賀聰

摘 要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)得到了大力發(fā)展，本文主要是對(duì)高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)進(jìn)行了分析，希望能為相關(guān)的工作人員提供一定的參考！

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路；電氣設(shè)計(jì)；路徑；電氣安全；導(dǎo)地線

隨著電網(wǎng)建設(shè)的大力發(fā)展，高壓輸電線路設(shè)計(jì)項(xiàng)目越來越多，高壓輸電線路相對(duì)于電纜輸送電能有成本低，投資少，安裝容易，維護(hù)和檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，在電能輸送方面應(yīng)用相當(dāng)廣泛。設(shè)計(jì)一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的高壓輸電線路，對(duì)輸送電能會(huì)有事半功倍的作用，值得我們高度重視。以下主要是對(duì)高壓輸電線路電氣設(shè)計(jì)幾個(gè)重要的內(nèi)容進(jìn)行了分析。

1、合理的路徑選線

要使輸電線路既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理，必須對(duì)線路情況作全面細(xì)致的調(diào)查研究，在線路起止點(diǎn)間選出一個(gè)全面符合國家建設(shè)各項(xiàng)方針政策的最合理的線路路徑。路徑的選擇應(yīng)在遵守國家有關(guān)法律和法令的基礎(chǔ)上盡可能使線路長度最短，轉(zhuǎn)角少，角度小，特殊跨越少，水文地理?xiàng)l件好，投資少，用料省，施工方便、運(yùn)行方便、安全可靠。

高壓輸電線路的設(shè)計(jì)選線，還應(yīng)盡量少占農(nóng)田，不占高產(chǎn)田，避開樹叢，防止大風(fēng)天氣發(fā)生危險(xiǎn)事故，如果不可避免，應(yīng)當(dāng)將高壓線一定范圍內(nèi)的高大數(shù)目予以清除或修整。選線時(shí)還要選擇土質(zhì)好的路線，避免因自然災(zāi)害或者水土流失造成塔基傾覆。

2、線路的電氣安全

2.1 電氣絕緣

絕緣子是用來支撐和懸掛導(dǎo)線，并使導(dǎo)線與桿塔絕緣的電氣設(shè)備。絕緣子的形式有針式絕緣懸式絕緣子、瓷橫擔(dān)絕緣子等。一般高壓輸電線采用的都是懸式絕緣子，有條件的情況下，可以用瓷橫擔(dān)代替絕緣子。對(duì)于大多數(shù)地區(qū)，為了保證絕緣水平，使用的絕緣子或者瓷橫擔(dān)的單位泄露距離應(yīng)不小于1.6厘米/千伏（額定電壓）。

2.2 防雷保護(hù)

隨著國家電網(wǎng)的擴(kuò)大，雷擊輸電線引起跳閘、停電事故也日漸增多，所以對(duì)輸電線路的防雷也顯得尤為重要。架設(shè)地線是輸電線路防雷最基本、最有效的措施。通過架設(shè)地線、降低桿塔接地電阻、架設(shè)耦合底線和加強(qiáng)線路絕緣與采用不平衡絕緣等方式可以做到高壓輸電線路的防雷。

使用地線防雷的主要作用有：防止雷電直擊導(dǎo)線；雷擊塔頂時(shí)對(duì)雷電流有分流作用，減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位降低；對(duì)導(dǎo)線有耦合作用，降低雷擊塔頂時(shí)塔頭絕緣（絕緣子串和空氣間歇）上的電壓；對(duì)導(dǎo)線有屏蔽作用，降低導(dǎo)線上的感應(yīng)電壓等作用。

2.3 電弧的熄滅

電弧是電氣設(shè)備運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生的一種物理現(xiàn)象，由于其發(fā)光很強(qiáng)和溫度很高，對(duì)人身安全、供電系統(tǒng)和用電傳輸有很大影響。因此，在高壓傳輸線路設(shè)計(jì)時(shí)，有必要引起重視，著重考慮可能長生電弧的情況并且加入必要的滅弧裝置。

3、導(dǎo)地線的選擇

3.1弧垂和應(yīng)力

導(dǎo)線各點(diǎn)所受應(yīng)力的大小和方向，時(shí)沿著導(dǎo)線軸線的切線方向變化的。導(dǎo)線的最低點(diǎn)的應(yīng)力最小，隨著導(dǎo)線高度的增加而變大，在導(dǎo)線懸掛點(diǎn)處的應(yīng)力值最大。架空線輸電線路設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行中最主要的問題之一就是弧垂。導(dǎo)線和地線長度的微小變化，都會(huì)引起弧垂的拉力的很大變化，對(duì)輸送電能有很大影響。導(dǎo)線和地線的弧垂越大，拉力越小，從而使安全系數(shù)變大，導(dǎo)線和地線的震動(dòng)就會(huì)減弱，桿塔的荷載較小，在機(jī)械強(qiáng)度方面的安全改善了。但是，如果片面加大弧垂，為了滿足對(duì)地的距離要求，桿塔的高度就要增加，使線路的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)增高、線路的投資就會(huì)增大，大風(fēng)天氣導(dǎo)致電線隨風(fēng)擺動(dòng)、舞動(dòng)，導(dǎo)線覆冰時(shí)產(chǎn)生的不均勻脫冰引起的導(dǎo)線接近，易造成停電事故。因此，應(yīng)當(dāng)綜合各種電氣和機(jī)械方面的原因，適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)導(dǎo)線、地線的弧垂和應(yīng)力。

