高压输电线路电气设计问题及完善对策

高压输电线路电气设计问题及完善对策

高梓祎

山东电力建设第三工程有限公司  山东省青岛市  266035

摘要：随着我国经济的快速发展，在电力工程运行过程中，高压输电线路起到非常重要的作用。高压输电线路是由诸多的系统组合而成的，不同的系统存在不同的特点。如果高压输电线路电气设计存在问题，就会对高压输电线路的正常运行产生不利影响，因此十分有必要对高压输电线路电气设计中存在的问题进行分析，并根据分析的结果制定相应的解决措施，从而可以为我国的高压输电线路的正常运行提供有力的保障。

关键词：高压输电线路；电气设计；电力系统

引言

随着电力行业的发展和城市化进程的加速，电力供需和能源结构已经发生了巨大的变化。高压输电线路作为电力系统的传输电能的设备，在能源生产与消费链条上承担着重要的角色。高压输电线路的安全、稳定和经济运行是保障电力系统的稳定供电和国民经济的发展的重要前提。针对高压输电线路电气设计中存在的问题，完善相应的对策措施对于确保线路的稳定、可靠运行是非常重要的，因此，必须制定科学合理的设计方案和对策措施来确保高压输电线路的稳定运行，设计者需要充分考虑各种因素，在不断总结实践基础上，逐步完善电气设计方法，提高线路的性能，达到更好的运行效果。

1高压输电线路的特点

高压输电线路在电力输送方面不仅节省了人力成本和材料成本，也给人们的生活带来了极大好处，还为我国的科技发展奠定了基础。高压输电被分为直流电和交流电两种，直流电的电流是一成不变的，无论时间怎么变电流都不会变。交流电就是电流不断的变化，且电流的变化和时间呈现周期性的变化，交流电是就日常生活中的市电。高压输电是一项大工程，它的任何一个环节都不能有任何的失误。

直流输电所需要的材料非常少且需要的成本也很低，它只需两根导线、一根做正极一根做负极，输送直流电的线缆可使用很长时间且电流的输送距离可远也可进。我国的高压输电也有的是输送交流电，交流电在生活中应用十分广泛。使用交流电的好处就是电压可以自动调控，交流电的发电设备比直流电的发电设备简单易操作，且交流电的发电系统完整，技术标准。

直流输电和交流输电都有一定的缺点。高压直流输电的材料成本很高，设备很多不易操作，设备造价昂贵、可靠性不好、直流输电的灭弧问题解决困难等许多的问题都需要解决。直流输电的电压不容易降下来，想要实现降压必须使用专业电子电路才可以，不然就无法降压成功。不管是直流输电还是交流输电都具有两面性，他们共同为人类发展做出了巨大的贡献，但每年因触电伤亡的人数并不少，所以在利用电力的同时也要注意安全。

2高压输电线路电气设计过程的概述

2.1前期分析过程

高压输电线路的电气设计工序繁多，工作量大，内部结构也比较复杂。在前期的前期准备工作中，要对设计的要求和要求进行全面的理解，以避免在设计时对项目的安全造成威胁。此外，我国电网分布广泛，地形复杂，为保证高压输电线路的正常运行，必须要充分了解当地的地形地貌，进行充分的实地考察，并进行相应的投资，同时还要了解沿线的植被、地质、矿产资源、规划和保护区域，确保设计的合理性、科学性和安全性。在进行设计时，应选择具备一定的专业素质的人员，对其进行合理的设计，并对其进行反复的分析、论证，从环境、技术、设备、人员、成本等多方面进行综合考虑，以便为下一步的工程建设提供依据。

2.2 初期设计分析

初步设计的重点是确定主要的设计原理，通过对各种设计方案的技术经济分析，以及对高压输电线路的初步设计，是整个工程设计的关键环节。在设计前期阶段，电力设计者应充分考虑输电路径，气象条件，导线截面，防雷接地，绝缘配合等。高压输电线路多为野外，受周围环境的影响，对这些因素进行了初步的分析和讨论，并根据不同的环境条件，选取合适的电气设计准则，制定合理、经济的设计方案。在这一阶段，设计者必须具备一定的工作经验和技能，既要熟悉现行的技术标准、规程、规范和导则，还要熟悉施工、运行维护等方面的知识。为了提高设计者的技能水平，必须加强与电气有关的技术人员的培训，组织施工、运维现场参观和技术交流，以增强他们的工作能力，为以后的工作开展奠定基础。

