輸電線路設(shè)計(jì)優(yōu)化分析范文

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【摘要】湖區(qū)的特點(diǎn)是海拔較低、地勢平坦、地基承載力較差、風(fēng)速較大，為保障湖區(qū)正常用電，本研究主要針對湖區(qū)特點(diǎn)對輸電線路設(shè)計(jì)進(jìn)行特殊性分析，并結(jié)合現(xiàn)狀，針對當(dāng)前湖區(qū)線路設(shè)計(jì)中的不足進(jìn)行改進(jìn)；從桿塔基礎(chǔ)方面、導(dǎo)線設(shè)計(jì)方面以及防雷設(shè)計(jì)方面，細(xì)化闡述湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)優(yōu)化措施，以期為湖區(qū)輸電線路運(yùn)行安全水平提供支持。

【關(guān)鍵詞】湖區(qū)；地耐力差；風(fēng)速大；易受雷擊；設(shè)計(jì)優(yōu)化

近年來，用電需求日益增加，這一變化對電力系統(tǒng)的供電能力、供電安全提出了較高的要求。湖區(qū)作為一類特殊區(qū)域，其在氣候條件、地理環(huán)境等方面，與其他區(qū)域存在一定的差異，這些差異對湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)工作提出了新的要求。因此，分析湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)的優(yōu)化具有一定的必要性。

1湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)的特殊性

相對其他地區(qū)而言，湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)的特殊性體現(xiàn)在以下幾方面：①風(fēng)速問題。輸電線路運(yùn)行后，風(fēng)力容易影響輸電線路的穩(wěn)定性，如設(shè)計(jì)階段未考慮好風(fēng)速問題，可能會(huì)造成相關(guān)故障問題。相對于平原地區(qū)而言，湖區(qū)基本風(fēng)速較高，在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)適當(dāng)增加湖區(qū)的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速水平，以確保輸電線路設(shè)計(jì)方案契合湖區(qū)的實(shí)際風(fēng)力狀況。②桿塔基礎(chǔ)問題。湖區(qū)的地質(zhì)多以淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土為主，地基承載力較差，地下水位較高，水質(zhì)對基礎(chǔ)有一定程度的腐蝕性，輸電線路投運(yùn)后常出現(xiàn)桿塔整體沉降、基礎(chǔ)不均勻沉降等問題，威脅輸電線路安全，設(shè)計(jì)時(shí)需對桿塔基礎(chǔ)進(jìn)行特殊考慮。③覆冰較輕、雷擊率較嚴(yán)重。湖區(qū)往往位于平原地帶，海拔較低，地勢平坦，氣候受水域影響較大，冬季導(dǎo)地線的覆冰厚度一般較小；同時(shí)由于地勢平坦，桿塔組立后會(huì)有“突出”效應(yīng)，易遭受雷擊。基于上述狀況，在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分考慮湖區(qū)輸電線路架設(shè)施工的特殊性，確保輸電線路設(shè)計(jì)方案，能夠滿足施工階段對施工組織、作業(yè)管理等的要求。

2湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

結(jié)合當(dāng)前湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)工作來看，其設(shè)計(jì)工作中存在的不足主要包含以下幾種：

2.1桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在湖區(qū)輸電線路中，桿塔基礎(chǔ)無疑是一種重要的支撐構(gòu)件。與丘陵地區(qū)等區(qū)域相比，湖區(qū)在自然氣候、水文條件等環(huán)境因素方面的特殊性：桿塔基礎(chǔ)更容易出現(xiàn)腐蝕、開裂等問題。從湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)層面來看，在桿塔選擇方面，部分設(shè)計(jì)并未充分考慮湖區(qū)環(huán)境濕度大、風(fēng)速大等特征，對桿塔基礎(chǔ)的腐蝕作用。隨著湖區(qū)桿塔基礎(chǔ)使用時(shí)間的延長，其出現(xiàn)腐蝕、開裂等問題的頻率較高。因此，加強(qiáng)湖區(qū)輸電線路的桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化，具有一定的必要性。

2.2導(dǎo)線設(shè)計(jì)