另外，由于架空輸電線路導(dǎo)線所處的氣象情況時(shí)刻都在變化著，如風(fēng)，雨，溫度，冰等隨季節(jié)的變化，必將引起導(dǎo)線應(yīng)力和弧垂的變化，因此不同氣象條件下導(dǎo)線的弧垂和應(yīng)力都是不一樣的。因此，必須正確而且熟練地掌握各種情況下導(dǎo)線、地線的弧垂和應(yīng)力的計(jì)算。

3.2 機(jī)械物理特性和荷載

輸電線路使用最多的導(dǎo)線和地線是銅芯鋁線和鋼絞線，個(gè)別的線路也使用過鋁合金線、鋁包鋼線等。在線路上銅芯鋁線應(yīng)用最廣泛。在選擇導(dǎo)線和地線的時(shí)候，從機(jī)械物理特性和荷載方面應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個(gè)方面：彈性系數(shù)、彈性伸長系數(shù)、線性溫度膨脹系數(shù)、抗拉強(qiáng)度。通過這些條件的校驗(yàn)，選擇最合適的導(dǎo)線，保證電能能過穩(wěn)定、安全的輸送。

3.3 截面的選擇

為了使輸送的電能得到更好的利用，減少不必要的電能損失，同時(shí)也是為了保證供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，導(dǎo)線和防雷線的選擇也要滿足一定的條件。通過發(fā)熱條件的計(jì)算、電壓損耗、經(jīng)濟(jì)電流密度、機(jī)械強(qiáng)度的計(jì)算，選擇最合適的導(dǎo)線。

4、線路設(shè)計(jì)的排桿要求

線路排桿方案對(duì)線路的工程總投資有很大影響。設(shè)計(jì)者應(yīng)先用模板曲線在線路平縱斷面圖上排桿，確保導(dǎo)線對(duì)地的電氣安全距離。在初步選定桿型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步比較所排線路桿塔在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的合理性。設(shè)計(jì)者排桿時(shí)應(yīng)注意以下方面：

第一，所選桿型的設(shè)計(jì)條件必須適合桿位所在實(shí)際環(huán)境條件；先排定轉(zhuǎn)角桿型，一般耐張段長應(yīng)控制在2000m以內(nèi)，如有超過2000m的耐張段，在段內(nèi)的適當(dāng)位置排定直線耐張桿；在用模板曲線定位時(shí)發(fā)現(xiàn)原排定直線桿位置吊檔，而此位置又必須布桿，則考慮在此桿位排直線耐張桿；在排直線桿進(jìn)不要局限在原測(cè)定的直線樁位上，可靈活前移，尋找更科學(xué)合理的位置布桿；每個(gè)轉(zhuǎn)角樁一般均應(yīng)排桿，不能輕易跳過或前后左右移動(dòng)，非要移動(dòng)或跳過的，應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)后再確定。轉(zhuǎn)角桿不宜排在相鄰兩側(cè)檔距較大的地方；過水田和耕地的直線桿應(yīng)盡量選用無拉線的桿型。

第二，排桿應(yīng)本著安全節(jié)省和方便施工的原則，注意掌握以下尺度：①能布直線桿的桿位就不要布耐張桿；②能一檔跨過的就不要在中間布桿；③能選用砼桿的就不要選用鐵塔；④能用單桿的就不要用雙桿或三聯(lián)桿；⑤不需要打拉線的地方就不要選用帶拉線桿型；⑥能選用輕型拉線塔的桿位就不要選用重型拉線塔；⑦盡量采用垂直排列的桿型；⑧能用小底盤、小拉盤的桿位就應(yīng)該用小不用大；⑨能不帶卡盤或不澆基礎(chǔ)混凝土的桿位應(yīng)盡量不裝不澆；⑩用低桿的桿位就不要選用高桿；同時(shí)應(yīng)注意，在符合桿塔使用條件下放大檔距，節(jié)約投資。

第三，在較窄的線路走廊布桿，為保證線路邊相對(duì)有足夠的電氣距離，宜選用垂直排列和上字型排列的桿型；在跨越對(duì)地距離較高的低電壓等級(jí)或同電壓等級(jí)的線路時(shí)，應(yīng)選用水平排列的桿型；在碰到樁位距通訊線、電力線、建筑物、公路的距離不夠時(shí)，先按以上原則布桿，然后再到現(xiàn)場(chǎng)決定是否采用電纜。

5 結(jié)語

隨著科技發(fā)展，生產(chǎn)和生活用電量越來越大，電已經(jīng)成為最重要的資源之一，如何保證電力的供應(yīng)對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高都有非常重要的意義。如何做好發(fā)電站與變電站之間電能的輸送顯得尤為重要，同時(shí)也顯現(xiàn)出高壓輸電線路設(shè)計(jì)的重要性。在設(shè)計(jì)和建造的過程中要充分考慮各方面的因素，保證高壓電的安全、穩(wěn)定的輸送。

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（作者單位：中國葛洲壩集團(tuán)電力有限責(zé)任公司武漢設(shè)計(jì)院）