設計優化論文：電力線路設計的途徑優化透析范文
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作者：廖偉單位：湘西電業局
同時導線的載流量大小也是不容忽視的重要因素，在國外曾經出現過一種耐熱鋁合金導線，這種導線的導電部分采用耐熱鋁合金線，在1500C時強度都不降低，相比一般的導線輸電能力增大50％，不過這種導線在高溫下線損比較大，而且與相同規格的鋼芯鋁絞線比價格也要昂貴多。另外伴隨材料學的發展，出現了采用有機復合材料代替金屬材料作為芯線的導線如碳纖維芯軟鋁絞線、碳纖維與玻璃纖維混合芯軟鋁絞線這種導線具有重量輕、強度大、線損少的優點，特別適合用于解決線路擴容以后產生的線損嚴重、弧垂較大、對地距離偏小的問題。不過同樣這類導線的生產成本比較高昂，且需要進口，不過目前我國已經有企業在引進生產該類導線，且該類導線的全球2/3試驗線路在中國進行，對日后該型導線的普及以及降低造價都有不錯的優勢。
桿塔的設計
桿塔及其基礎是輸電線路結構的重要組成部分，它的造價以及建造工期在整個線路工程中占很大比重。而且桿塔及其基礎自身的穩定性直接決定了輸電線路能否長期運行，影響了線路輸電功能的發揮。所以在設計過程中應該嚴格把握桿塔的設置點，控制好每個桿塔之間的距離。這樣既可以防止電力聚集造成輸電線路損壞也能避免施工階段出現各種安全問題而危害人員安全。設計時可以利用勘探時獲取的信息制作定位弧垂模板,并在平斷面圖上依序確定各種桿塔的位置和選型,然后對定位后的檔距、桿塔上拔、風偏、鄰檔斷線和耐張絕緣子串倒掛等進行校驗，從而最終確定線路中所使用的桿塔型號和位置。桿塔的材質也是影響桿塔制作質量的重要因素，一般對高負荷的輸電線路可以采用高強度鋼材，同時也可以采用鋼管塔替代目前的鋼架鐵塔，它的承載力，穩定性都比較良好，隨著材料科學的發展，復合材料的出現更是給桿塔制作帶來了新方向，采用復合材料制作的絕緣桿塔具有強度大、重量輕、耐高溫、耐腐蝕、絕緣性良好的特點，能夠適應惡劣的環境。
在定位桿塔后要制作桿塔基礎，它的主要作用是保證鐵塔在電網運行時不發生因受外力的作用發生變形甚至倒塌或者下沉的情況，基礎工程合理設計以及施工質量的好壞直接關系到基面開挖量的大小、造價成本和輸電線路的運行安全。所以在設計基礎之前應該對當地的地質情況進行詳細的勘探，根據詳細的地質信息，因地制宜的選擇基礎型式，可以采用不等高設計，并配合使用高低腿桿塔，同時可以根據不同地質條件采用巖石錨桿基礎、復合式沉井基礎、螺旋錨基礎等不同的基礎型式，以確保基礎制作的穩固，同時設計時應該考慮好基礎周邊的排水處理，避免基礎受到雨淋或者山洪的沖擊從而影響到桿塔的安全和穩定。
防雷接地設計
防雷技術是電力系統維護的重要策略，能夠保證電力系統在惡劣氣象系統下的正常運行。架設避雷線是輸電線路最基本也是最有效的防雷保護措施。避雷線的主要作用是防止雷直擊導線，同時也可以起到減小流經桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位以及通過對導線的耦合作用來減小線路上絕緣子的電壓，還可以對導線產生屏蔽作用以降低導線上的感應過電壓。通常來說，線路電壓愈高，采用避雷線的效果愈好，而且避雷線在線路造價中所占的比重也愈低。降低桿塔的接地電阻也是提高線路耐雷能力的有效措施，通過接地可以把電力系統上的強電流、電壓引入地下以達到防雷效果。
特別是對沒有架設避雷線的桿塔更要做好接地。特別是在山區由于接地電阻率大于1000Ω•m，可以采用降阻劑使接地電阻進一步下降（如石墨構成的降阻模塊）。在設計時還可以考慮采用架設耦合地線、裝設自動重合閘裝置、采用中性點非有效接地方式、加強絕緣和采用不平衡絕緣等方式來保護線路。
除冰設計
輸電線路覆冰是電力系統的嚴重自然災害之一。導線嚴重覆冰時容易引起斷線、斷股甚至倒桿等事故，造成大面積長時間中斷供電（如2008年的大雪災）。同時導線覆冰除增加了導線荷載外還可能激發導線舞動。目前，我國電力系統中除冰的主要技術有：短路通流融冰技術、導線對導線兩相短路融冰技術、導線對地線單相短路融冰技術以及常規的機械除冰方法。不過隨著相關科技和材料學的發展，新的除冰技術和方式出現，作為設計者對于這類經過檢驗的合格的新技術應該多加理解，并在設計的線路中合理運用以達到提升輸電線路的防冰能力。如：CO2激光熱熔法；涂設吸收太陽能的防覆冰涂料；用冰去除附著冰層防止輸電線路結冰；無源防冰覆蓋層；有源防冰覆層等等。當然，在線路設計時選用新除冰技術時必需考慮到電力線路運行中相關的電氣、熱力和機械等條件的約束。同時要充分考慮到現場的地理環境和實際應用問題，以便能更好地實現和提高除冰新技術的實用性、有效性和可操作性以及降低相應成本。
總結
輸電線路建設工程是一個影響到國民經濟發展的重要領域，而設計工作又是這類工程的基礎，因此我們要做好輸電線路的設計工作，推進設計深度和廣度，為我國的電力建設提供優秀的指導作用。
