談高壓輸電線路設計控制要點與對策范文

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摘要：文章對高壓輸電線路的設計進行分析研究，對高壓輸電線路設計的控制要點進行說明，在此基礎上探討分析高壓輸電線路設計工作中面臨的主要問題，并提出相關建議。

關鍵詞：高壓輸電；線路設計；控制要點

引言

我國電網工程建設速度逐年加快，高壓輸電線路是電網工程中的重點項目，因此輸電線路的設計工作與電網輸電質量密切相關。電網工程建設中需要對輸電線路進行綜合分析，從穩定性、安全性，以及經濟性多個角度對輸電線路進行整體評價，另外在輸電線路設計中還需要綜合考慮外部環境的影響。復雜多樣的環境因素會對輸電線路工程設計工作產生直接影響。所以在設計高壓輸電線路時要把控好設計控制要點才能做好高壓輸電線路的設計工作。

1設計控制要點分析

1．1輸電線路氣象條件要點

工程水文氣象條件是輸電線路設計的重要條件，其選擇以運行安全、經濟合理為總方針，并在結合以往線路設計經驗的基礎上進行確定。線路設計時應先根據前期階段的工作內容、深度及工期要求，對線路經過地區的地形地貌和水文氣象條件進行現場踏勘和調查，并進行資料收集工作，重點對水文、大風、覆冰、微地形微氣候情況以及收集到的資料進行分析和計算。

1．2輸電線路絕緣控制要點

輸電線路絕緣配合主要解決桿塔上和檔距中各種可能放電的途徑（如導線對桿塔、導線對地線、導線對地、不同相導線間）的絕緣選擇和相互配合的問題。其主要內容是塔頭絕緣配合設計，包括按工頻過電壓、操作過電壓、雷電過電壓確定絕緣子的型式和片數以及相應工況下風偏空氣間隙。

1．3輸電線路避雷控制要點

雷電一直是危害電力系統安全運行的重要因素之一。國家電網公司系統歷年電網故障情況統計結果表明，電網遭受雷擊引起的故障一直占有較大比例，雷擊跳閘次數占輸電設備跳閘總次數的第1位，造成輸電設備非計劃停運次數比例占第2位，僅次于外力破壞，嚴重影響了電網的安全運行和供電用電的安全可靠性。雷擊故障主要表現為繞擊和反擊兩種形式。繞擊是指幅值不大的雷電繞開避雷線，直接擊中導線引起線路跳閘。反擊是指幅值較大的雷電流流經桿塔后，導線橫擔處電壓上升，造成導線絕緣子串兩端的電壓差超過其雷電耐受電壓。輸電線路在受到雷擊后，會造成線路跳閘，絕緣子擊穿、炸裂和灼傷，導地線斷股甚至斷線等嚴重事故。

1．4輸電線路桿塔控制要點

桿塔是輸電線路的支柱，直接關系到工程造價及運行安全。因此，選好桿塔型式是輸電線路工程設計的主要內容之一。桿塔設計時應從荷載方面入手，細化荷載，選取合適的高空風壓系數、風振系數，合理判斷埃菲爾效應對結構的影響。根據給定荷載和電氣間隙條件優化塔頭尺寸、坡度、鐵塔根開、節間布置和節點構造。從工程實際出發進行鋼材種類和強度選擇，根據塔身各部分的受力特點，結合施工組塔工藝，設置合理的施工用孔。

1．5輸電線路桿塔基礎控制要點

基礎工程是輸電線路工程體系的重要組成部分，其設計的優劣直接關系線路工程的安全運行、工程造價控制和工程對環境的影響程度?；A設計必須依據線路工程的地形、地質和施工條件，按照“安全可靠、方便施工、便于運行、注重環保、節省投資”的原則，綜合考慮基礎型式和設計方案。

2高壓輸電線路設計中存在的主要問題

在線路路徑選擇時，由于意識形態和其他方面的限制，設計人員沒有充分做好施工地區的考察分析工作，這會對工程設計的效率和質量產生重大影響。甚至一些項目的設計工作因為沒有充分考慮到雷電、防霧、降雨、低溫等問題，而將輸電線路路徑選擇在環境比較惡劣的地區，會直接造成嚴重的經濟和社會損失。在線路設計中存在不按輸電線路電壓等級、導／地線型號、氣象條件、轉角度數等條件選擇桿塔型號，出現以大代小或亂用亂代的情況，此時高壓輸電線路就會有嚴重的安全隱患，導致線路無法安全穩定運行。

