220 kV架空輸電線路設(shè)計探析

梁國銳

摘 要：輸電線路作為溝通供電與用電的樞紐，擔(dān)負(fù)著分配、輸送電能的作用，影響著電力系統(tǒng)的正常運行。因此在設(shè)計220 kV架空輸電線路時必須要科學(xué)、合理。從導(dǎo)線選型、桿塔設(shè)計、路徑選擇、防雷設(shè)計等方面出發(fā)，分析了220 kV架空輸電線路的設(shè)計要點，并總結(jié)了設(shè)計過程中應(yīng)注意的事項。

關(guān)鍵詞：輸電線路；導(dǎo)線選型；桿塔設(shè)計；路徑選擇

中圖分類號：TM752 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.11.135

220 kV輸電線路設(shè)計作為一項不僅復(fù)雜且系統(tǒng)的工程，必須嚴(yán)格按照一定的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，尊重地區(qū)的實際條件，并且充分考慮輸電線路設(shè)計的方方面面，比如導(dǎo)線選型、桿塔設(shè)計、路徑選擇等，做好充足的施工準(zhǔn)備，并不斷提高輸電線路設(shè)計水平，以實行經(jīng)濟(jì)性、可行性、安全性兼具的輸電線路。

1 220 kV架空輸電線路的簡述

輸電是用變壓器將發(fā)電機發(fā)出的電能升壓后，再經(jīng)斷路器等控制設(shè)備接入輸電線路來實現(xiàn)。按所輸送電能載荷的高低劃分，輸電線路通常有超高壓、高壓和低壓3種，即輸送電能容量越高的線路，其所使用的電壓就越高。220 kV架空輸電線路主要是實現(xiàn)電能的跨流域和地區(qū)調(diào)動分配，以錯開各個地區(qū)的用電高峰，避免某一地區(qū)因持續(xù)用電強度過大而導(dǎo)致線路長時間超負(fù)荷工作，以便增強電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性。

2 220 kV架空輸電線路設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

2.1 220 kV架空輸電線路的導(dǎo)線選型

目前，鋼芯鋁絞線導(dǎo)線在我國應(yīng)用最為廣泛。鋼芯鋁絞線是指內(nèi)部為鋼線而外部為鋁線，2種材質(zhì)絞制而成的一種導(dǎo)線。這種導(dǎo)線的特點是機械強度好，能滿足220 kV電能輸送的要求。但是在實際中，由于導(dǎo)線部分通常需要在電桿上架設(shè)，直接在外部環(huán)境中暴露，需要長期承受來自外部環(huán)境的日照、溫度和惡劣天氣的侵蝕和破壞，加上導(dǎo)線自身揮發(fā)氣體的侵蝕，更為重要的是，其自身質(zhì)量也會隨著時間的推移而發(fā)生相應(yīng)變化，因此對導(dǎo)線進(jìn)行選擇的過程中，不僅需要對電氣性能和導(dǎo)線的機械強度加以考慮，還需要依據(jù)輸電線路四周環(huán)境加以選擇。此外，導(dǎo)線表面嚴(yán)禁出現(xiàn)任何腐蝕斑點和夾雜物，充分保證導(dǎo)線均勻、緊密絞合。導(dǎo)線產(chǎn)品應(yīng)嚴(yán)格按照國家GB/T 1179—2008的要求選擇。

2.2 220 kV架空輸電線路的桿塔設(shè)計

桿塔在輸電線路中起著重要的結(jié)構(gòu)支撐作用，在保證符合電磁場與絕緣安全限制條件的要求下支撐架空輸電線路的地線與導(dǎo)線。桿塔的搭建在整個線路施工中占有非常大的比例，是線路架設(shè)的前提，而桿塔類型不同，其運輸時間與費用、占地面積、施工工期及建設(shè)造價方面都會產(chǎn)生很大的差別，所以，對桿塔的基礎(chǔ)類型加以確定是桿塔設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在桿塔的基礎(chǔ)選型以及施工的過程中，不僅應(yīng)該確保其相關(guān)設(shè)計符合一系列科學(xué)性標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)性要求，還應(yīng)該具體結(jié)合施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況與施工外部環(huán)境情況來予以選擇，并最終計算出工程的整體造價。

2.3 220 kV架空輸電線路的路徑選擇

2.3.1 選線步驟一：按圖索引步驟

輸電線路設(shè)計中的路徑選擇，首先要實事求是對設(shè)計中所有可能的線路沿線進(jìn)行綜合性的分析考察。可預(yù)先在地圖上選擇多種路線方案，且使用的地圖需詳細(xì)、可靠。從起點標(biāo)注到終點落定，其間的中轉(zhuǎn)點塔位是關(guān)鍵。這個關(guān)鍵點有3個方面的因素要考慮：①考慮中轉(zhuǎn)點塔位對沿途相關(guān)設(shè)施的影響，比如各種水利設(shè)施、軍事設(shè)施、重要管道等；②根據(jù)當(dāng)?shù)剡h(yuǎn)景建設(shè)規(guī)劃，兼顧國家政策考慮將來城市、農(nóng)村建設(shè)需要以及自身電力發(fā)展需要；③考慮當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件是否適合電力線路的架設(shè)。在考慮以上3方面的因素的前提下，可設(shè)計多條線路方案以備選擇。將線路方案提交有關(guān)部門以及面對社會廣泛地征集意見，對收集的意見進(jìn)行綜合性和科學(xué)性的處理，最終得出一個完整、經(jīng)濟(jì)的選擇結(jié)果。

