浅谈高压架空输电线路设计的优化措施李鹏

浅谈高压架空输电线路设计的优化措施李鹏

李鹏

（国网衡水供电公司河北衡水053000）

摘要：随着我国社会经济的进步和科学技术水平的不断提高，对建设高压架空输电线路逐渐提出了较高的要求，随着高压架空输电线路的不断增多，也在设计方面出现了多方面的问题。近些年来，国家电网建设的不断发展，输电线路逐渐增多，在一些方面，线路问题已经成为了电网建设的主要影响因素。本文就结合实际经验，对高压架空输电线路设计中需要注意的问题及高压架空输电线路对城市建设造成的直接影响等方面进行重点分析，同时从设计标准、环境影响、智能化优化等方面提出了高压架空输电线路设计的优化措施。

关键词：高压；输电线路；设计；优化

近几年，随着国民经济的快速增长，对电能的需求也逐渐增大，各地电网建设迅猛发展，随着电压的等级越来越高，网架的结构越来越繁琐，对高压架空线路设计的质量要求也提出了越来越高的要求。输电线路是电网的骨架，在城市电网的建设中，要充分考虑到各个方面的因素，避免出现关于输电线路的生态环境影响、智能化设计、在线监测等方面的问题。尽量做到能够合理施工、最大限度的降低工程的成本，并且能够保证工程的质量。因此，设计人员要不断地推陈出新，通过合理的设计方案使得高压架空输电线路的设计能够符合国情、达到工程技术性和经济性的平衡点。

1、高压架空输电线路的设计需求

架空线路与电缆线路是目前常用的两种送电线路，目前，国内外普遍采用架空线路作为输送电能的最主要方式。其中，架空线路一般使用无绝缘的裸导线，通过绝缘子将导线悬架在输电线路杆塔上，来进行送电。所以，架空输电线路可以认为是由输电线路杆塔、输电线路导地线和绝缘子金具串共同构成。

1.1输电线路杆塔

高压架空输电线路杆塔多为钢筋混凝土杆塔或铁塔，是架空输电线路的主要支撑结构，高压架空输电线路杆塔根据需求不同又分为直线塔、转角塔、终端塔、换位塔、分支塔、轻重冰区分界塔、大跨越塔、特高压酒杯塔、分体塔、双柱塔等。架空输电线路杆塔的设计包括基础上拔稳定计算、基础下压和地基计算、构件和基础底板承载力计算等，这对于高压输电线路杆塔来说尤为重要。

1.2输电线路导线

架空线路的导线一般由导电性能良好的金属制成，为保持合适的通流密度，导线应该根据工程输送容量的需要来选择截面，为降低电晕放电的可能，导线应具有较大的曲率半径。高压架空输电线路多采用分裂导线来提高输送容量，为防止架空输电线路的感应过电压和雷击过电压带来的伤害，多在输电线路导线的上方采用避雷线，对于重要的输电线路，通常设置两根防雷线且增大地线架保护角。在设计架空输电线路时，应考虑到线路沿线的气候环境、自然条件、雷闪、雨淋、结冰、洪水、湿雾)等的影响。此外，架空输电线路的路径还应具备充裕的地面宽度和净空走廊。

1.3输电线路绝缘子

输电线路绝缘子是高压架空线路的重要构件之一，绝缘子不仅能在一定的荷载和过电压条件下支撑导线，而且能使得导线的带电部分与大地绝缘。通常，由于高压架空线路的电压水平较高，所以对绝缘的要求也会相应提高、绝缘材料的质量对绝缘子的性能会产生重大影响，现如今，在高压架空线路上经常使用的绝缘子有玻璃绝缘子、悬式盘型绝缘子、有机复合材料绝缘子等等。此外，在设计高压架空线路的过程中，必须要注重绝缘子的电气强度、机械荷载、抗劣化以及抗腐蚀的性能是否满足高压架空输电线路的要求，以保证电网的安全性能。

2、高压架空输电线路设计的优化措施

高压架空线路设计占地面积广，加上电压过高可能会出现电晕现象和电场效应。尤其是最近两年，由于城市空间的拥挤导致高压变电站向市区靠近，因此更应该注重高压架空输电线路设计的优化措施

2.1高压架空输电线路对城市的影响

高压架空输电线路设计中要考虑很多因素，应该从高压架空输电线路对城市造成的影响来分析：（1）电磁污染。如果电视和广播信号的电磁场强度超过一定的限制，会产生电磁辐射现象，对人造成或大或小的危害。（2）跨步电压。高压接地网中有直流、交流电流。当行人在电位分布区走动的话，在两脚间形成的电位是跨步电压。行人行走时两脚间的距离一般为0.8M，如果跨步电压达到40~50V，极有可能会遭到电击。如果行人摔倒会更加的危险。（3）可听噪声。高压架空线路设计时应当考虑到噪声的不便，如果电晕放电，会产生很大的噪声，尤其是特高压输电线路产生的宽频带噪音会给行人造成严重的损伤。

2.2高压架空输电线路设计的优化措施

2.2.1城市地区的高压架空线路设计的标准化优化

如果新建的高压架空输电线路导线的最低点大于12M时，导线呈逆相序排列；此时地面1.5M地方的工频磁场小于0.05mT、低频电场小于2KVM，投影20M处的0.5MHz的无线电干扰值小于43DB，但是国家规定的限量值为2.5KVM，因此这些数值均不符合规定。经调查研究，城市地区的高压架空输电线路工频电磁通常不会超标，但如果存在建筑物，就有电磁超标的情况。在城市居民的阳台和屋顶上，电磁场有可能会出现畸变的问题。如果有此类现象发生，就超过国家规定的限值，因此不符合国家的规定。根据上述调查，在高压架空输电线路设计时，应该改善高压架空输电线路下畸变的电磁场，对其进行优化。

2.2.2对城市地区的高压架空输电线路走廊的设计进行优化

城市的使用空间紧张，进而导致限制用地走廊的使用情况，随着经济社会的快速发展，用电需求不断地增高，因此在高压架空线路中可以使用多种架设方式，如同塔多回双回。为了确保城市居民的用电需求，在设计铁塔类型时采用多种设计方案。

2.2.3城市地区高压架空输电线路的坏境影响优化

关于工频电磁场的强度限值，并没有给予明确规定，尤其是在设计超高压架空输电线路中。我国目前采用的标准和国际标准有差距，主要表现在电磁污染、噪声污染等方面，因此需要做出些许的改进，采取坏境限值优化措施来减少与国际标准化的差距。

2.2.4高压架空线路的智能化

电网的重要组成部分就是输电网，随着经济的发展和科学技术不断提升，输电网也越来越智能化。为了顺应发展潮流，应当树立输电线路的防灾意识和建立安全信息共享平台。如果春夏季节台风频繁，通常会发生输电线路断电、断线现象，和杆塔倒塌等危害事故。如果在运用先进的技术，进行智能化的操作，将情况及时传达到信号监控中心，有利于及时采取措施去解决此类问题。对其智能化不但能降低线路故障的发生几率，还能提高其智能化水平。

3、结束语

在建设智能电网的过程中，对高压架空线路的设计、维护等方面的研究随着高压架空输电线路的不断增大而进一步加强。目前，我国的计算机网络技术、通信技术和传感技术不断发展，电网的发展方向也日益强大起来。然而，电网也因为大规模的区域联网而产生了各种各样的弊端，因此，要想保障电网安全稳定地运行，就必须要优化优化高压架空输电线路的设计，加强电网的自愈功能，对于电网应对冰灾、雨雪天气以及地震等自然灾害的能力也要相对提高。

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