3高壓輸電線路設計要點建議

3．1做好輸電線路路徑選擇工作

高壓輸電線路工程路徑選擇主要按如下原則進行。（1）盡量避免路徑走向規劃區、礦產開發區域。（2）盡量利用城市、鄉鎮之間結合部，提高土地利用率；盡可能避開滑坡、崩塌等各種不良地質地段。（3）盡量減少房屋、工廠拆遷，減小對沿線人民群眾生活的擾動。（4）收集沿線氣象要素進行數理統計分析，結合沿線附近已有線路運行經驗和現場覆冰調查情況合理確定氣象劃分。（5）綜合考慮施工、運行等因素，盡量靠近公路及其他交通道路，方便線路施工和運行。（6）細化路徑，盡量減少轉角個數，在規程允許范圍內增大耐張段長度，合理控制桿塔指標。（7）合理選擇各類交叉跨越位置。公路、河流、電力線等跨越位置的選擇對工程造價有較大影響，應減少交叉跨越已建或待建送電線路，特別是高電壓等級的送電線路，在現場踏勘時現場標注已建電力線位置，收集屬地電力公司的電網規劃，以降低施工過程中的停電損失，提高運行的安全可靠性；對規劃中與工程有沖突的待建公路、管線等，應積極與相關設計單位溝通，相互協調路徑走向。

3．2做好輸電線路絕緣配合工作

在輸電線路中，絕緣配合一般遵循以下幾點原則。（1）在正常運行（工頻）電壓作用下，絕緣子應有足夠的機電破壞強度，還應具有足夠的電氣絕緣強度。（2）絕緣子串應能滿足內過電壓（操作過電壓）的校驗要求。（3）根據工頻過電壓或操作過電壓確定的絕緣子數量，來估算線路的耐雷水平。（4）對于耐張絕緣子串，由于其所受的機械力比懸垂絕緣子串大，出現零值絕緣子的概率比懸垂串高，而且檢修困難，因此，其電氣絕緣強度應略高于懸垂串。（5）為保持高塔的耐雷性能，全高超過40m有地線的桿塔，高度每增加10m，應在規程規定的最小片數基礎上增加1片相當于高度為146mm的絕緣子，全高超過100m的桿塔，絕緣子片數應根據運行經驗結合計算確定。由于高桿塔而增加絕緣子片數時，雷電過電壓最小間隙也應相應增大。

3．3做好輸電線路防雷設計工作

線路防雷害工作應按照“層層設防，突出重點，因地制宜，兼顧財力”的原則進行，采取有效措施為線路設置有力屏障，防止雷電波的侵入，提高線路的耐雷水平，避免或減少線路絕緣發生閃絡，從根本上降低雷擊跳閘率。主要有以下措施。（1）架設雙避雷線、降低桿塔接地阻抗。（2）裝設線路避雷器。對輸電線路跨越河流地帶以及其他大跨越時推薦安裝線路避雷器。（3）減小避雷線保護角。例如規程規定：對于單回路，220kV對邊相的保護角不宜大于15°，桿塔上兩根避雷線間的距離不應超過導線與避雷線間垂直距離的5倍。（4）增加絕緣子片數，一方面提高線路的繞擊耐雷水平，另一方面絕緣子長度增加，使導線高度降低，避雷線保護角減小。（5）合理選擇接地裝置。

3．4做好輸電線路桿塔設計工作

優化桿塔結構布置，通過對塔頭布材型式、塔身口寬和坡度、斜材布置夾角等結構布置方案全方面優化設計，降低桿塔重量。合理規劃桿塔，根據線路路徑斷面，進行桿塔預排位，合理規劃桿塔使用條件，確保桿塔指標及工程指標的經濟合理。

3．5做好輸電線路基礎設計工作

根據我國目前輸電線路桿塔基礎工程的設計和施工現狀，結合輸電線路工程地基及桿塔基礎的工程特性，基礎方設計時，應遵循下面的原則。（1）充分發揮每種基礎型式的特點，針對不同的地形、地質，選擇不同的基礎型式，當有條件時應優先采用原狀土基礎（不含樁基礎），也可采用鋼筋混凝土板式基礎或混凝土臺階式基礎；當地質條件或地形條件較差時可采用樁基礎。（2）在安全、可靠的前提下，盡量做到經濟、環保，減少施工對環境的破壞。（3）結合工程地形、地質特點及運輸條件，綜合分析比較，選擇適宜的基礎型式，注重施工的可操作性和質量的可控制性。

4結語

在高壓輸電線路設計中，首先需要對線路路徑區域環境進行綜合分析研究，盡可能避開自然條件較差的地區，防止惡劣天氣對輸電線路產生影響；其次應做好防雷絕緣工作，以保證線路的安全穩定；此外還需要做好實地勘測工作，根據現場實際條件合理選用桿塔及基礎型式。通過對設計要點控制和優化設計方案，實現提高工程質量、降低工程造價，提高工程經濟性和運行安全可靠性的目標。

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作者：袁琦 單位：湖南科鑫電力設計有限公司