簡(jiǎn)析架空輸電線路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及其優(yōu)化策略

丁冰洋

摘 要：架空輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其承擔(dān)著由電源系統(tǒng)向電能消費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行電能傳輸、轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)和分配的重任，因此必須對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)及優(yōu)化策略進(jìn)行著重分析。本文簡(jiǎn)述了架空輸電線路設(shè)計(jì)的重要性，對(duì)架空輸電線路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)及其優(yōu)化策略進(jìn)行了論述分析。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路設(shè)計(jì)；重要性；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)；優(yōu)化策略

一、架空輸電線路設(shè)計(jì)的重要性

架空輸電線路設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工作，線路設(shè)計(jì)正確與否，不僅決定著線路工程建設(shè)本身的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理性，也對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性起著關(guān)鍵的作用。架空輸電線路設(shè)計(jì)所涉及的專(zhuān)業(yè)知識(shí)面廣，因此從事該項(xiàng)設(shè)計(jì)的人員不僅要掌握本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)知識(shí)，而且還要了解相關(guān)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，熟悉國(guó)家有關(guān)規(guī)程規(guī)范及相關(guān)部門(mén)的特殊要求。此外隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)的不斷進(jìn)步，設(shè)計(jì)人員更要不斷優(yōu)化對(duì)架空輸電線路的設(shè)計(jì)，從而提高電網(wǎng)的可靠性，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

二、架空輸電線路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、輸電線路路徑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。線路路徑設(shè)計(jì)是架空輸電線路設(shè)計(jì)中的基本內(nèi)容，會(huì)直接影響線路的整體質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，應(yīng)盡量節(jié)省工程造價(jià)，并確保線路運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。在架空輸電線路設(shè)計(jì)中，線路路徑設(shè)計(jì)分為圖上選線和現(xiàn)場(chǎng)選線兩個(gè)步驟。在圖上選線時(shí)，設(shè)計(jì)人員需先收集施工地質(zhì)、氣象、通信、水文、林業(yè)和交通等方面的資料，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)在圖紙上標(biāo)出線路的起點(diǎn)、終點(diǎn)和必經(jīng)點(diǎn)，并選擇最合理的設(shè)計(jì)方案；在現(xiàn)場(chǎng)選線時(shí)，設(shè)計(jì)人員要提前徒步考察規(guī)劃線路，需要投入較多的時(shí)間和人力，現(xiàn)場(chǎng)選線時(shí)要以少占、不占林地、農(nóng)田等為原則，為了方便維修和施工，應(yīng)選擇交通方便的路徑。

2、輸電線路桿塔的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。桿塔是架空輸電線路的重要組成部分，其合理與否，直接決定著導(dǎo)線與地面、交叉跨越物之間的距離是否符合規(guī)程要求。目前常用的桿塔有鋼筋混凝土電桿、鐵塔和鋼管桿三種。在線路總投資中，桿塔部分約占40%，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使所選桿塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)械強(qiáng)度高、便于施工安裝和維護(hù)。

3、避雷線的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。避雷線架設(shè)在導(dǎo)線上方，其主要功能是防止導(dǎo)線遭受雷擊。架空線路是否架設(shè)避雷線應(yīng)根據(jù)線路電壓等級(jí)、負(fù)荷性質(zhì)和系統(tǒng)運(yùn)行方式，并結(jié)合當(dāng)?shù)匾延芯€路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、地區(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱、地形地貌特點(diǎn)及土壤電阻率高低等因素來(lái)決定。避雷線要求機(jī)械強(qiáng)度高，耐振、耐腐蝕，并具有良好的導(dǎo)電性和足夠的熱穩(wěn)定性。

4、輸電線路導(dǎo)線的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。架空輸電線路的主體是導(dǎo)線，其擔(dān)負(fù)著傳輸電能的作用。導(dǎo)線架設(shè)在桿塔上，在陽(yáng)光、風(fēng)、雨、冰雪、雷電和大氣溫度變化等自然條件和重力作用下運(yùn)行，同時(shí)還會(huì)受到周?chē)髿猸h(huán)境所含化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。因此，架空輸電線路的導(dǎo)線應(yīng)滿足如下要求：（1）具有良好的導(dǎo)電性能；（2）必須具有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度，要能承受機(jī)械力的作用；（3）架空導(dǎo)線在大氣環(huán)境中運(yùn)行，應(yīng)能承受大氣環(huán)境中有侵蝕性物質(zhì)的作用，具有一定的抗氧化、抗腐蝕能力；（4）價(jià)格低廉、質(zhì)量較輕。

5、輸電線路絕緣子的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。架空線路的絕緣子是用來(lái)支持導(dǎo)線并使之與桿塔間絕緣的，它由絕緣部件與金屬部件膠裝在一起而構(gòu)成。絕緣材料有電瓷、鋼化玻璃、塑料、環(huán)氧樹(shù)脂及合成材料等，目前使用最廣泛的是電瓷。絕緣子應(yīng)具有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)化學(xué)雜質(zhì)的侵蝕具有足夠的抵抗能力，并適應(yīng)周?chē)髿鈼l件的變化，如溫度、濕度變化的影響。

