分析高壓輸變電線路的設(shè)計(jì)與維護(hù)重點(diǎn)

摘 要：高壓輸變電線路設(shè)計(jì)與維護(hù)是指電力企業(yè)在滿足經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)與社會(huì)生活的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電線路的優(yōu)化與升級(jí)。通過這種方式，不僅能從根本上提升我國(guó)電力企業(yè)的管理水平，解決其在發(fā)展過程中面臨的諸多難題，還能實(shí)現(xiàn)我國(guó)電力機(jī)構(gòu)的優(yōu)化與升級(jí)，促進(jìn)電力企業(yè)的健康發(fā)展。對(duì)高壓輸變電線路的設(shè)計(jì)、維護(hù)進(jìn)行分析與探討，能夠進(jìn)一步提升我國(guó)電力市場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境，保障我國(guó)的能源安全，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高壓；輸變電線路；設(shè)計(jì)與維護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.147

1 設(shè)計(jì)和維護(hù)的原則

高壓輸變電線路是電能傳輸、分配的綠色通道，貫穿于發(fā)輸變配電的各個(gè)環(huán)節(jié)，在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)電壓變換和系統(tǒng)安全方面起著“承上啟下”的關(guān)鍵性作用。高壓輸變電線路的設(shè)計(jì)和維護(hù)應(yīng)遵循科學(xué)性和實(shí)用性原則。

首先，高壓輸變電線路設(shè)計(jì)和維護(hù)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)科學(xué)性原則。設(shè)計(jì)的科學(xué)性要具有統(tǒng)籌性、綜合性、人與自然和諧的特點(diǎn)，統(tǒng)籌線路主體結(jié)構(gòu)的可靠性與生產(chǎn)維護(hù)的便利性，綜合考慮電力系統(tǒng)的近期目標(biāo)和遠(yuǎn)景規(guī)劃，達(dá)到輸電線路沿線與自然生態(tài)的和諧統(tǒng)一。

其次，高壓輸變電線路設(shè)計(jì)與維護(hù)必須遵循實(shí)用性原則。實(shí)用性原則即是對(duì)高壓輸變電線路的設(shè)計(jì)和維護(hù)進(jìn)行優(yōu)化，既降低設(shè)計(jì)與維護(hù)方面的資金投入，又提升項(xiàng)目開發(fā)的品質(zhì)，提質(zhì)增效。

2 高壓輸變電線路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)

2.1 規(guī)劃路徑及定位

隨著全球定位系統(tǒng)、信息影像技術(shù)、遙感技術(shù)等現(xiàn)代測(cè)量、勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展，高壓輸變電線路路徑規(guī)劃和定位有了更加科學(xué)合理的手段。從設(shè)計(jì)角度看，設(shè)計(jì)人員在全球?qū)Ш较到y(tǒng)的支持下，借助BAESYSTEM技術(shù)，能夠?qū)σ?guī)劃路徑周圍地理、地貌、氣候條件、生態(tài)環(huán)境等自然條件有一個(gè)細(xì)致全面的認(rèn)識(shí)，可提高勘測(cè)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃路徑最優(yōu)。從工程建設(shè)角度看，高壓輸變電線路具有建設(shè)難度大、地理環(huán)境復(fù)雜、建設(shè)周期長(zhǎng)、危險(xiǎn)性高等特點(diǎn)?？茖W(xué)合理的路徑規(guī)劃，可顯著縮短輸變電線路長(zhǎng)度、有效降低工程建設(shè)的難度，減少不良地理環(huán)境對(duì)工程建設(shè)的影響，大大提升電網(wǎng)線路敷設(shè)效率。

2.2 桿塔的科學(xué)設(shè)計(jì)

國(guó)內(nèi)高壓輸變電線路建設(shè)一直在路上，且發(fā)展迅速。有文獻(xiàn)指出，輸變電桿塔占據(jù)了30%線路建設(shè)成本，因此，高壓輸變電桿塔的設(shè)計(jì)不僅影響輸變電建設(shè)的效率和質(zhì)量，而且對(duì)輸電線路工程造價(jià)及后期運(yùn)行維護(hù)等產(chǎn)生較大影響。因此，設(shè)計(jì)人員要重視高壓輸變電線路的設(shè)計(jì)。只有實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓輸變電桿塔的科學(xué)設(shè)計(jì)，才能夠最大限度地提升高壓電力建設(shè)工程的開發(fā)效率，促進(jìn)建設(shè)工程質(zhì)量的提高，有效降低資金投入，提高工程投資品質(zhì)。架空線路使用的鐵塔有直線塔、轉(zhuǎn)角塔、終端塔、換位塔等特種功能塔。輸變線路設(shè)計(jì)時(shí)，桿塔搭配需要重點(diǎn)研究，桿塔的搭配要根據(jù)線路節(jié)點(diǎn)、地理環(huán)境和電力傳輸要求確定。因此，在桿塔設(shè)計(jì)的過程中，采用極限設(shè)計(jì)法，將桿塔設(shè)計(jì)與所處的周邊環(huán)境及電力線路的實(shí)際需求結(jié)合起來，進(jìn)行綜合考量，在設(shè)計(jì)之初，確定電桿塔的極限值，對(duì)載荷系數(shù)、材料強(qiáng)度及工作條件等因素綜合考慮，如此設(shè)計(jì)出來的桿塔才能適應(yīng)任何工況，確保桿塔的運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，提升電網(wǎng)可靠性，促進(jìn)我國(guó)高壓電網(wǎng)的健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源體系的多元化，保證我國(guó)能源安全。