2.3 进行施工阶段的分析

在高压输电线的建设阶段，就是设计成果的展示，要从整体上考虑设计，对工程中出现的问题进行分析，使设计者与施工人员紧密结合，对设计中出现的不合理问题和现象进行适当的调整和处理。在工程施工中，应严格遵守施工图纸，确保工程进度与图纸设计相符，并与有关规范相一致。在高压线路的电气设计和施工中，应充分考虑线路的抗病性，应在地形较好、地形较好、交通方便的地方，减小拐角，减小线路弯道，避免高差、大小档位。

3高压输电线路电气设计问题
3.1路径选择合理性欠佳

进行高压输电线路工程建设作业时，首先必须结合要求对线路方面进行规划。从实际出发，可发现部分区域无法满足高压输电线路的设置需求，因此对线路设计进行规划时，必须做好线路经过区域的勘察工作，重视不同细节。但当前部分高压输电线路设计人员在开展设计工作时，未对线路进行科学分布，致使高压输电工程出现问题的可能性增加。另有部分设计人员对线路进行设计时，未对地方具体地理环境及天气情况进行结合，致使寒冷区域的线路出现结冰现象。在此基础上，线路极有可能出现断裂问题。此外，部分设计单位在开展线路设计工作的过程中，未对材料成本与线路走向进行综合考量，导致线路设计质量显著降低。

    3.2防雷抗冰设计科学性欠佳

通过分析文献资料可以发现，导致我国高压输电线路出现故障问题的主要原因是电线结冰，致使线路受到破坏。针对受到电线结冰影响从而发生的线路损坏现象而言，其维修难度相对较高，在维修过程中工作人员必须进行高空作业，极有可能出现安全事故，导致维修人员生命安全受到威胁。从理论的角度出发，可发现在做好高压输电线路的规划工作时，上述问题将得到有效控制，但部分企业未合理安排线路，致使上述问题发生的可能性增加。此外，部分区域对高压输电线路进行建设时，未严格落实防电措施，导致触电事故发生，引起人员伤亡。由此可见，该点问题具有较强的严重性。

3.3高压电塔杆塔型号选择问题

在高压输电系统中，杆塔是最基础的工具，它能起到固定输电线路的作用，保证输电系统能够安全稳定地进行输电。但很多设计人员在进行设计时，为了节约成本，往往会选择更加实惠、经济的杆塔型号，忽视了输电线路和杆塔是否匹配的问题，导致杆塔不符合施工需求，进而影响到输电线路的安全稳定性。

4高压输电线路电气设计问题的应对措施

4.1改造高压输电线路路径

针对高压输电线路路径选择不当问题，必须对高压输电线路路径进行升级改造，优化设计高压输电线路路径，进而高压输电线路电气设计成效。明确高压输电线路安设区域范围，对目标区域内的环境情况进行实地勘察，包括地形地貌、水文、气候等，综合考量各方面环境影响因素。特别是针对特殊地形地貌进行重点勘察，全面掌握高压输电线路安设区域范围内的所有环境信息。收集、整理、统计与高压输电线路电气设计相关联的各类要素信息，展开线性综合分析。对于架空铺设线路方法，以实地勘察与分析结果为关键参考依据，优化调整高压输电线路架空铺设布局结构。需要注意的是，对高压输电线路路径进行优化设计，不能对自然保护区域内的生态环境造成破坏影响，避开自然保护区域。其次，对线路路径转角设计进行优化调整，选取可替代的线路路径结构，减少线路路径转角设计，有利于增强高压输电线路电气设计安全性。

4.2杆塔选择与杆塔组立

针对杆塔选择问题，对杆塔规格型号进行正确选择，综合考虑到架空铺设的高压输电线路铺设效果，选择符合实际建设需求的杆塔规格型号。同时明确杆塔荷载，实现对高压输电线路电气设计施工成本的有效控制，匹配高压输电线路电气设计施工需求，设计杆塔塔型、铁塔塔型，接下来确定杆塔塔型具体高度距离、杆塔设计档距距离、杆塔塔头摇摆角列等。在正式进行组塔施工之前，在施工现场，对地脚螺栓的螺母、螺杆，垫片塔号标识、垫片塔号规格等各项信息进行多次检查，必须充分确保上述信息检查核对准确，符合高压输电线路电气设计需求，符合高压输电线路铺设现场环境情况，再进入到正式施工阶段。在杆塔组立过程中，对施工高度提出一定要求，参与现场施工任务的技术人员必须具备相应的资格认证证明，确保能够满足高处作业对人体身体素质的要求，方能进行高压输电线路架空铺设。其次，对施工用安全带、防坠落自销装置、手扳葫芦机具等进行测试调试，如果出现机具设备破旧、损坏问题，必须立即进行维修处理，或者更换相应机具设备。如果出现机具设备使用期限过期问题，也必须立即更换相应机具设备，必须充分确保各类机具设备使用性能稳定，充分确保各类机具设备正常运行，方能将其使用在正式施工环节中。对各类机具设备检查结束后，明确标记调试测试人员及单位、检查时间、机具使用范围等内容，粘贴测试调试结果合格标贴，用于说明该机具设备能够正常使用。