三、架空輸電線路的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

架空輸電線路設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1）架空輸電線路設(shè)計(jì)應(yīng)注意線路相位的對(duì)應(yīng)。尤其是T接線路，一定要調(diào)查清楚原線路起止端的相位情況及線路中是否有相位改變的情況；另外是不同的用電系統(tǒng)相連接時(shí)一定要注意相位的變化。（2）線路導(dǎo)線排列方式改變的地方，如水平變垂直排列，三角變垂直排列等，必須要校驗(yàn)線間距離是否滿足絕緣配合的要求。一旦發(fā)生電氣距離不夠的問(wèn)題，解決起來(lái)將十分困難。（3）加強(qiáng)初步設(shè)計(jì)的野外踏勘工作。設(shè)計(jì)人員一定要親臨現(xiàn)場(chǎng)， 對(duì)輸電線路沿線地質(zhì)、地貌、水文等情況詳細(xì)勘測(cè)，即看即記，不能過(guò)后補(bǔ)記。（4）“T”接的輸電線路，需設(shè)計(jì)出該“T”接點(diǎn)采用的桿型，并應(yīng)具體說(shuō)明連接布置方法。（5）嚴(yán)格執(zhí)行先勘察、后設(shè)計(jì)、再施工的原則，嚴(yán)禁違反基建程序，邊勘察、邊設(shè)計(jì)、邊施工的“三邊”工程。

四、架空輸電線路的優(yōu)化策略

1、輸電線路路徑的優(yōu)化。在架空輸電線路的工程建設(shè)中，線路路徑選擇是重要環(huán)節(jié)之一，它與整個(gè)電網(wǎng)的安全、可靠和穩(wěn)定有著直接的聯(lián)系。對(duì)于地形復(fù)雜的地區(qū)來(lái)說(shuō)，線路兩端的變電站廊道會(huì)變得十分緊張，另外選擇的路徑要盡量避開(kāi)廠礦企業(yè)、規(guī)劃區(qū)以及地質(zhì)較差的地帶。因此，在路徑選擇上要充分考慮與公路、鐵路以及電力線等的交叉跨越點(diǎn)；盡量減小線路路徑，選擇交通運(yùn)輸條件好，便于施工運(yùn)行的路徑；制定好線路路徑后要上報(bào)給有關(guān)部門(mén)審核；施工過(guò)程中要注意測(cè)量的準(zhǔn)確，與實(shí)際的地理情況相結(jié)合，減少曲折路徑。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)地形圖進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的分析，切實(shí)保證方案的可行。

2、輸電線路的智能化設(shè)計(jì)。當(dāng)下，智能電網(wǎng)的概念逐漸普及，它集先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)于一身，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)行的安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)等。智能電網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)在于：具有較強(qiáng)的自愈能力，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、可靠性高等。進(jìn)行輸電線路的智能化設(shè)計(jì)是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)施遠(yuǎn)距離大容量輸電過(guò)程中，需要不斷增強(qiáng)輸電線路防范故障以及抵御災(zāi)害的能力；為此，建設(shè)相應(yīng)的線路防災(zāi)保障信息共享技術(shù)平臺(tái)十分必要，該技術(shù)平臺(tái)能夠監(jiān)測(cè)到具有較大破壞力的自然災(zāi)害信息并進(jìn)行相應(yīng)的分析和預(yù)報(bào)，提高輸電線路的綜合防災(zāi)能力。經(jīng)過(guò)電力工作人員多年的不懈努力，當(dāng)下已經(jīng)發(fā)明出一種新型的高級(jí)輸電線路安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，集成有全天候監(jiān)測(cè)傳輸導(dǎo)線、絕緣子以及覆冰情況的相關(guān)機(jī)制；通過(guò)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測(cè)裝置還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制。同時(shí)，先進(jìn)的傳感器亦被應(yīng)用于該系統(tǒng)中，如：紅外、光纖、電流以及濕度等傳感器，大大提高了線路監(jiān)測(cè)水平。

3、遠(yuǎn)程無(wú)線通信方式。在架空輸電線路運(yùn)行過(guò)程中，所采用的傳感器能夠獲取相應(yīng)的監(jiān)測(cè)信號(hào)，這些信號(hào)通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，被輸送至監(jiān)控中心；另外，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程設(shè)備的無(wú)人化巡視。這樣，運(yùn)行人員能夠完全控制電力專(zhuān)網(wǎng)，對(duì)輸電線路的運(yùn)行狀況進(jìn)行隨時(shí)掌握。當(dāng)下使用較多的遠(yuǎn)程無(wú)線通信方式是分組無(wú)線業(yè)務(wù)方式，它與因特網(wǎng)相連，共同構(gòu)成了中心計(jì)算機(jī)到多個(gè)用戶(hù)點(diǎn)的組網(wǎng)方式。GPRS技術(shù)也被運(yùn)用其中，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)資源的高效利用，具有較快的傳輸速度、網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積廣等優(yōu)點(diǎn)，在輸電線路的故障定位監(jiān)測(cè)中較為實(shí)用。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，架空輸電線路工程涉及電氣、力學(xué)、機(jī)械等許多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，工程建設(shè)中還會(huì)牽涉到許多行業(yè)和部門(mén)。架空輸電線路設(shè)計(jì)及其優(yōu)化策略對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行和電力行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

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