解析電力高壓輸電線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

陳帥帥

山東齊星鐵塔有限公司 山東濱州 256200

1 高壓輸電線路的主要特點(diǎn)

①安全可靠。高壓輸電線路輸送容量巨大，主要以電源點(diǎn)以及負(fù)荷中心能源作為依托，在電網(wǎng)中占據(jù)重要地位[1]。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)切實(shí)強(qiáng)化輸電的安全性，避免各類(lèi)突發(fā)事件發(fā)生。②線路結(jié)構(gòu)參數(shù)較高。對(duì)高壓輸電線路而言，其內(nèi)部絕緣子串長(zhǎng)、片數(shù)多、噸位大，塔桿相對(duì)較高，一旦發(fā)生倒塌事故，修復(fù)工作量相對(duì)較大，對(duì)線路備用品的使用要求也相對(duì)較為嚴(yán)格。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)做好區(qū)域內(nèi)地形以及交通的考察，優(yōu)化線路以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保高壓輸電線路的穩(wěn)定性。③線路運(yùn)行參數(shù)較高。高壓輸電線路中，在額定電壓較高的情況下，帶電體的周邊電場(chǎng)強(qiáng)度也相對(duì)較高。④路線長(zhǎng)。高壓輸電線路通常路線較長(zhǎng)，在途經(jīng)地區(qū)較多的情況下，地理環(huán)境相對(duì)較為復(fù)雜，還會(huì)涉及一些穿山越嶺的區(qū)域，受交通因素影響嚴(yán)重，一旦需要維修，工作量十分巨大。因此，工作人員應(yīng)將交通因素納入整體設(shè)計(jì)中，在條件允許的情況下，盡可能選擇相對(duì)開(kāi)闊的地區(qū)，以免在后續(xù)維修工作開(kāi)展中出現(xiàn)困難。

2 高壓輸電線路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 桿塔設(shè)計(jì)

在高壓輸電線設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，桿塔設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是開(kāi)展桿塔選型以及桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。目前，桿塔主要用于架設(shè)輸電線路，依照結(jié)構(gòu)材料差異有木桿塔、鋼桿塔、鋁合金桿塔和鋼筋混凝土桿塔幾種類(lèi)型；依照結(jié)構(gòu)形式劃分，有自立塔和拉線塔兩種類(lèi)型；依照使用功能劃分有成立塔、大跨越高塔、直線塔和換位塔之分。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)高壓輸電線的實(shí)際架設(shè)需求合理選定桿塔類(lèi)型。同時(shí)，在這一環(huán)節(jié)還應(yīng)該對(duì)桿塔的塔頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)選擇。比如，在平緩地帶使用羊字型塔頭的桿塔，在地形地質(zhì)條件較為復(fù)雜地區(qū)使用干字型塔頭的桿塔等。開(kāi)展桿塔選型工作時(shí)，相關(guān)工作人員需要從實(shí)際出發(fā)，基于全面的施工勘查與成本計(jì)算選定性價(jià)比最高的桿塔型號(hào)。在桿塔基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員需要以下兩方面加以重視：一方面，是澆筑與基礎(chǔ)開(kāi)挖。在此環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)施工區(qū)域的地質(zhì)地形條件進(jìn)行實(shí)地勘察，而后選定適宜的開(kāi)挖方式，為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ)。而且，在澆筑桿塔基礎(chǔ)時(shí)，可選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并以砂石為澆筑原材料。另一方面，是排水與回填。桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，排水與回填工作至關(guān)重要。為了保證基坑內(nèi)不積水，坑壁不下滑崩塌，就必須做好排水和回填工作。此時(shí)，應(yīng)合理開(kāi)挖排水槽，并從夯實(shí)土層的角度出發(fā)開(kāi)展回填密度計(jì)算和回填土方數(shù)量計(jì)算，以確保回填工作具備有效性。

2.2 導(dǎo)線設(shè)計(jì)

在高壓輸電線路設(shè)計(jì)工作中，導(dǎo)線設(shè)計(jì)是極為重要的一環(huán)，導(dǎo)線設(shè)計(jì)合理性將會(huì)直接影響輸電線路設(shè)計(jì)合理性。因此，為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，相關(guān)工作人員在開(kāi)展導(dǎo)線設(shè)計(jì)前應(yīng)該做好準(zhǔn)備工作。比如，開(kāi)展全面性信息收集與整合，制定設(shè)計(jì)表格，明確導(dǎo)線設(shè)計(jì)要求等。做好準(zhǔn)備工作后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該以保障設(shè)計(jì)方案可行性為基礎(chǔ)開(kāi)展工程設(shè)計(jì)。在此環(huán)節(jié)，需要分別開(kāi)展導(dǎo)線的放線設(shè)計(jì)和連線設(shè)計(jì)。在放線設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，保障導(dǎo)線質(zhì)量不受損是第一要?jiǎng)?wù)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意導(dǎo)線放線階段是否存在分股或線路損壞，以免對(duì)導(dǎo)線使用造成干擾。在連線設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員需要重點(diǎn)關(guān)注導(dǎo)線連線方式的科學(xué)性。比如，合理連接架空導(dǎo)線和壓接式耐張線夾。

