高壓架空輸電線路設(shè)計的優(yōu)化分析

喬健

摘要：輸電線路是整個電力系統(tǒng)構(gòu)成的重要一環(huán)，是溝通供電與用電的樞紐，起著輸送分配電能的作用。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，其復(fù)雜程度和密集程度越來越高，隨之而來的就是不同線路之間產(chǎn)生干擾的概率逐漸增加。為了有效避免不同輸電線路之間的相互影響，就要對架空輸電線路的實際情況進行科學(xué)合理的分析，進而設(shè)計出符合實際要求的架空輸電線路，確保整個架空輸電線路能夠進行平穩(wěn)的運行，為電用戶提供充足的電能供應(yīng)。

關(guān)鍵詞：高壓架空輸電線路;設(shè)計;優(yōu)化

1高壓架空輸電線路對城市的不利影響

1.1電磁污染

通常，當(dāng)高壓架空輸電線路的電磁場強度超過其最大限度值時，就會對周圍的電視和廣播信號產(chǎn)生干擾，同時還會產(chǎn)生電磁輻射。

1.2可聽噪聲

在對高壓架空輸電線路進行設(shè)計時，相關(guān)工作人員要考慮到其所帶來的噪聲是否會給附近的居民造成不便的影響。高壓輸電線產(chǎn)生的噪音頻帶比較寬，這是由于電暈放電的原因。一般來說，特高壓輸電線路產(chǎn)生的寬頻帶噪聲、無規(guī)則噪聲都會給人們的身心健康帶來危害。

1.3跨步電壓

大量的直流、交流電流高壓會流過接地網(wǎng)，當(dāng)行人行走于電位分布區(qū)的入地點周圍時，在其兩腳間會產(chǎn)生電位差，這種電位差即為跨步電壓。通常來說，正常行走的路人的兩腳間距為0.8m，而當(dāng)其跨步電壓達到40-50V時，行人有很大的可能性被電擊。情況更嚴(yán)重的是，如果此時路人由于跨步電壓的緣故而摔倒在地，路人的身體就會接觸到這種跨步電壓而受到電擊。

2架空輸電線路設(shè)計要點分析

2.1輸電線路桿塔

高壓架空輸電線路桿塔多為角鋼塔和鋼管桿，是架空輸電線路的主要支撐結(jié)構(gòu)，高壓架空輸電線路桿塔根據(jù)需求不同又分為直線塔、轉(zhuǎn)角塔、終端塔、換位塔、分支塔、輕重冰區(qū)分界塔、大跨越塔等。桿塔的搭建在整個線路施工中占有非常大的比重，是線路架設(shè)的前提，而桿塔類型的不同，其運輸時間與費用、占地面積、運行安裝、施工工期及建設(shè)造價方面都會產(chǎn)生很大的區(qū)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)，在對桿塔的基礎(chǔ)選型以及施工的過程中，其相關(guān)設(shè)計不僅應(yīng)該符合一系列的科學(xué)性標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)性要求，還應(yīng)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。沒有特殊要求的話，架空輸電線路宜采用在技術(shù)上已經(jīng)成熟的塔型，如果必須使用新型塔型，或依據(jù)設(shè)計需要對某種塔型予以改造，則需要反復(fù)進行校驗，確保該塔型滿足荷載要求后再投入使用。

2.2輸電線路導(dǎo)線

架空線路的導(dǎo)線通常是選用導(dǎo)電性能良好的金屬，為了防止出現(xiàn)電暈放電的現(xiàn)象，導(dǎo)線最好要有較大的曲率半徑，為了使導(dǎo)線保持合適的通流密度，需要根據(jù)工程輸送容量的需要來選擇截面。高壓架空輸電線路多采用分裂導(dǎo)線來提高輸送容量，為防止架空輸電線路的感應(yīng)過電壓和雷擊過電壓帶來的傷害，多在輸電線路導(dǎo)線的上方采用避雷線，對于重要的輸電線路，通常設(shè)置兩根防雷線且增大地線架保護角。在設(shè)計架空輸電線路時，應(yīng)考慮到線路沿線的氣候環(huán)境、自然條件、雷閃、雨淋、結(jié)冰等的影響。

2.3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連接導(dǎo)線，還能夠使帶電部分與大地有絕緣效果。通常情況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。在進行絕緣子的設(shè)計選型過程中，必須根據(jù)線路所經(jīng)區(qū)域的環(huán)境污穢等級，充分的考慮絕緣材料的抗腐蝕性能、機械載荷能力等參數(shù)，選擇滿足設(shè)計條件的絕緣子。

