緣強(qiáng)度和良好的機(jī)械絕緣強(qiáng)度，能夠更好地為后期的施工設(shè)計(jì)創(chuàng)造良好的有利條件。

對(duì)實(shí)際承受力狀況進(jìn)行了分析，可以將直線(xiàn)型桿塔上的鋼筋連接設(shè)計(jì)為具有相應(yīng)的懸垂絲串，在耐張桿塔上則設(shè)計(jì)為耐張串，按照標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算得到各個(gè)聯(lián)懸豎向的絕緣電極子片位。而且我們還需要充分考慮到各種外界因素對(duì)絕緣子的不利影響，保證它們?cè)诠こ讨心軌虬l(fā)揮正常功能。穿墻式套管通常被廣泛應(yīng)用于與母線(xiàn)的連接中，對(duì)于與屋內(nèi)貫穿的墻體，從室內(nèi)到室外之間的穿墻和脫水設(shè)備都具有重要意義，110kV以下輸電線(xiàn)路在選擇時(shí)應(yīng)盡可能多地選擇油浸或紙型絕緣式的電容器。

3.5線(xiàn)路防雷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

110kV的輸電線(xiàn)路面臨的最重要的問(wèn)題就是雷害問(wèn)題，防雷設(shè)計(jì)是輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)中不可或缺的一個(gè)部分，為了有效避免輸電線(xiàn)路所遭受各種環(huán)境因素破壞，繞擊式防雷設(shè)備裝置的設(shè)計(jì)就必須要進(jìn)行一些考量：（1）對(duì)于各種輸電線(xiàn)路周?chē)母鞣N花草樹(shù)木、住宅樓以及建筑物等都必須要充分考慮在各種輸電線(xiàn)路的繞擊式防雷工程所規(guī)定的范圍內(nèi)，防止各種不利因素對(duì)其造成的干擾;（2）雙避雷線(xiàn)既能要對(duì)輸電導(dǎo)線(xiàn)安全地實(shí)現(xiàn)有效的保護(hù)，又需嚴(yán)格控制兩條邊相導(dǎo)線(xiàn)之間的繞擊區(qū)域;（3）極大地提高輸電系統(tǒng)和線(xiàn)路中各種類(lèi)型避雷器和其他線(xiàn)材運(yùn)行和使用性能，保證了所需要采用的避雷器和其他線(xiàn)材與實(shí)際運(yùn)行工作情況之間的適應(yīng)性，避免了實(shí)際運(yùn)行和使用工作中發(fā)生的意外或事故;（4）當(dāng)一條高壓線(xiàn)路上發(fā)生了繞過(guò)雷擊或者說(shuō)是受到雷害等情況時(shí)，并且根據(jù)在高壓線(xiàn)路上有可能出現(xiàn)的較大跨度和雷電方向側(cè)面的區(qū)域進(jìn)行修補(bǔ)，作為一條已經(jīng)設(shè)計(jì)好的旁路防雷線(xiàn)，有效地減少和大大提高了雷擊對(duì)于其他高壓線(xiàn)路的損失;（5）若在避雷引導(dǎo)的線(xiàn)路上需要沿著某一側(cè)邊相互引導(dǎo)的線(xiàn)路外移，要在此時(shí)就充分考慮到避雷引導(dǎo)線(xiàn)路中的其他高壓電線(xiàn)所產(chǎn)生的不良影響，要使高壓引導(dǎo)線(xiàn)和避雷線(xiàn)之間水平位置始終保持在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)水平位置，且垂線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)方向必須保持水平位置之間的間距。

4輸電路線(xiàn)設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題

優(yōu)化路徑的選擇：（1）路徑的選取一直以來(lái)都是整個(gè)輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)過(guò)程中的重中之重，路徑的科學(xué)合理與否直接影響著鐵路線(xiàn)的性能、施工、運(yùn)營(yíng)、經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)前我們需要定期對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察和調(diào)研，對(duì)其所處的地質(zhì)狀況、水文環(huán)境情況、施工成本費(fèi)用等因素進(jìn)行了一次綜合的分析和評(píng)估，應(yīng)用到全球生命周期當(dāng)中的成本管理技術(shù)，才能夠篩選出最佳的設(shè)計(jì)路徑。（2）做好本項(xiàng)目輸電基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)，110kV以上的各種輸電線(xiàn)路主要都采用的是以桿塔為設(shè)備基礎(chǔ)的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)，桿塔作為基礎(chǔ)的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)在整個(gè)施工過(guò)程中所需要占的空間和比重很高，且其中受到的干擾和影響因素也很多，在我們開(kāi)始進(jìn)行各種輸電線(xiàn)路的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，綜合應(yīng)該充分考慮到塔位的特殊地質(zhì)環(huán)境條件、地基的荷載能力、建筑物的基礎(chǔ)荷載特點(diǎn)、建筑物的主體結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)方法等關(guān)鍵性因素。（3）選擇一種節(jié)能型、優(yōu)質(zhì)高性能的材料：在對(duì)材料的選擇上，盡量采用性?xún)r(jià)比高，性能較強(qiáng)的材料，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能和環(huán)保，以滿(mǎn)足他們對(duì)于生產(chǎn)和銷(xiāo)售的需求。

5結(jié)語(yǔ)

隨著我們的國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力的提高，我國(guó)在高壓輸電系統(tǒng)中越來(lái)越多地呈現(xiàn)了距離較遠(yuǎn)、容量較大的優(yōu)勢(shì)。110kV以上輸電系統(tǒng)的供配電網(wǎng)是目前我國(guó)主要的一個(gè)供配電網(wǎng)絡(luò)，它承擔(dān)了輸送供電能的主要用途和使用任務(wù)，它所需供配電源的安全和否直接決定了其輸送供配電能的安全與否及其相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。本文主要通過(guò)分析110kV電網(wǎng)在各種輸電系統(tǒng)線(xiàn)路中各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析，提出針對(duì)實(shí)際存在問(wèn)題而進(jìn)行具體解決和處理的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)運(yùn)用操作模式和對(duì)策。