2.3.2 選線步驟二：現(xiàn)場選線步驟

線路的大體方向在按圖索引中已經(jīng)確認(rèn)。此外，還需要具體現(xiàn)場定線、定位的落實。由于科學(xué)的進(jìn)步，現(xiàn)行定線、定位工作大多數(shù)已經(jīng)采用GPS測量方式，舊式的經(jīng)緯儀及全站儀很少使用。這給線路的定線、定位工作帶來了極大的便利，提升了其精確度。一些技術(shù)較為先進(jìn)的單位更是結(jié)合衛(wèi)星地圖來快速做好定線定位工作。在現(xiàn)場選線過程中，對位置較為特殊的塔位要進(jìn)行評估判斷，保證塔位的合理性、成立性，對一些較大轉(zhuǎn)角、跨越點、大跨越進(jìn)行物理上的技術(shù)計算，以保證其安全運行；對于超高壓輸電線路，應(yīng)考慮設(shè)置牽引機等設(shè)備的場地要求。

2.4 220 kV架空線路走廊的設(shè)計優(yōu)化

目前，城市的使用空間越來越緊張，導(dǎo)致用地走廊的使用也受到限制。在社會高速發(fā)展的背景下，為了滿足大量的用電需求，在新建高壓架空線路時可運用同塔多回、雙回的架設(shè)方式，在設(shè)計鐵塔類型的過程中可以運用窄基銅管塔或者鋼管桿等設(shè)計方案，以保證城市居民的用電需求。

2.5 220 kV架空輸電線路的防雷設(shè)計

在電力系統(tǒng)施工過程中，防雷設(shè)計具有非常重要的現(xiàn)實意義，在線路設(shè)計中也不例外。針對不同的線路設(shè)計規(guī)劃，應(yīng)該選擇不同的防雷結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。其中，在220 kV架空輸電線路的防雷設(shè)計過程中，應(yīng)加大對風(fēng)雷裝置的應(yīng)用力度，并通過對各類裝置的配合使用，有效提升整個輸電線路的穩(wěn)定性和安全性。在此過程當(dāng)中，為確保避雷線應(yīng)用于220 kV輸電線路過程中的屏蔽效果得以有效加強，要選擇合適的繞機率。如果繞機率不合理，雷電無法繞過避雷線而直接擊中220 kV輸電線路導(dǎo)線。還有一個方面的問題需要重點關(guān)注，即避雷線架設(shè)安裝過程當(dāng)中邊導(dǎo)線位置相對應(yīng)避雷線的保護(hù)角角度也應(yīng)當(dāng)合理控制，具體控制方式如圖1所示。一般情況下，宜將其控制在20°～30°范圍之內(nèi)，且做好避雷線的接地處理。

3 220 kV架空輸電線路設(shè)計的注意事項

3.1 線路走廊寬度的設(shè)計

為減少線路走廊的寬度和占地面積，在進(jìn)行架空輸電線路設(shè)計規(guī)劃時應(yīng)盡可能多地采用多回路設(shè)計方案。對于必須采用單回路設(shè)計的線路區(qū)段，可以通過選擇“干”字塔或者貓頭塔型的桿塔來控制走廊的寬度，以實現(xiàn)線路走廊的最優(yōu)化設(shè)計。

3.2 控制電磁輻射對線路造成的影響

220 kV架空輸電線路在工作中會對外界產(chǎn)生一定程度的電磁輻射，這種電磁輻射可能會引起電場效應(yīng)，從而造成線路安全隱患，也會對周圍電磁信號的接收產(chǎn)生干擾，影響周圍電氣設(shè)備的正常使用。在設(shè)計線路時，應(yīng)該強化對電線線路的電感控制，保持控制桿塔與地面的安全距離，做好電氣絕緣的配合工作，并且應(yīng)安排專人采取相應(yīng)的措施進(jìn)行檢測，將電磁輻射的程度降至安全范圍內(nèi)，防止對人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成傷害的情況發(fā)生。

3.3 對環(huán)境影響進(jìn)行評價

對220 kV架空輸電線路進(jìn)行設(shè)計過程中，需要對輸電線路與原有環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一予以高度重視，不僅需要對周邊區(qū)域的水文環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害等環(huán)境作出合理、客觀的評價，還需要通過文物調(diào)查和防洪影響調(diào)查等一系列措施就輸電線路對環(huán)境中存有的人文景觀、水利工程和地下礦藏等的潛在影響作出事前評價。這種對環(huán)境的深入了解，便于在施工中避開地質(zhì)斷裂帶、陡坡、滑坡、沖溝、塌方等地段，保證220 kV架空輸電線路的施工能夠按照施工設(shè)計圖進(jìn)行。

4 結(jié)束語

總之，220 kV輸電線路對整個電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行起著極為重要的作用。因此，探討220 kV架空輸電線路設(shè)計要點有著相當(dāng)大的價值，是保障電力系統(tǒng)能夠正常運作的根本。在進(jìn)行架空輸電線路設(shè)計時，設(shè)計人員必須要準(zhǔn)確把握輸電線路設(shè)計要點，結(jié)合實際情況，因地制宜地合理優(yōu)化設(shè)計方案。此外，還需注意線路走廊寬度的設(shè)計、電磁輻射對線路的影響以及環(huán)境影響等事項。只有這樣，才能有效地保障輸電線路運行的安全性和穩(wěn)定性，為我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供基本保障。

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〔編輯：劉曉芳〕