2.3 導(dǎo)線材料的選擇

架空導(dǎo)線是電力傳輸?shù)闹苯虞d體，輸變電導(dǎo)線材料直接決定了電力損耗、電力傳輸效率、架空線路的質(zhì)量。選擇合適的導(dǎo)線材料，對(duì)電力傳輸?shù)陌踩院涂煽啃云饹Q定性作用。導(dǎo)線材料的選擇主要考慮以下問題：電流密度、電暈、耐用性以及外界影響因素進(jìn)行探討，例如：氣候條件及電磁干擾等對(duì)導(dǎo)線性能的影響。工程實(shí)踐證明，在1000米及以下海拔假設(shè)輸變電線路，推薦使用鋁絞線，電暈對(duì)電力傳輸質(zhì)量的影響可不計(jì)。目前，銅線或符合金屬導(dǎo)線是我國(guó)主要導(dǎo)線材料。鋁導(dǎo)線具有質(zhì)輕電阻小的特點(diǎn)，電力損耗小，輸電效率高。標(biāo)準(zhǔn)指出，導(dǎo)線與地線的設(shè)計(jì)時(shí)安全系數(shù)要大于2.5。值得注意的是，導(dǎo)線安全系數(shù)通常低于地線，從安全角度考慮，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)輸電線懸掛點(diǎn)的張力進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性。地線材料應(yīng)該選用鍍鋅鋼絞線和復(fù)合型絞線。選擇導(dǎo)線材料時(shí)，應(yīng)該提出絕緣防護(hù)的要求，以保證電力傳輸?shù)陌踩煽俊?/p>

3 高壓輸變電線路維護(hù)的重點(diǎn)

高壓輸變電線路為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了源源不斷的清潔能源，我國(guó)目前已建成多條大容量、超距離傳輸?shù)妮斪冸娋€路，長(zhǎng)期的在線工作會(huì)出現(xiàn)一些故障，例如：風(fēng)偏、線震、污閃等，嚴(yán)重影響電力傳輸質(zhì)量和電網(wǎng)安全。因此，加強(qiáng)高壓輸變電線路的維護(hù)成為電力企業(yè)的緊要任務(wù)。

3.1 質(zhì)量的維護(hù)

通常高壓輸變電線路暴露于自然環(huán)境中，地理環(huán)境復(fù)雜，線路沿途氣候多樣。針對(duì)不同環(huán)境條件下采用不同的維護(hù)方式對(duì)提升整個(gè)線路的工作可靠性和穩(wěn)定性意義重大。高壓輸變電線路質(zhì)量的維護(hù)分為以下幾個(gè)方面：（1）地下水位較深地段的維護(hù)。地下水侵入桿內(nèi)易造成桿塔侵蝕，因此要做好防水措施。常規(guī)做法是對(duì)桿頂或桿低進(jìn)行封堵密封，防止地下水或雨污侵入腐蝕。（2）冰凍期的維護(hù)。冰凍期來臨之前，維護(hù)人員及時(shí)對(duì)線桿進(jìn)行檢查，對(duì)出現(xiàn)積水的電桿積極采取排水措施。通常在電桿根部距地面10-20CM開小孔排水，若出現(xiàn)土壤封凍層較厚，可以用鐵管引水的方法解決。（3）塔桿質(zhì)量維護(hù)。桿塔進(jìn)場(chǎng)或立桿之前要仔細(xì)檢查桿塔質(zhì)量，存在質(zhì)量缺陷，必須在立桿前對(duì)質(zhì)量缺陷進(jìn)行修復(fù)；桿塔組立過程中需小心操作，避免暴力作業(yè)導(dǎo)致的桿塔的損壞。

3.2 桿塔的維護(hù)

