電力設計中高壓輸變電線路的設計與維護

江西恒泰電力勘測設計有限公司 詹 優

1 引言

在電力行業中高壓輸變電線路建設較為重要，主要承擔著電能配置、輸送的作用。在實際建設過程中，如果輸變電線路設計不合理，維護管理工作不到位，會影響電網運行的整體穩定性以及安全性，甚至威脅人身安全以及日常生活生產，因此需加強設計和維護工作，確保其科學性、合理性，降低安全事故發生風險。本文總結了電力設計中高壓輸變電線路的設計以及維護要點，便于為高壓輸變電線路建設提供一定參考依據。

2 高壓輸變電線路的特點

我國國土遼闊，且人口聚集存在一定地域性特點，通常需要進行遠距離電力傳輸，為降低電力在輸送中的損耗，需要提高電壓并進行相應的變壓處理，加上受周圍環境以及天氣變化的影響，容易導致相關安全事故。

2.1 危險性高

在輸送電能時，輸變電線路的電流以及電壓數值比較高，容易引起相關安全事故發生，存在明顯的危險性。在線路設計和施工時，要充分考慮安全性因素，重視高壓輸變電線路的維護工作，盡可能減少事故發生風險。

2.2 周圍環境特殊

建設高壓輸變電線路，主要是為了滿足遠距離輸電需求，因此線路通常需要架設在各種地形區域，尤其是比較危險或者特殊的地區。由于現場施工環境比較復雜，加大了線路設計難度，同時對施工技術、設備以及材料等也提出了更高的要求。

2.3 易受外界影響

在電力設計過程中，通常會跨越不同區域，而各個地區之間的環境也有明顯區別，惡劣的環境會嚴重影響線路安全。基于此，設計人員需充分考慮自然環境的影響，提前制定防治措施。

3 高壓輸變電線路設計和維護的基本原則

在整個電網中，高壓輸變電線路主要進行電能分配、輸送的工作，其設計和維護工作直接影響了電網系統的穩定性以及安全性。在具體實踐中，應嚴格遵循基本原則，盡可能提高線路運行質量。

3.1 科學性原則

高壓輸變電線路在實際建設過程中，需結合各種影響因素考慮，兼顧統籌性以及綜合性，消除不利影響因素，同時保證后續維護工作的便利性，在與自然和諧相處的情況下，科學進行高壓輸變電線路設計，便于系統能夠穩定安全運行。

3.2 實用性原則

為盡可能減少設計和后續維護成本，需堅持實用性原則，在保證項目整體質量的前提下，減少不必要的成本支出，從而增強其實際使用效果，充分發揮設計和維護的作用，為線路穩定運行奠定基礎。

4 電力設計中高壓輸變電線路的設計要點

對于高壓輸變電線路，做好科學的設計工作，是保證工程建設質量以及安全性的基礎，也有利于控制能量運輸損耗。要結合工程實際情況優化設計，便于充分發揮高壓輸變電線路的作用，持續、穩定提供電力供應。

表1 某高壓輸變電線路工程概況

4.1 輸變電線路的合理規劃

隨著科學技術的快速發展，高壓輸變電線路設計的方法和手段也迎來了重大改革，尤其是勘測技術、信息影像技術等。在進行線路規劃以及定位時，需充分利用先進技術，確保整體規劃以及具體定位的合理性[1]。作為設計人員，需掌握全導航系統、定位技術等核心要點，充分了解施工現場的自然環境、地質地貌等，并進行深入分析，確保相關勘測數據的準確性以及合理性，不斷優化規劃線路。在實際建設過程中，部分地區環境復雜，輸變電線路建設存在一定危險，且難度較大、施工周期長，需結合具體情況，優化路徑規劃，盡可能減少線路跨越長度，從而降低施工人員的工作量以及作業難度，在一定程度上提高項目效益。此外，可有效減少周圍環境對項目建設造成的不利影響，有利于縮短施工周期，提高項目整體建設效率。

