高壓架空輸電線路設(shè)計的優(yōu)化

魏祥吉

摘要：近幾年，隨著國民經(jīng)濟的快速增長，對電能的需求也逐漸增大，各地電網(wǎng)建設(shè)迅猛發(fā)展，隨著電壓的等級越來越高，網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)越來越繁瑣，對高壓架空線路設(shè)計的質(zhì)量要求也提出了越來越高的要求。輸電線路是電網(wǎng)的骨架，在城市電網(wǎng)的建設(shè)中，要充分考慮到各個方面的因素，避免出現(xiàn)關(guān)于輸電線路的生態(tài)環(huán)境影響、智能化設(shè)計、在線監(jiān)測等方面的問題。盡量做到能夠合理施工、最大限度的降低工程的成本，并且能夠保證工程的質(zhì)量。因此，設(shè)計人員要不斷地推陳出新，通過合理的設(shè)計方案使得高壓架空輸電線路的設(shè)計能夠符合國情、達到工程技術(shù)性和經(jīng)濟性的平衡點。

關(guān)鍵詞：高壓架空;輸電線路;優(yōu)化措施

一、高壓架空輸電線路設(shè)計的具體要求

（1）輸電線路桿塔。架空輸電線路的主要支撐結(jié)構(gòu)是輸電線路桿塔，它多半為鋼筋混凝土桿塔或者鐵塔，高壓架空輸電線路桿塔根據(jù)自身的特點可分為直線塔、換位塔、終端塔、分體塔等。輸電線路桿塔的設(shè)計最為重要，其設(shè)計包括基礎(chǔ)下壓計算、基礎(chǔ)上拔穩(wěn)定計算，基礎(chǔ)底板承載力等。

（2）輸電線路導(dǎo)地線。高壓架空輸電線路導(dǎo)線一般選用導(dǎo)電性能良好的金屬，導(dǎo)地線最好選用較大的曲率半徑，能夠出現(xiàn)電暈放電的現(xiàn)象;選擇截面能夠使導(dǎo)線保持通流密度;高壓架空輸電線路通常用分裂導(dǎo)線，這樣能夠提高輸送容量。因為架空輸電線路中的感應(yīng)和雷擊過電壓會對導(dǎo)地線產(chǎn)生不利的影響，因此應(yīng)該使用避雷線。

一般情況下，重要的輸電線路需要采用有效的保護措施，例如多增設(shè)避雷線;高壓架空輸電線路設(shè)計時，應(yīng)該注重架空輸電線路的路徑，來抵御輸電導(dǎo)線帶來的不利影響，還有外界的自然條件、線路周圍的氣候環(huán)境等。

（3）絕緣子。高壓架空輸電線路中重要的構(gòu)件是絕緣子，它不僅僅能在荷載和過電壓下支撐導(dǎo)線，還能夠使帶電部分與大地有絕緣效果。通常情況下，如果高壓架空線路的電壓水平較高，那么對其絕緣的要求也會隨之增高。絕緣材料的質(zhì)量情況會對絕緣子的性能有極大的影響。絕緣子分為玻璃絕緣子、有機復(fù)合材料絕緣子和懸式盤型絕緣子等;另外在高壓架空輸電線路設(shè)計中應(yīng)該注意絕緣子的性能問題，它的電氣強度、荷載能力都有可能影響高壓架空輸電線路的設(shè)計。

二、高壓架空輸電線路的設(shè)計優(yōu)化

2.1高壓架空輸電線路對城市的影響

在設(shè)計高壓架空線路的過程中，需要考慮的因素有很多，以下是從高壓架空輸電線路給城市帶來的不利影響來進行優(yōu)化分析的：

2.1.1電磁污染

周圍的電視和廣播信號在高壓架空輸電線路的電磁場強度超過限值的情況下會被干擾，并有電磁輻射的產(chǎn)生。

2.1.2跨步電壓

在高壓接地網(wǎng)中會流過的大量直流和交流電流，行人在電流的入地點周圍電位分布區(qū)行走的話，會在兩腳之間形成電位差，而這種電位差就被稱為跨步電壓。行人在行走時兩腳之間的距離通常為0.8m，當(dāng)跨步電壓大于定值達到40～50V時，就很有可能會被電擊中。更加危險的是，一旦人們因為跨步電壓而摔倒，就會使人的身體接觸到這種電壓，發(fā)生電擊。

