張澤翼

摘要：隨著電力建設(shè)的加快，使得架空輸電線路開始向山區(qū)發(fā)展，對設(shè)計人員來講有著一定難度。本文針對山區(qū)110kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)劃問題進(jìn)行研究，從山區(qū)地形地貌特點、地質(zhì)條件出發(fā)，優(yōu)化設(shè)計輸電線路，將新型設(shè)計理念體現(xiàn)在線路設(shè)計中，以便提高整體線路設(shè)計和運行質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：山區(qū);110kV;架空輸電線路設(shè)計規(guī)劃

前言：架空輸電線路是山區(qū)電網(wǎng)送電線路中的主要構(gòu)成部分，長期以來，山區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)存在設(shè)備落后、框架簡單、線損較大的問題，因此為了加快山區(qū)電網(wǎng)改造和優(yōu)化建設(shè)，需要注重110kV輸電線路的合理設(shè)計，通過提高設(shè)計質(zhì)量，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)的良好建設(shè)，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1現(xiàn)有輸電線路存在的不足

由于各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電力需求的快速增長，使得原有線路建設(shè)已不能滿足用電要求，還需要注重山區(qū)架空輸電線路的設(shè)計，通過增設(shè)運行線路來增加電力傳輸量，突出電網(wǎng)系統(tǒng)的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)有輸電線路相對來講單位面積輸送容量小，建設(shè)成本高，在土地使用緊張和人口密度大的地區(qū)存在應(yīng)用限制，而架空線路設(shè)計方案的提出，能解決以上問題，形成電網(wǎng)建設(shè)新局面。

2山區(qū)110kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)劃研究

對山區(qū)110kV架空輸電線路進(jìn)行設(shè)計，應(yīng)主要從初步設(shè)計與圖紙設(shè)計兩方面出發(fā)：選擇適合的導(dǎo)線類型和線路路徑，確定桿塔塔型，分析桿塔的受力情況，分別計算導(dǎo)線及避雷線受力后的垂度，同時要進(jìn)行線路工程預(yù)算分析。

2.1設(shè)計初步工作

施工圖設(shè)計是輸電線路工程建設(shè)重要環(huán)節(jié)，設(shè)計階段的工作內(nèi)容包括以下幾點：一是結(jié)合山區(qū)電網(wǎng)建設(shè)要求和實際供電需要，選擇相應(yīng)的導(dǎo)線型號。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要對當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行全面分析，討論并檢驗電網(wǎng)規(guī)劃負(fù)荷要求和導(dǎo)線截面大小的選擇。隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，山區(qū)用電量明顯增長，輸電線路開始運行后將短時間內(nèi)達(dá)到負(fù)荷要求或超載。若線路長期在滿負(fù)荷下運行將造成線路損傷，在局部發(fā)熱的情況下將縮短線路使用壽命，為整個線路系統(tǒng)可靠運行帶來隱患。在選擇線路中的導(dǎo)線截面大小時，應(yīng)遵循適中原則，同時在明確導(dǎo)線型號后按照有關(guān)線路建設(shè)規(guī)定來選擇適當(dāng)型號的避雷線。

另外，在初步設(shè)計階段需要進(jìn)行氣候條件的分析。110kV架空輸電線路設(shè)計過程中會受到當(dāng)?shù)貧夂驐l件影響，為了保證工程施工效果，需要根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料和以往線路運行情況來分析。在輸電線路建設(shè)中，應(yīng)明確當(dāng)?shù)刈罡邷囟戎?，由此計算線路最大弧垂，根據(jù)計算結(jié)果確定線路到地面的安全距離，以免架空線路落地后引起線路故障問題。同時需要結(jié)合最低溫度值，計算導(dǎo)線最大應(yīng)力，為導(dǎo)線參數(shù)設(shè)計提供依據(jù)。當(dāng)在夏季進(jìn)行架空線路設(shè)計時，應(yīng)考慮最熱月對應(yīng)的平均溫度大小，這一條件和導(dǎo)線安全載荷量有關(guān)，同樣是線路設(shè)計時應(yīng)重點考慮的內(nèi)容。而最大風(fēng)速值主要和架空線路受力位置的負(fù)荷大小有關(guān)，通過計算風(fēng)速值能確定導(dǎo)線安全距離。另外，山區(qū)架空線路運行中還會受到雷電影響，因此需要確定當(dāng)?shù)乩纂姷娜諗?shù)，為線路防雷設(shè)計提供數(shù)據(jù)參考。還要確定工程建設(shè)區(qū)域的覆冰厚度，用來計算輸電線路機(jī)械強(qiáng)度。