輸電線路桿塔是架空線路的支撐系統(tǒng)，其安全可靠工作是保證高壓輸變電架空線路系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的保證。近年來電力輸送壓力的陡增為桿塔的維護(hù)帶來了一定難度，表現(xiàn)在惡劣工況與周邊復(fù)雜地理、氣候環(huán)境的難度；塔架更高、塔基占地面更廣、立塔環(huán)境險(xiǎn)惡；新設(shè)備投運(yùn)、輸電可靠性要求更高與運(yùn)維難度更大的矛盾。因此，需要從多個(gè)方面入手，搞好桿塔線路的維護(hù)。首先，應(yīng)加強(qiáng)制度建設(shè)、制度管理、制度執(zhí)行。桿塔的維護(hù)必須遵守電力行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，做好巡檢和反事故措施工作。線路運(yùn)行維護(hù)要落實(shí)設(shè)備缺陷管理制度，做到發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷及時(shí)記錄、及時(shí)上報(bào)，分類處理、盡快解決。做好計(jì)劃管理制度，提前做好運(yùn)維年度、季度、月度計(jì)劃，并做好準(zhǔn)備工作。運(yùn)行部門應(yīng)做好線路運(yùn)行故障分析統(tǒng)計(jì)工作，掌握故障機(jī)理、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高專業(yè)管理水平。其次，搞好線路管理，改進(jìn)運(yùn)維措施。2008年的冰凍災(zāi)害對(duì)輸變電線路的損害仍然記憶猶新。自然災(zāi)害面前，我們應(yīng)該加強(qiáng)與氣象、水利、自然資源等有關(guān)部門的專業(yè)合作，建立自然災(zāi)害預(yù)警機(jī)制，做到自然災(zāi)害可預(yù)測(cè)、有預(yù)警、能防范、最大限度降低自然災(zāi)害對(duì)輸變電線路設(shè)施的破壞。加強(qiáng)電力設(shè)施保護(hù)宣傳工作，防止外力破壞。

3.3 絕緣的維護(hù)

高壓輸變電線路的維護(hù)屬于高壓帶電作業(yè)，危險(xiǎn)性較大，因此必須按照高壓帶電作業(yè)要求，提前檢查絕緣工具是否完好、質(zhì)量是否滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，要求所有的工作人員持證上崗，嚴(yán)格按照高壓電工作業(yè)要求按步驟進(jìn)行作業(yè)，核對(duì)線路名稱和標(biāo)號(hào)，確認(rèn)無誤方可掛地線。輸變電線路絕緣的維護(hù)重點(diǎn)做好以下幾個(gè)方面：（1）實(shí)施維修作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員與帶電體之間的距離在安全邊界以外，并且具有安全可靠的防護(hù)措施，例如同桿近距離作業(yè)或交叉穿越等存在防護(hù)困難的作業(yè)時(shí)，應(yīng)主動(dòng)采取停電措施，防止出現(xiàn)誤碰觸電造成人員財(cái)物損害。（2）實(shí)施接地操作時(shí)，作業(yè)班組按照安全操作規(guī)程將線路的名稱、標(biāo)號(hào)核實(shí)無誤，拉閘已停方可掛地線，防止誤登帶電線路桿塔設(shè)備接地線，同時(shí)做好安全防護(hù)措施。（3）帶電維護(hù)作業(yè)前，檢查作業(yè)工具絕緣是否合格，質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，作業(yè)人員是否熟悉操作規(guī)程。作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照安全操作規(guī)定進(jìn)行各種作業(yè)。（4）設(shè)置專責(zé)監(jiān)護(hù)崗位，安排專責(zé)監(jiān)護(hù)人員積極協(xié)助作業(yè)人員，保證安全監(jiān)督的行之有效。

3.4 科學(xué)的運(yùn)維體系

科學(xué)的運(yùn)維體系對(duì)保證輸變電線路的運(yùn)行的質(zhì)量和水平意義重大。從能源供應(yīng)角度看，其不僅能夠提升電力事故的處理效率，保障電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行而且降低電力事故對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失和破壞，構(gòu)建一個(gè)更為環(huán)保高效的能源供應(yīng)體系。

隨著無人機(jī)、智能巡航機(jī)器人等高科技裝備的發(fā)展為高壓輸變電線路提供了更加便利安全的的運(yùn)維方式和手段。借助先進(jìn)的儀器設(shè)備，工作人員能夠盡早發(fā)現(xiàn)輸變電線路中存在的問題，并及時(shí)處理題。先進(jìn)的設(shè)備帶來的不僅是工作效率的提升，更多的是帶來運(yùn)維方式和體系的變化。電壓等級(jí)的提高，必然導(dǎo)致輸變電線路的復(fù)雜，鐵塔越來越高，越來越大，建立科學(xué)的運(yùn)維體系更加緊迫且必然。

4 總結(jié)

高壓輸變電線路在我國(guó)電力運(yùn)行中具有非常重要的意義。且隨著技術(shù)水平的提高其設(shè)計(jì)與維護(hù)要求也不斷提升，本文分析高壓輸變電線路設(shè)計(jì)與維護(hù)的重點(diǎn)，就輸變電線路與維護(hù)提出了幾點(diǎn)建議。高壓輸變電線路的運(yùn)行和維護(hù)屬于危險(xiǎn)性較大工程，需要設(shè)計(jì)人員、作業(yè)人員與運(yùn)行維護(hù)人員多方共同的努力，以期能夠提高電路運(yùn)行質(zhì)量、保證輸電以及作業(yè)安全。

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作者簡(jiǎn)介：關(guān)云萍（1986-），女，滿族，黑龍江哈爾濱人，本科，工程技術(shù)人員，研究方向：輸電線路工程設(shè)計(jì)。