4.3优化防雷抗冰设计

针对雷电天气对高压输电线路的影响，针对抗冰防舞动设计问题对高压输电线路的影响，将防雷抗冰设计纳入到高压输电线路电气设计流程中，对高压输电线路防雷抗冰性能的提升进行优化设计。在选择高压输电线路材质时，优先选取抗雷击性强、抗冰性强的导线材质。或者使用专用辅助设备，在导线表层上面再包裹绝缘层，增强导线防雷保护效果，隔绝外界环境变化对高压输电线路的不利影响。其次，对高压输电线路安设区域范围内的地质条件、覆冰情况、舞动情况、湿度情况进行实地勘察和现场采样检测分析，运用先进信息化自动化技术工具，绘制电网舞动分布图、电网冰区分布图，明确因覆并舞动造成高压输电线路出现跳闸问题，制定对应解决方案。对高压输电线路舞动等级、覆冰厚度距离等进行准确评估，综合各方面信息数据，制定并完善高压输电线路电气设计方案，注意避开容易出现舞动情况的环境区域，避开容易出现覆冰情况的环境区域。同时利用相间间隔棒、预绞式防振锤、阻尼间隔棒等，增强高压输电线路抗冰防舞动性能。

4.4做好输电线路绝缘配合工作

在输电线路中，绝缘配合一般遵循以下几点原则：其一，在正常运行电压作用下，绝缘子应有足够的机电破坏强度，还应具有足够的电气绝缘强度。其二，绝缘子串应能满足内过电压的校验要求，根据工频过电压或操作过电压确定的绝缘子数量，来估算线路的耐雷水平。其三，对于耐张绝缘子串，由于其所受的机械力比悬垂绝缘子串大，出现零值绝缘子的概率比悬垂串高，而且检修困难，因此，其电气绝缘强度应略高于悬垂串。其四，为保持高塔的耐雷性能，全高超过40m有地线的杆塔，高度每增加10m，应在规程规定的最小片数基础上增加1片相当于高度为146mm的绝缘子，全高超过100m的杆塔，绝缘子片数应根据运行经验结合计算确定。由于高杆塔而增加绝缘子片数时，雷电过电压最小间隙也应相应增大。

4.5加强高压输电线路电气设计的监督管理

一是不断完善监管管理体系。依据高压输电线路电气设计的规定，建立了全方位、科学合理的监管规章制度，确定了关键部位监管具体内容，为以后管理方法带来了根据。比如，管理方案规定明确提出高压输电线路电气设计早期调查内容，规定设计师记录数据信息，注重数据信息的真实性以及精确性的重要性。管理者应根据基本调查和资料记录开展检验运行，以确保基本调查的全局性和合理性，使电气设计具体内容进一步专业化。二是提升设计师的监管和建设。在高压输电线路电气设计管理中，应健全义务监督机制和处罚通报。依据设计师表现的与行为，调查设计师个人的能力及素质，处罚工作责任心不强、工作中行为不当的职工，加强使命感。此外，为了能提升设计部门的整体实力，必须提升日常课程的学习，工程管理单位能够按时举办总结，逐渐汇总高压输电线路的常见问题跟新常见故障，积极主动科学研究沟通交流解决方法，设计师要全面把握常见问题的特征和防御措施，随后把它列入方案设计，才能更好的为高压输电线路电气设计策略提供高质量的服务。

结束语

综上所述，高压输电线路设计过程中涉及到多个方面，因此相关设计人员需要结合多方面因素进行综合考虑，明确其中的要点与隐患。因而，设计师必须高度重视高压输电线路的电气设计工作，详细分析高压输电线路电气设计中的问题，并依据分析数据来制订合理的解决方案，最终可以充分保证高压输电线路运转的稳定安全度，从而提升公司的社会效益和经济收益。

参考文献

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