上述條件的確定是初步設(shè)計階段的基礎(chǔ)性工作，只有保證上述設(shè)計變量的充分掌握，才能提高最終設(shè)計規(guī)劃的規(guī)范。其中氣候溫度、風(fēng)速值和覆冰厚度主要是考慮氣候因素對架空線路建設(shè)產(chǎn)生的影響。不同組合條件下反映出自然變化規(guī)律，并概括了設(shè)計經(jīng)濟(jì)性和線路運行中的可能性。技術(shù)層面上，要求110kV架空線路即使在最惡劣條件下仍能安全運行，不會出現(xiàn)閃絡(luò)、倒塔、短路等現(xiàn)象，由此加強(qiáng)供電可靠性。按照上述要求進(jìn)行設(shè)計工作，可為之后線路設(shè)計規(guī)劃打下基礎(chǔ)，工作質(zhì)量好壞對線路設(shè)計方案的可行性有著直接影響。

2.2導(dǎo)線和避雷線的絕緣配合與防雷設(shè)計

（1）絕緣配合設(shè)計

在絕緣配合設(shè)計方面，應(yīng)首先根據(jù)絕緣強(qiáng)度大小劃分區(qū)段，將線路分為清潔區(qū)和污穢區(qū)，從污穢性質(zhì)、氣候條件等因素入手確定污穢等級，能反映出不同區(qū)段的絕緣性能，針對不同等級采取針對性防范措施，由此得到架空線路絕緣設(shè)計的目的，對提高線路安全性有著實際意義。另外需要明確絕緣子串?dāng)?shù)目，應(yīng)綜合分析線路荷載條件和電壓等級，選用相應(yīng)的絕緣子串?dāng)?shù)目，同時要確定不同區(qū)段絕緣子串的應(yīng)用條件。通過上述的絕緣配合設(shè)計能有效增強(qiáng)線路運行安全性，是提高山區(qū)架空線路設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵。

（2）防雷設(shè)計

架空線路運行中勢必會受到雷電威脅，對于110kV線路的防雷電設(shè)計應(yīng)考慮多個因素，如山區(qū)雷電發(fā)生情況和現(xiàn)有線路受雷電影響的大小，計算不同規(guī)模輸電線路的避雷針數(shù)目和保護(hù)角大小，針對本次建設(shè)項目的實際情況確定避雷針設(shè)計條件。有關(guān)線路運行數(shù)據(jù)表明，山區(qū)架空線路中應(yīng)用性最好的避雷策略為運用接地的避雷設(shè)施，同時應(yīng)盡可能減小避雷線保護(hù)角，能達(dá)到較好的防雷效果。110kV輸電線路通常沿著線路增設(shè)避雷線，而主要在電場和變電站進(jìn)線側(cè)設(shè)置1-2千米的鋁包鋼絞線。110kV輸電線路中避雷線設(shè)計中，應(yīng)將它的進(jìn)線端設(shè)計成門型桿塔形式，起到減少桿塔受雷電影響可能性的作用，由此保障桿塔和線路的可靠運行。具體來說，防雷設(shè)計是山區(qū)架空線路設(shè)計重點，應(yīng)從上述角度出發(fā)優(yōu)化防雷設(shè)計措施，確保施工設(shè)計方案在建設(shè)過程中的有效落實。

（3）圖紙設(shè)計

結(jié)合初步設(shè)計結(jié)果可再次進(jìn)行圖紙設(shè)計，為具體施工提供借鑒。這一階段主要工作包括：測量審核達(dá)標(biāo)后的最佳方案，進(jìn)行測量、打桿等工作;根據(jù)檢驗結(jié)果完善設(shè)計規(guī)劃，得到詳細(xì)的圖紙設(shè)計，在圖紙上展現(xiàn)金具圖、路徑圖等信息，以便規(guī)范線路施工操作;規(guī)范110kV線路施工材料，進(jìn)行預(yù)算規(guī)劃，并提供詳細(xì)的施工說明文件。

3 110kV架空輸電線路設(shè)計中的防雷保護(hù)分析

從近年來的調(diào)查數(shù)據(jù)來看，超過一半的線路故障都是由雷擊造成的，即是雷電災(zāi)害是引起線路短路的主要原因，尤其在高原和山區(qū)的架空線路運行中，由于氣候和地理位置等因素的影響，雷擊災(zāi)害發(fā)生可能性較大。因此，做好防雷保護(hù)工作是有必要的，隨著實踐經(jīng)驗的積累，電力部門在線路防雷保護(hù)方面已建設(shè)起全面的技術(shù)體系，主要防范措施有設(shè)計雙串、安裝避雷線等的。但是山區(qū)、高原等地地理位置特殊，常規(guī)防雷措施應(yīng)用效果較差。

4結(jié)論

綜上所述，山區(qū)輸電線路設(shè)計規(guī)劃是目前電網(wǎng)領(lǐng)域主要關(guān)注問題，通過提高架空輸電線建設(shè)質(zhì)量，能實現(xiàn)整體電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠運行。本文重點討論了山區(qū)110kV架空輸電線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，旨在保障供電質(zhì)量和安全性，從設(shè)計情況出發(fā)來改造輸電線路，并在線路設(shè)計規(guī)劃有效制定和落實的條件下，發(fā)揮電網(wǎng)系統(tǒng)在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長上的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]劉華峰.關(guān)于陡峻山區(qū)架空輸電線路結(jié)構(gòu)設(shè)計的思考[J].低碳世界，2014（2）：61-62.