2.3 連接設(shè)計(jì)

采用高壓電纜進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)，需要保證電纜與電力系統(tǒng)科學(xué)連接。針對(duì)進(jìn)線段，可在變電站出線間隔進(jìn)行電纜敷設(shè)，利用架空先連接。如果將線路看成是系統(tǒng)一部分，兩端均可以采用架空線路。此外，也可以在變電所內(nèi)利用高壓電纜完成全部線路連接。連接位置還應(yīng)加強(qiáng)絕緣配合，可以利用避雷器降低雷電波幅值，也可以在進(jìn)線保護(hù)段實(shí)現(xiàn)高幅值入侵波輸入，利用沖擊電暈或波阻對(duì)電流幅值進(jìn)行抑制。安裝避雷器，應(yīng)加強(qiáng)進(jìn)線段架空線路設(shè)計(jì)。變電所采用組合電器GIS，在連接位置達(dá)到66kV以上的情況下完成2km避雷線架設(shè)。在敞開(kāi)式變電所中，連接位置達(dá)到35kV以上，避雷線應(yīng)至少達(dá)到1km。對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行改擴(kuò)建，應(yīng)注意科學(xué)架設(shè)避雷線，以免系統(tǒng)受到影響。采用抑制電流幅值的方法，可以在進(jìn)線段將10-220kV電纜線路與架空線連接，保證避雷效果。針對(duì)35kV以上進(jìn)線段，電纜長(zhǎng)不超50m需要完成兩個(gè)避雷器安裝。具體來(lái)講，就是在電纜一端與架空線路連接的過(guò)程中，如果長(zhǎng)度不超過(guò)沖擊特性長(zhǎng)，需要在線路兩端分別設(shè)置避雷器。

2.4 接地設(shè)計(jì)

在線路接地設(shè)計(jì)上，電纜接地可以使用三芯電纜，按照三角形方式進(jìn)行布設(shè)，保證三相電流對(duì)稱(chēng)，確保金屬外皮不會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流。類(lèi)似于變壓器繞組，在交流電流從電纜通過(guò)時(shí)，周?chē)帕€與金屬護(hù)套將發(fā)生鉸接，導(dǎo)致感應(yīng)電壓產(chǎn)生。對(duì)護(hù)套進(jìn)行兩點(diǎn)接地，將會(huì)與導(dǎo)線構(gòu)成回路，促使環(huán)形電流產(chǎn)生。在線路正常運(yùn)行的過(guò)程中，護(hù)套上將產(chǎn)生與芯線相同的電流級(jí)數(shù)，加快絕緣層老化，造成線路載流量降低。因此在護(hù)套接地上，只能一端直接接地，另一端利用限制器接地。所有線路使用電纜，需要加強(qiáng)終端接地。一端與架空線路連接，可以采取上述接地方式，兩端連接架空線路還要在容易遭雷擊位置完成保護(hù)套接地點(diǎn)設(shè)置。在線路擁有較長(zhǎng)路徑的情況下，將會(huì)產(chǎn)生大線芯電流，護(hù)套一端擁有較高感應(yīng)電壓。利用接頭對(duì)金屬護(hù)套與絕緣層進(jìn)行分割，然后劃分為三個(gè)均等段落后可以與相鄰護(hù)套連接。三相導(dǎo)體各段將被連續(xù)回路包圍，達(dá)到有效接地的目標(biāo)[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

就高壓輸電線路設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，其在高壓輸電線路結(jié)構(gòu)中的作用是非常巨大的，在針對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，往往會(huì)遇到諸多的問(wèn)題，如果不能加以有效的解決，勢(shì)必會(huì)在整個(gè)線路中埋下安全隱患，所以設(shè)計(jì)工作人員務(wù)必要對(duì)高壓輸電線路設(shè)計(jì)工作加以重視，從各個(gè)環(huán)節(jié)入手來(lái)加以全面的管控，針對(duì)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行綜合分析研究，并針對(duì)性的提出解決的方法，這樣才能從根本上對(duì)高壓輸電電路的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性加以保證，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)穩(wěn)定和諧發(fā)展。