導(dǎo)線作為電力輸送的主體，其性能與輸電線路的運(yùn)行安全存在密切關(guān)聯(lián)。結(jié)合當(dāng)前湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)現(xiàn)狀來看，由于受到前期調(diào)查工作開展不足、缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等因素的影響，部分湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)方案的導(dǎo)線在運(yùn)行階段，表現(xiàn)出了不同的問題。如導(dǎo)線規(guī)格選擇不當(dāng)，影響其抗風(fēng)性能，進(jìn)而誘發(fā)相關(guān)故障。因此，在后續(xù)湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)在充分重視這類問題的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)導(dǎo)線的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保障湖區(qū)輸電線路的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量及運(yùn)行安全。

2.3防雷設(shè)計(jì)

結(jié)合當(dāng)前湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)現(xiàn)狀來看，湖區(qū)輸電線路在防雷設(shè)計(jì)方面也存在一定的問題，具體體現(xiàn)為：①特殊氣候環(huán)境對線路防雷性能的影響。與其他地區(qū)相比，湖區(qū)的氣候環(huán)境較為特殊。架設(shè)輸電線路后，在實(shí)際運(yùn)行期間，如前期并未做好輸電線路設(shè)計(jì)。②特殊地理環(huán)境對線路防雷設(shè)計(jì)提出的要求。丘陵地區(qū)的多山特征具有一定的避雷作用，而相比之下，湖區(qū)地勢相對平坦，其對線路防雷設(shè)計(jì)的要求更高。如輸電線路設(shè)計(jì)未充分重視這一問題，則可能面臨一定的雷擊事故風(fēng)險(xiǎn)。

3設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

這里主要從以下幾方面入手，針對湖區(qū)輸電線路的優(yōu)化進(jìn)行分析和研究：

3.1桿塔基礎(chǔ)方面

桿塔基礎(chǔ)作為湖區(qū)輸電線路方案的基本構(gòu)成，其設(shè)計(jì)合理性，與湖區(qū)輸電線路的整體防雷能力、輸電安全水平等存在密切關(guān)聯(lián)。結(jié)合當(dāng)前湖區(qū)輸電線路的桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀來看，桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)因未充分考慮湖區(qū)氣候條件、地理環(huán)境等因素，而易產(chǎn)生腐蝕、開裂、沉降等問題。為了保障桿塔基礎(chǔ)功能的正常發(fā)揮，在湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)中，應(yīng)加強(qiáng)對以下幾種要點(diǎn)的處理：（1）桿塔基礎(chǔ)材質(zhì)選擇。根據(jù)湖區(qū)輸電線路所處環(huán)境的特殊性，在選擇桿塔基礎(chǔ)材料時(shí)，宜選擇具有良好耐腐蝕、強(qiáng)度高、抗老化作用的材料。如可選擇聚氨酯復(fù)合材料制成的桿塔，作為輸電線路的支撐。（2）桿塔基礎(chǔ)防雷性能分析。位于湖區(qū)的桿塔基礎(chǔ)多采用高桿、高塔，以確保輸電線路的對地距離充足。以某跨湖高壓線路為例，其采用的高塔呼高達(dá)40m以上。如圖1所示，高桿塔雖然滿足了湖區(qū)輸電線路的對地距離要求，但基于高度與引雷范圍之間的密切關(guān)聯(lián)，湖區(qū)的高桿塔的反擊閃絡(luò)率較高。此外，由于湖區(qū)環(huán)境濕度較大，在雷雨天氣中，湖區(qū)范圍內(nèi)的桿塔基礎(chǔ)容易引導(dǎo)大電流雷電落雷。對此，加強(qiáng)桿塔基礎(chǔ)的防雷性能分析，具有一定的必要性。在設(shè)計(jì)階段，為了減少雷擊事故對桿塔基礎(chǔ)的影響，應(yīng)重視桿塔基礎(chǔ)的防雷設(shè)計(jì)。具體而言，可行的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路為：依據(jù)湖區(qū)現(xiàn)場的雷區(qū)危險(xiǎn)程度分布，確立差異化的桿塔防雷設(shè)計(jì)方案。在Ⅳ級(jí)雷區(qū)，采用大盤徑雙串絕緣子布設(shè)桿塔基礎(chǔ)，并于桿塔基礎(chǔ)適宜位置，布設(shè)空氣間隙型避雷器、接閃器。此外，還可通過適當(dāng)加長接地網(wǎng)敷設(shè)長度的形式，降低湖區(qū)Ⅳ級(jí)雷區(qū)的接地電阻。而在Ⅲ級(jí)雷區(qū)范圍內(nèi)，采用大盤徑雙串絕緣子替代傳統(tǒng)絕緣子，并加設(shè)塔頭側(cè)針，以發(fā)揮引雷作用。