3優(yōu)化高壓架空輸電線路設(shè)計的措施

3.1優(yōu)化線路路徑設(shè)計

設(shè)計人員在設(shè)計輸電線路時，應(yīng)盡量降低工程造價，并確保線路運行的可靠性和穩(wěn)定性。在架空輸電線路設(shè)計中，線路路徑設(shè)計分為圖上選線和現(xiàn)場選線兩個步驟。在圖上選線中，設(shè)計人員需先收集施工地地質(zhì)、氣象、通信、林業(yè)和交通等方面的資料，在此基礎(chǔ)上根據(jù)以往的經(jīng)驗在輸電線路圖紙中標(biāo)出線路的起點、終點和必經(jīng)點，并選擇最合理的設(shè)計方案;在現(xiàn)場選線中，設(shè)計人員要提前徒步考察線路，需要投入較多的時間和人力，現(xiàn)場線路選線要以少占、不占森林、農(nóng)田和果園等為原則，為了方便維修和施工，應(yīng)選擇交通方便的路徑。

3.2智能在線監(jiān)測系統(tǒng)

電網(wǎng)的重要組成部分就是輸電網(wǎng)，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)不斷提升，輸電網(wǎng)也越來越智能化。為了順應(yīng)發(fā)展潮流，應(yīng)當(dāng)樹立輸電線路的防災(zāi)意識和建立安全信息共享平臺。如果春夏季節(jié)雷雨頻繁，通常會發(fā)生輸電線路短路、絕緣子掉串現(xiàn)象和桿塔倒塌等危害事故。如果在運用先進的技術(shù)，進行智能化的操作，將情況及時傳達到信號監(jiān)控中心，有利于及時采取措施去解決此類問題。對其智能化不但能降低線路故障的發(fā)生概率，還能提高其恢復(fù)水平。

3.3城市地區(qū)高壓架空線路的環(huán)境影響限值優(yōu)化

目前我國以工頻磁場0.1mT為工頻磁場的限值，以4kV/m為居民區(qū)的工頻電場評價標(biāo)準(zhǔn)。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(zhǔn)，無線電干擾值為53dB。但是，目前我國采用的標(biāo)準(zhǔn)與國際導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)的差距。

3.4加裝絕緣子并聯(lián)間隙

并聯(lián)間隙雷電沖擊50%放電電壓和工頻放電電壓與線路絕緣水平相配合，以保證雷電過電壓下先于絕緣子放電，而工頻及操作過電壓下不放電。一般線路絕緣子并聯(lián)間隙目前用于兩方面：作為“疏導(dǎo)型”防雷措施，用于保護絕緣子免遭雷擊閃絡(luò)損壞，降低線路雷擊事件率，提高重合閘成功率。同時減少故障查找和巡檢運維工作量，降低勞動強度;用于同塔多回線路相間或回路間形成不平衡絕緣配置，防治雷擊多回同跳現(xiàn)象。

4結(jié)語

我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展，人們對于電能的需求量也日益增大。電壓等級越高，網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜繁瑣，因此對高壓架空輸電線路設(shè)計的要求也比較高，尤其是線路設(shè)計質(zhì)量問題。輸電線路是電網(wǎng)的骨架，在城市電網(wǎng)的健身中尤為重要，要嚴(yán)格考慮到每個方面，避免出現(xiàn)一些問題?？傊?，設(shè)計人員要學(xué)會創(chuàng)新，吸收好的方法，通過合理有效的設(shè)計方案，使高壓架空輸電線路設(shè)計更加符合中國國情，適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展潮流，達到技術(shù)和經(jīng)濟的互平衡。

參考文獻

[1]姚松林.淺談高壓架空輸電線路設(shè)計的優(yōu)化方法[J].工程技術(shù)：文摘版，2016，（7）.

[2]賴明亮.高壓架空輸電線路鋼管桿結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[J].工程技術(shù)：全文版，2016，（7）.

[3]成亮.淺談高壓架空輸電線路設(shè)計的優(yōu)化措施[J].建筑·建材·裝飾，2015，（8）.

[4]鄭棟.淺談高壓架空輸電線路設(shè)計的優(yōu)化措施[J].百科論壇電子雜志，2019，（18）.