220kv 架空輸電線工程技術設計

張召 保定吉達電力設計有限公司

一、輸電線基礎設施——桿塔的選擇思路

我國疆土面積遼闊，各地氣候顯著不同，因此在設計桿塔的第一步就是要考慮相應的氣候選擇合理的桿塔。在潮濕的南方需要考慮耐腐蝕的構成材料，在北方還要在耐腐蝕的基礎上考慮冰雪帶來的負載問題。同時，由于輸電線產生的磁場問題，我們更要科學合理地設計桿塔的位置以及與絕緣線的協調性，保證工程技術的安全性。同時由于工程造價巨大，成本問題也是需要考慮的第一要務。因此，要在工程初始階段有一個成本大致預算，結合不同的地點，以及各地方政府具體規定來建造桿塔。而且在建造的時候還要綜合設計方案的可靠性，材料在運輸過程中的折損以及運送費用，整體工程需要占用多少的實際面積，以及初步的施工竣工時間，還有人力資源的使用等。要做到科學合理，清晰高效，既保障工程質量，又可以在控制成本的基礎上超額完成任務。

二、南北通道一“線”牽——導線的工程設計

導線的選擇，要充分結合材料的抗拉強度，斷面收縮率以及斷后伸長率等金屬學因素。還要在保證正常工程質量的基礎上盡量降低工程成本，為國家節約資源。同時材料還要考慮其對環境的影響，以及后期更換的簡易性，同時更要確保整體材質的工程質量。眾所周知，一個工程所需要的導線數量往往十分巨大，導線需要將數以萬計的電流合理安全的運輸到全國各地，同時還要長時間保持高壓狀態持續工作。而且南北地域差異明顯，地區氣候各不相同，近年來南方多有極端天氣現象產生，狂風暴雨多有發生，北方雨雪災害、山洪等頻發。因此，需要考慮導線的綜合性能，例如：承載重量的能力、硬度、強度、材料的耐腐蝕性能以及導線電流的流通性是否良好，還有材料的焊接性能是否優秀等。同時還要兼顧成本和使用性能。在我國常見的導線材料有鋼芯鋁絞線、鋁絞線、銅質絞線、鋼絞線和絕緣導線五種。他們各有其優缺點。銅質導線的導電性能優異但其強度硬度需要提高。鋁制導線的重量占據優勢，但其導電性能以及成本造價成本過高。鋼絞線的質量較好但其質量和耐腐蝕性能較差，絕緣導線只在特殊情況下使用而且工程成本巨大，平時很少使用，因此鋼芯鋁絞線成為了首選材料，既有鋁元素保護可以很好地適應各種氣候環境，耐腐蝕性能優異，又因為鋼的加入，保證了整體的強度硬度，同時也兼顧了成本和材料的可取性。而且該種材料有良好的導電性，尤其是面對大電流排放時表現優異，非常符合輸電線的需求，廣泛應用于我國各種輸電工程的建設。

三、縱橫南北更需“線路”清晰——論排兵布“線”的藝術

一條完整的線路設計是工程能否成功的關鍵因素。要充分考慮在布線時的地域差異、成本控制以及布線的精準度。同時由于受到地球自轉以及地球磁場和電流磁場的雙重因素，合理的設計布線尤為重要。在布線過程中要充分保障施工人員的安全性，同時還要考慮后期維護的便捷性，還要考慮自然因素。在布線經過人類居住地的時候，布線的高度、長度以及穩定性都要充分考慮。在工程實施之前，要到實地去仔細考察，要充分準備，設計出最優路線，不能浪費國家資源。同時布線的精準度將會直接影響整個工程的穩定性和可靠性。要結合實際，反復測量，優中選優，嚴把品控，將安全生產技術帶到千家萬戶。

四、飽經風雨更需預防雷電——論抗衡極端因素的能力

架空運輸線又稱為國民生命線，需要考慮如下幾個因素，首先的就是氣候因素。我們國家南北天氣各有不同，北方大多四季分明，冬天有降雪產生，南方多是陰雨連綿，潮濕寒冷，還有的地區例如新疆西藏等，早晚溫差明顯，而四川等地更是四季高溫，因此運輸線在實際應用中應該充分考慮不同情況。在降雨較多地區要涂上一層保護層，以保障其耐腐蝕性能。在北方降雪氣候，要將輸電線在出廠前進行相應的熱處理，以保障其強度硬度，在溫差較大的地區更要添加相應的合金元素，以降低材料應力，保障其良好的塑性，在高溫地區更應該增加輸電線的耐熱性。其次，由于其特定的作用以及構造，雷雨天氣往往是輸電線的“大考”，在雷雨季節，由于其高度以及空間性，高空輸電線經常受到雷電的“照顧”，稍有不慎就會因此火災后果不堪設想，同時由于其輸電的特殊性，一旦在雷雨天出現電源裸露或者泄電，將會對百姓安全以及周邊動植物生存構成巨大威脅。因此在設計輸電線的時候一定要考慮雷電因素，通常在工程設計初期，都會加入地線，保障輸電線的安全穩定，但單純靠底線支撐不能保證絕對安全，因此往往還會加入相應的避雷措施，以充分保障其在雷雨極端天氣的穩定性。

五、細節決定成敗——工程設計的其他因素

一個完整高質量優秀的工程設計，應該在充分保障性能的基礎上兼顧成本和環境因素，以及磁場對地區的影響。通常在設計時候盡量讓整體工程以最小的占地面積以及寬度完成最大的任務，同時更要考慮，由于磁場因素對電線的影響，以及對周圍環境的影響，要合理設計各桿塔之間的距離高度以及絕緣性，更要考慮后期保養的便捷性。而這里，最重要的注意事項就要數環境。隨著我國時代的進步，科技的進步，現在人們越來越重視我們人類對棲息環境的影響。要充分考慮特殊地區的環境因素，在水資源豐富的地區，要充分保障工程施工時的灰塵問題，絕對不能以破壞水資源為代價來進行生產建設。路線設計時候要充分考慮可能出現的極端環境，例如山洪多發區、地震多發區和泥石流多發區就要合理的避開，不能一味追求速度而放松警惕。政府部門在設計的時候更應該多去實地進行相應的研究，將理論充分結合實際以達到最優目的。

綜上所述，輸電線是我國國民生產生活的生命線，要在保障其使用功能基礎上，充分考慮其對環境的影響，同時還要保障其對各種各樣極端天氣的適應性，要在保證質量的前提下，合理降低成本，科學控制工程造價以及空間結構設計。在“一帶一路”偉大倡議的影響下，我國的高壓輸電線技術將會愈加完善迎接新的發展機遇。