淺談高壓架空輸電線路設計的優化方法

摘 要：隨著社會經濟的進步和科學技術水平的提高，對建設高壓架空輸電線路有著越來越高的要求，隨著高壓架空輸電線路的增多，也顯現出其設計上的問題。近年來，國家電網建設在不斷發展，輸電線路不斷地增多，在很多地方，線路問題成為了電網建設的主要因素。因此文章結合具體實踐經驗，分析高壓架空輸電線路設計中應該注意的問題及其影響，并提出一些相應的優化措施。

關鍵詞：高壓架空；輸電線路；優化措施

我國國民經濟迅速發展，百姓對于電能的需求量也日益增大。電壓等級越高，網架的結構就越復雜繁瑣，因此對高壓架空輸電線路設計的要求也比較高，尤其是線路設計質量問題。輸電線路是電網的骨架，在城市電網的健身中尤為重要，要嚴格考慮到每個方面，避免出現一些問題，比如監測方面。在高壓架空輸電線路中應做到合理施工，降低工程的成本，保證質量。所以在輸電線路設計中要推陳出新。

1 高壓架空輸電線路設計的具體要求

一般情況下，高壓架空輸電線路分為架空線路、電纜線路兩種。就現在情況而言，常常采用架空線路來輸電。架空線路通常使用無絕緣性的裸導線，通過絕緣子來送電，所以可以這么認為，是輸電線路桿塔、輸電線路導地線、絕緣子三者構成架空輸電線路。

（1）輸電線路桿塔。架空輸電線路的主要支撐結構是輸電線路桿塔，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。輸電線路桿塔的設計最為重要，其設計包括基礎下壓計算、基礎上拔穩定計算，基礎底板承載力等。

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

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

（3）絕緣子。高壓架空輸電線路中重要的構件是絕緣子，它不僅僅能在荷載和過電壓下支撐導線，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計中應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計。

2 高壓架空輸電線路設計的優化措施

高壓架空線路設計占地面積廣，加上電壓過高可能會出現電暈現象和電場效應。尤其是最近兩年，由于城市空間的擁擠導致高壓變電站向市區靠近，因此更應該注重高壓架空輸電線路設計的優化措施。

2.1 高壓架空輸電線路對城市的影響

高壓架空輸電線路設計中要考慮很多因素，應該從高壓架空輸電線路對城市造成的影響來分析：（1）電磁污染。如果電視和廣播信號的電磁場強度超過一定的限制，會產生電磁輻射現象，對人造成或大或小的危害。（2）跨步電壓。高壓接地網中有直流、交流電流。當行人在電位分布區走動的話，在兩腳間形成的電位是跨步電壓。行人行走時兩腳間的距離一般為0.8M，如果跨步電壓達到40～50V，極有可能會遭到電擊。如果行人摔倒會更加的危險。（3）可聽噪聲。高壓架空線路設計時應當考慮到噪聲的不便，如果電暈放電，會產生很大的噪聲，尤其是特高壓輸電線路產生的寬頻帶噪音會給行人造成嚴重的損傷。

2.2 高壓架空輸電線路設計的優化措施

2.2.1 城市地區的高壓架空線路設計的標準化優化

如果新建的高壓架空輸電線路導線的最低點大于12M時，導線呈逆相序排列；此時地面1.5M地方的工頻磁場小于0.05mT、低頻電場小于2KVM，投影20M處的0.5MHz的無線電干擾值小于43DB，但是國家規定的限量值為2.5KVM，因此這些數值均不符合規定。經調查研究，城市地區的高壓架空輸電線路工頻電磁通常不會超標，但如果存在建筑物，就有電磁超標的情況。在城市居民的陽臺和屋頂上，電磁場有可能會出現畸變的問題。如果有此類現象發生，就超過國家規定的限值，因此不符合國家的規定。根據上述調查，在高壓架空輸電線路設計時，應該改善高壓架空輸電線路下畸變的電磁場，對其進行優化。

2.2.2 對城市地區的高壓架空輸電線路走廊的設計進行優化

城市的使用空間緊張，進而導致限制用地走廊的使用情況，隨著經濟社會的快速發展，用電需求不斷地增高，因此在高壓架空線路中可以使用多種架設方式，如同塔多回雙回。為了確保城市居民的用電需求，在設計鐵塔類型時采用多種設計方案。

2.2.3 城市地區高壓架空輸電線路的壞境影響優化

關于工頻電磁場的強度限值，并沒有給予明確規定，尤其是在設計超高壓架空輸電線路中。我國目前采用的標準和國際標準有差距，主要表現在電磁污染、噪聲污染等方面，因此需要做出些許的改進，采取壞境限值優化措施來減少與國際標準化的差距。

2.2.4 高壓架空線路的智能化

電網的重要組成部分就是輸電網，隨著經濟的發展和科學技術不斷提升，輸電網也越來越智能化。為了順應發展潮流，應當樹立輸電線路的防災意識和建立安全信息共享平臺。如果春夏季節臺風頻繁，通常會發生輸電線路斷電、斷線現象，和桿塔倒塌等危害事故。如果在運用先進的技術，進行智能化的操作，將情況及時傳達到信號監控中心，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生幾率，還能提高其智能化水平。

3 結束語

智能電網的建設日益增多，再加上高壓架空輸電線路的不斷增設，因此對其設計研究也進一步增強。如今，我國的計算機網絡技術、信息化技術等不斷的發展，同時智能電網也日益強大起來，但有利亦有弊，因為大規模的電網建立，會有各種不同的問題接踵而來。如果想要保障電網安全穩定地運行下去，就要對高壓架空輸電線路設計進行優化，增加電網系統的自愈項，從而提高其應對地震，冰雪災害等自然災害的保護能力，有效地保障電網的安全運行。

因此設計人員要學會創新，吸收好的方法，通過合理有效的設計方案，使高壓架空輸電線路設計更加符合中國國情，適應經濟發展潮流，達到技術和經濟的互平衡。

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