2.1.3可聽噪聲

高壓架空輸電線路在設(shè)計時要考慮到噪聲對人們的生活所產(chǎn)生的不便。因為電暈放電的緣故，高壓輸電線會產(chǎn)生頻帶很寬的噪音，尤其是特高壓輸電線路產(chǎn)生的寬頻帶噪聲、無規(guī)則噪聲、100Hz整數(shù)倍的純音，會對人們的身心健康產(chǎn)生嚴重的影響。

2.2優(yōu)化高壓架空輸電線路設(shè)計

2.2.1城市地區(qū)高壓架空線路的設(shè)計標(biāo)準優(yōu)化

在新建的高壓架空輸電線路導(dǎo)線的最低點大于12m的前提下，一旦導(dǎo)線按照逆相序進行排列，那么就會使得地面1.5m處的工頻磁場<0.05mT、工頻電場<2kVm，同時使得離邊相導(dǎo)線的投影20m處的0.5MHz的無線電干擾值<43dB，而國家規(guī)定的限值是2.5kVm，以上數(shù)值都不符合國家規(guī)定。經(jīng)有關(guān)人士研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在城市地區(qū)的高壓架空線路下，一般不會出現(xiàn)工頻電磁場超標(biāo)的現(xiàn)象;但是如果架空線下存在建筑物時，就有可能存在電磁超標(biāo)的問題;而對城市居民居住的房頂和陽臺來說，有可能出現(xiàn)電磁場畸變的現(xiàn)象，這就超過了國家規(guī)定的限值，不符合國家的規(guī)定。鑒于以上調(diào)查結(jié)果，在對城市地區(qū)高壓架空線路進行設(shè)計時，最好要盡量改善高壓架空輸電線路下的建筑物畸變的電磁場，采取優(yōu)化措施，譬如：給桿塔增設(shè)屏蔽線、提高桿塔高度、給建筑物增設(shè)接地線等等。

2.2.2城市地區(qū)高壓架空線路走廊的設(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)展的背景下為了要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鋼管塔或者鋼管桿等設(shè)計方案，以確保城市居民的用電需求。

2.2.3城市地區(qū)高壓架空線路的環(huán)境影響限值優(yōu)化

現(xiàn)如今，在設(shè)計超高壓輸電線路的過程中，對于工頻電磁場的強度限值方面，我國還沒有相關(guān)條文給予明確規(guī)定。但是從輸電線路設(shè)計規(guī)定、我國環(huán)?？偩种贫ǖ沫h(huán)境保護行業(yè)標(biāo)準以及其它國家的相關(guān)規(guī)定來看，目前我國以工頻磁場0.1mT為工頻磁場的限值，以4kVm為居民區(qū)的工頻電場評價標(biāo)準。而對于架空線路的距離邊導(dǎo)線投20m距離處以及噪聲和電磁污染情況，以晴天的測試頻率為0.5Hz為準，無線電干擾值為53dB。但是，目前我國采用的標(biāo)準與國際導(dǎo)則和標(biāo)準相比較還是存在一定的差距，具體表現(xiàn)在電磁污染以及噪聲污染等方面，需要在這些方面做出改進，采取優(yōu)化的措施拉近與國際標(biāo)準的差距。

三、總結(jié)

總之，隨著時代的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為一種趨勢，在其建設(shè)過程中，我們需要考慮其對城市的不利影響，并對高壓架空輸電線路進行優(yōu)化設(shè)計，提高應(yīng)對各種不利天氣的能力，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]周象賢.高壓架空輸電線路短時輸電能力評估方法研究[J].浙江電力，2016（4）：1～5.

[2]馬御棠.地線絕緣化對超高壓線路耐雷性能研究[J].電氣應(yīng)用，2016，35（20）：65～68.

[3]饒衛(wèi)申.北京地區(qū)高壓架空輸電線路污穢分析及預(yù)防處理措施[J].機電信息，2016（30）：19～20.

[4]安晨帆.基于組合賦權(quán)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的500kV交流輸電線路電磁環(huán)境評估方法研究[J].電工電能新技術(shù)，2016，35（3）：62～68.

[5]侯偉.高壓架空輸電線路鋼管桿結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[J].科技傳播，2016，5：113.

（作者單位：國網(wǎng)吉林省電力有限公司四平供電公司）