關于高壓輸電線路電氣設計的研究及探索

詹益

摘 要：在社會電力需求不斷增加的背景下，電力輸送的安全性、穩定性要求開始變得越來越高，而高壓輸電線路電氣設計作為保證電力輸送安全穩定的關鍵因素，也隨之受到了更多的重視。基于此，本文對高壓輸電線路電氣設計的具體內容進行了研究分析，同時提出了一些高壓輸電線路電氣設計需要注意的問題，以期能夠對高壓輸電工作的發展有所促進。

關鍵詞：高壓;輸電;線路;電氣設計

與常規的低壓輸電線路相比，高壓輸電線路不僅輸送容量更大、結構參數更高，同時還具有著線路長、額定電壓高的特點，一旦在運行過程中出現損壞故障或安全事故，其修復難度往往非常之高，對于區域內居民、企業的生生活也會造成極大影響，而要想盡可能避免高壓輸電線路的損壞故障與安全事故，則需要從高壓輸電線路的電氣設計入手，制定出符合實際輸電需求的合理設計方案。

1.高壓輸電線路電氣設計內容

1.1可行性分析

高壓輸電線路電氣設計對于區域內電力輸送乃至經濟發展都有著非常大的影響，為保證設計的合理性，通常都需要在設計初期對當地電力輸送需求、氣候環境、地形特征等各方面數據進行調查，同時綜合各項數據展開可行性分析，以確定最為合理的高壓輸電線路電氣設計規劃。例如從安全性的角度來看，如高壓輸電線路必須經過大范圍空曠區域，通常應在該區域設置合適的防雷裝置;而從經濟性的角度來看，則需要以滿足區域內電力輸送需求為前提，對建設規模、設備選用進行嚴格控制，盡可能降低高壓輸電線路的建設成本。

1.2初步設計

在確定具有充分可行性與合理性的高壓輸電線路電氣初始設計規劃后，還要進一步展開初步設計工作，根據實際環境情況、初期草圖及各方面限制性因素，對具體的設計思路進行完善，并對不同設計方案進行篩選、改進融合，以得到最為合適的初始設計方案。例如為避免周邊環境因素對輸電線路導線的輸電性能造成影響，應根據前期勘察數據進行導線電場的計算，并從各區域中選出環境條件最佳、線路導電性能受影響最小的區域作為高壓輸電線路工程的建設。而對于輸電線路運行過程中必然會出現的振動應力，則需要結合線路規格、環境條件等因素來對線路運行階段的導線振動情況進行預估，之后再根據導線振動程度采取一些針對性的防振措施，以免使輸電線路出現故障。

1.3確定施工圖紙

確定高壓輸電線路的初始設計方案后，還要根據區域內高壓輸電線路的整體思路，對各方面設計細節加以完善，并確定最終的施工圖紙，從而為具體施工提供明確指導。一般來說，高壓輸電線路的施工圖紙可分為機電安裝圖、路徑平面圖、基礎施工圖、塔桿斷面圖等，為了在施工過程中實現對成本的有效控制，還要根據各施工圖紙中設計要求制定施工預算書，圖紙及施工預算書中的各項設計細節都需要作出明確、具體的描述。例如在避雷針安裝圖紙中，就應明確避雷針的方向、角度（通常與高壓導線垂直），對于避雷針與高壓導線間的距離，也同樣需要提出明確要求，這樣才能夠實現防雷效果的最大化，避免高壓導線因雷擊出現損傷。

2.高壓輸電線路電氣設計需要注意的問題

2.1抗冰性能問題

在高壓輸電線路的運行過程中，如果空氣濕度相對較高，短期內溫度變化較大，那么輸電線路上方就很可能會因水汽凝結而出現覆冰現象（如圖1），并導致塔桿破壞、線路絕緣子冰閃等問題，使正常電力輸送受到巨大影響。因此從設計角度來看，高壓輸電線路的電氣設計還需充分考慮到線路抗冰性能問題，根據區域內實際氣候條件來采取相應的輸電線路抗冰設計方法。例如對一般性的線路覆冰問題，可在設計階段將常規塔桿、導線更換為耐張塔、重型機械強度導線，以消除普通線路覆冰問題的影響，而對于比較嚴重的線路覆冰問題，則需要在設計高壓輸電線路的同時，將覆冰預警系統建立起來，在設計方案中增設各類傳感器，以實現對導線張力、塔桿穩定性等方面實時的綜合監測，并在覆冰問題超出預警線后由系統自動發出警報，以提醒電力人員及時進行處理。

2.2路徑設計問題

由于高壓輸電線路的覆蓋范圍較大、路徑較長，一旦線路路徑設計不合理，無論是建設成本還是線路建設施工的工程量，都會隨之大大增加，因此在進行高壓輸電線路設計時，還需充分考慮到線路路徑設計問題，同時以減少線路轉角次數少、縮短路線長度、降低曲折系數為核心原則，對高壓輸電線路的路徑進行合理設計與優化，以降低線路工程建設成本，縮短工程施工周期。當然，對于高壓輸電線路的路徑設計還需充分考慮到實際環境情況，而不可盲目為了縮短路線長度、減少轉角次數而忽視各區域的實際環境條件。例如在市區內，輸電線路應盡量避開繁華街區，以免因高空拋物等因素而使線路受損，而在偏遠地區，則需要盡量避開林地，以免因高大樹木的樹枝生長而使線路遭到破壞。

結束語：

總而言之，高壓輸電線路的電氣設計雖然相對復雜，各方面設計要求也比較高，但只要能夠把握好可行性分析、初始設計、施工圖紙設計等各個階段的設計內容要點，同時在設計過程中注意到線路覆冰、高壓輸電線路路徑設計等方面的問題，并采取針對性的設計方法及應對措施，其設計合理性仍然是能夠得到保證的。

參考文獻：

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