4.2 桿塔的科學設計

目前，我國高壓輸變電線路建設邁入快速發展階段，在整體建設成本中，桿塔占總成本三成左右，做好合理的桿塔設計，不僅有利于保證整體施工質量和效率，同時也能夠科學控制工程造價成本，便于后續維護工作的順利進行。在實際建設過程中，需對該部分設計工作予以重視，強化分析、探討，不斷優化設計方案。就目前電網建設狀況而言，控制桿塔設計質量，才能夠有效提高項目整體質量和建設效率，減少不必要的成本投入，是工程品質提升的重要環節[2]。

一般情況下，通常選擇轉角塔、直線塔等，類型多樣，需根據現場實際情況以及使用需求，進行合理搭配。實際設計過程中，應結合地質環境、電力傳輸需要、線路節點等,考慮可選擇極限法進行。首先明確桿塔極限值，綜合作業條件、材料強度以及荷載情況等分析，科學優化節點補強、主材合理開斷以及尺寸重量等，確保滿足不同工況下的使用需求，從根本上保證輸變電線路建設的穩定性[3]。

4.3 導線材料的科學選擇

在電力傳輸作業過程中，架空導線是主要載體，需重視導線材料的選擇，否則可能會對電力損耗、傳輸效率等造成不利影響，同時也可能會損害架空線路質量。進行項目設計時，應選擇滿足實際需求的材料，全面把控工程建設的可控性。同時，應充分考慮耐用性、電流密度等參數，并結合外界影響分析，如氣候、電磁等干擾[4]?；诖罅繉嵺`表明，如果施工現場的海拔不足1km，可以選擇鋁絞線架設線路，此材料性能良好，可以滿足基本使用需求，電力傳輸質量不容易受到影響。目前，銅線、復合金屬線是常用的線路材料，由于其安全系數并不高，設計時應重點注意安全問題，尤其是懸掛點張力計算等，盡可能保證設計的科學性以及合理性。與此同時，應做好絕緣防護處理，避免發生導線相關安全事故，提高電力傳輸的整體穩定性。

4.4 運輸方式的設計

在物料、裝備運輸方面，要結合實際地形、工程需求考慮，如果地形條件比較復雜，如處于山地、丘陵等高差較大的位置，運輸存在一定困難，應合理進行拓展、壓實、填平等道路改造施工，改善運輸道路狀況，同時根據道路情況，及時配備相應的施工裝備，確保其處于正常的功能狀態。在具體運輸規劃時，應基于原有道路情況，開展進場路的擴建，采用炮車、牽引車等二次轉運，確保物料供應的及時性以及持續性。如果坡度超過35°，可以選擇鏈式車輛運輸物料。對于部分較遠的塔位，尤其是地形復雜、運輸困難的位置，后續可以選擇索道運輸，便于有效減輕人力運輸的壓力。

5 電力設計中高壓輸變電線路的維護措施

為確保電能傳輸的質量和安全性，及時開展維護工作非常重要。輸變電線路通常具有長距離運輸、大容量等特點，運行時容易受到外界環境因素影響，發生線震、風偏等現象，從而影響電力傳輸安全以及質量，因此需加強線路運行維護工作。

5.1 線路維護

由于線路需要在自然環境中長期暴露，且部分地區環境比較復雜，氣候多變，容易對電力系統運行造成不利影響。在運行維護過程中，需結合環境的不同特點，選擇相應的維護方式，從而有效提高線路運行的安全性以及穩定性。

一方面重視地下水位較深部分的維護，否則地下水滲入，可能會損壞材料耐用性，導致安全事故發生，如倒塌、偏斜等。因此，必須做好防水處理，目前主要選擇封堵桿頂等方式，遠離地下水或者雨水侵蝕[5]。另一方面，如果處于冰凍時期，應提前做好準備工作，全面檢查線路運行情況，確保排水效率和效果，減少線路破壞、桿塔腐蝕的情況發生。在實際過程中，可以在桿塔的合適位置開設小孔，便于內部積水及時排出，一旦外界環境溫度過低，甚至出現土壤明顯封凍，可以選擇鐵管引水的方式，及時排除安全隱患。