3.2導(dǎo)線設(shè)計(jì)方面

導(dǎo)線設(shè)計(jì)無疑是湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)優(yōu)化的關(guān)鍵所在。根據(jù)湖區(qū)的氣候特征，可將導(dǎo)線設(shè)計(jì)部分的優(yōu)化要點(diǎn)確定為：（1）抗風(fēng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在湖區(qū)，輸電線路的抗風(fēng)振、風(fēng)舞是影響輸電線路運(yùn)行安全的關(guān)鍵所在。為了避免出現(xiàn)上述狀況，在前期設(shè)計(jì)階段中，可參照湖區(qū)的實(shí)際風(fēng)速等相關(guān)信息，確定基本風(fēng)速參數(shù)，并以此為依據(jù)，采取安裝預(yù)絞絲、防振錘，相間間隔棒等措施防止導(dǎo)地線振動(dòng)及舞動(dòng)。（2）防雷優(yōu)化設(shè)計(jì)方面。相對于平原地區(qū)而言，湖區(qū)在地理?xiàng)l件方面的特殊性決定著：該區(qū)域的輸電線路更容易出現(xiàn)雷擊問題。這一狀況對導(dǎo)線設(shè)計(jì)提出了較高的要求。對此，可結(jié)合湖區(qū)相關(guān)氣候信息及輸電線路運(yùn)行安全信息，確定導(dǎo)線的恰當(dāng)絕緣參數(shù)，一次為基礎(chǔ)，保障線路的整體耐雷性。

3.3設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)估方面

完善的設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)估環(huán)節(jié)，是保障湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵所在。因此，在實(shí)踐設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)充分加強(qiáng)對湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)質(zhì)量的重視，通過對湖區(qū)輸電線路方案的多維度分析，確定可靠的質(zhì)量評(píng)估數(shù)據(jù)[3]。例如，可分別從抗雷、抗風(fēng)等方面，評(píng)估湖區(qū)輸電線路的設(shè)計(jì)質(zhì)量。在防雷效果方面，可借助模擬實(shí)驗(yàn)形式，分別確定當(dāng)前湖區(qū)輸電線路方案在導(dǎo)線、桿塔基礎(chǔ)等要素方面的防雷狀況，并以整個(gè)輸電線路方案為參照，展開可靠的防雷效果模擬分析，將分析結(jié)果與預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行對比，如二者存在差異，應(yīng)考慮進(jìn)一步優(yōu)化湖區(qū)輸電線路的設(shè)計(jì)方案。而在抗風(fēng)設(shè)計(jì)方面，評(píng)估工作應(yīng)重點(diǎn)結(jié)合湖區(qū)理念輸電線路的基本風(fēng)速等信息，綜合展開評(píng)估。逐一確定湖區(qū)輸電線路導(dǎo)線、地線的風(fēng)耐狀況，判斷大風(fēng)帶來的振動(dòng)、舞動(dòng)等問題，對輸電線路性能及安全性的影響。

4結(jié)論

綜上所述，加強(qiáng)湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)的優(yōu)化具有一定的必要性。為了提升輸電線路設(shè)計(jì)方案與湖區(qū)輸電要求之間的契合性，應(yīng)在充分把握湖區(qū)氣候、輸電要求等特征的基礎(chǔ)上，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)牟呗裕訌?qiáng)湖區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)的優(yōu)化。此外，還應(yīng)注意評(píng)估湖區(qū)輸電線路的運(yùn)行質(zhì)量，及時(shí)確定更新方案，以保障湖區(qū)的正常用電。

參考文獻(xiàn)

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作者：曾健 單位：國網(wǎng)湖南省電力公司益陽供電分公司