5.2 桿塔維護

對于整個架空線路而言，桿塔是非常關鍵的支撐系統，為保證輸變電線路運行的穩定性以及經濟性，盡可能提高桿塔的安全性是關鍵所在。由于電力輸送壓力的不斷增加，桿塔的維護工作量和難度也有所增加，尤其是工況惡劣和復雜的情況下，或者是在塔基占地面積大，且桿塔比較高的情況下。

由于桿塔維護比較復雜，且對技術具有較高要求，需構建和完善相關標準和制度，強化日常巡檢工作，盡可能預防事故發生。同時，嚴格落實設備缺陷管理等相關制度，如果出現異常情況，如實記錄、上報，并根據現有處理流程，做好故障處理工作。此外，還應制定計劃管理制度，提前設定定期維護目標，并做好準備工作，運維人員還應及時統計故障發生情況，并結合數據展開深入分析，總結故障發生原因以及相關處理經驗，從而不斷提高管理水平。

如果發生冰凍災害，會嚴重破壞輸變電線路的正常運行，因此需加強部門之間的溝通交流，尤其是氣象、水利等部門，共同協作，構建相應的預警機制，及時預測可能會出現的自然災害，并制定有效防范措施，盡可能減少天氣或氣候變化對桿塔的影響。

在正式投入使用前，需全面檢查桿塔的質量，如果發現質量問題或者缺陷，應及時進行修復，如果短時間內無法修復，應使用質量合格的材料進行更換。在進行桿塔組立操作時，應小心謹慎，杜絕暴力作業，以免人為因素導致桿塔受損。

5.3 絕緣維護

在進行維護作業時，通常線路也帶有電壓，具有一定危險性，因此需嚴格按照相關要求進行操作，確保絕緣工具狀態良好，并且符合質量標準要求。維護工作人員應保證資質齊全，嚴格遵循標準作業流程，如掛地線操作時，應先認真核對線路名稱、標號等，確認無誤后再行操作。

維護人員應嚴格落實防護措施，保持一定安全距離。在桿塔近距離作業前，應主動進行斷電操作，防止誤碰觸電的情況發生，降低安全事故發生風險，否則會造成一定的經濟損失，甚至還會造成人員傷亡。在接地操作過程中，也應嚴格遵循安全操作規程，核查具體的線路標號，而后進行拉閘斷電，實現安全防護，防止觸碰相關帶電設備。如果需要進行帶電作業，應提前檢查工具質量、絕緣情況，確保情況符合相關標準，以免造成安全事故，同時應重視人員培訓，確保施工人員全面掌握線路維護技術要點，熟知相關操作規程以及制度，按規定進行作業。此外，可設置專門的監護崗位，在專業人員的指導和監護下，協助施工人員完成維護工作，進一步提高作業安全性。

5.4 構建系統性運維體系

為確保輸變電線路高質量運行，建設和完善運維體系非常必要，同時也是工作開展的基礎所在。確保運維體系的合理性，不僅能夠在一定程度上改善事故處理效果和效率，保證其電力系統穩定運行，同時也能夠避免安全事故發生，防止出現大面積停電等情況，從而維持高效能源供應，有效減少經濟損失。與此同時，積極引入智能機器人等先進設備和技術，減少運維工作的失誤和疏漏，提高整體工作效率。作為工作人員，需定期進行學習、培訓，全面掌握相關先進技術和設備使用，便于及時發現系統運行問題，并予以可靠的解決方案，實現維護工作的不斷優化。

6 結語

高壓輸變電線路通常建設距離較遠，由于長期運行，可能會出現線震、風偏等現象，對電網系統運行安全造成嚴重威脅。因此，需做好高壓輸變電線路設計以及維護工作，不斷優化整體建設質量，從而更好地進行能源輸送。設計人員要遵循科學性、實用性的基本原則，充分考慮自然環境、地質條件等因素，確保變電線路設計的科學性，同時在作業人員、維護人員等多方協作下，及時排除安全隱患，確保電路的穩定、安全運行。