電網(wǎng)輸電線路設(shè)計若干問題分析

沈政春

（姜堰市供電公司，江蘇 姜堰 225500）

1 線路設(shè)計過程注意問題

1.1 路徑選擇

輸電線路路徑選擇是整個線路設(shè)計工作中的關(guān)鍵,方案的合理性對線路的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)和施工、運(yùn)行條件起著重要作用。在這個過程中,首先要了解當(dāng)?shù)氐臍庀?、水文、地質(zhì)條件。根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦翁攸c,合理選擇路徑。在此基礎(chǔ)上,對線路沿線地上、地下、在建、擬建的工程設(shè)施,尤其是線路通過地區(qū)對路徑有影響的地上、地下障礙物的有關(guān)資料及所屬單位對路徑方案的意見,進(jìn)行充分的收集和調(diào)研。并應(yīng)用衛(wèi)星圖片選線技術(shù),進(jìn)行多方案路徑比選,選出最優(yōu)路徑。

1.2 導(dǎo)線截面的優(yōu)化選擇

架空電力線路導(dǎo)線截面的大小，關(guān)系著運(yùn)行中的安全性、經(jīng)濟(jì)性和供電電能質(zhì)量等，是建設(shè)設(shè)計中一項最重要的內(nèi)容。通常，輸電導(dǎo)線截面是根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇，然后按不同情況對發(fā)熱條件、機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗，最后確定導(dǎo)線截面積及相應(yīng)的導(dǎo)線型號。但是，有時按照經(jīng)濟(jì)電流密度并經(jīng)校驗后選擇出的導(dǎo)線截面，其有功功率損耗可能無法滿足線路保證輸出功率及經(jīng)濟(jì)合理性的要求。因此，需要根據(jù)實際設(shè)計環(huán)境，結(jié)合一些其他指標(biāo)，如線損率等，來優(yōu)化選擇導(dǎo)線截面。

1.3 桿塔選型

不同的桿塔型式在造價、占地、施工、運(yùn)輸和運(yùn)行安全等方面均不相同，桿塔工程的費用約占整個工程的30%～40%，合理選擇桿塔型式是關(guān)鍵。

對于新建工程若投資允許一般只選用1～2種直線桿塔，跨越、耐張和轉(zhuǎn)角盡量根據(jù)地形地況選用鋼管塔、角鋼塔，材料準(zhǔn)備簡單明了，施工作業(yè)方便且提高了線路的安全水平。對于同塔多回且沿規(guī)劃路建設(shè)的線路，桿塔一般采用占地少的鋼管塔，但大的轉(zhuǎn)角塔若采用鋼管塔，由于結(jié)構(gòu)上的原因極易造成桿頂撓度變形，基礎(chǔ)施工費用也會比角鋼塔增加一倍，直線塔采用鋼管塔，轉(zhuǎn)角塔采用角鋼塔的方案比較合理，能夠滿足環(huán)境、投資和安全要求。

1.4 基礎(chǔ)設(shè)計

桿塔基礎(chǔ)作為輸電線路結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它的造價、工期和勞動消耗量在整個線路工程中占很大比重。其施工工期約占整個工期一半時間，運(yùn)輸量約占整個工程的60%，費用約占整個工程的20%～35%，基礎(chǔ)選型、設(shè)計及施工的優(yōu)劣直接影響著線路工程的建設(shè)。由于地質(zhì)的特殊性和埋深的局限性，當(dāng)前的基礎(chǔ)型式只有采取淺埋式，通過適當(dāng)加大基礎(chǔ)地板尺寸，增加基礎(chǔ)自重來滿足上拔穩(wěn)定才是比較安全經(jīng)濟(jì)的。直線塔埋深控制在2m左右，承力塔埋深控制在3～4m左右可減少地下水對施工的影響。根據(jù)工程實際地質(zhì)情況每基塔的受力情況逐地段逐基進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計比較重要，特別對于影響造價較大的承力塔，由四腿等大細(xì)化為兩拉兩壓或三拉一壓才是經(jīng)濟(jì)合理的。

2 在線監(jiān)測系統(tǒng)問題

2.1 氣象監(jiān)測。由于輸電線路都是暴露于自然之中，正常使用狀態(tài)下會受到不同環(huán)境因素的影響，使得線路的運(yùn)行狀態(tài)受到影響，不利于電力系統(tǒng)的長期運(yùn)行。氣象監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)用能對外界環(huán)境的變化進(jìn)行監(jiān)控，防止受到風(fēng)偏、雷擊、污穢等多方面的影響，對于在線傳輸數(shù)據(jù)也能起到很好的控制作用。

2.2 視頻監(jiān)測。這是最近幾年電力系統(tǒng)施工采用的先進(jìn)技術(shù)，能夠滿足110～220 kV輸電線正常監(jiān)控的需要。在市場經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的同時，我們需要重視對電力行業(yè)線路設(shè)計的調(diào)整，避免在線路使用時受到其他因素的干擾。設(shè)計人員應(yīng)積極編制有效的監(jiān)控、監(jiān)測手段，以合理調(diào)整輸電線路的設(shè)計模式與結(jié)構(gòu)。

2.3 覆冰監(jiān)測。覆冰是輸電線路在冬季常見的問題，對整個線路安全運(yùn)行有著較大的影響。設(shè)計輸電線路的在線監(jiān)測中，應(yīng)該對覆冰區(qū)域加以關(guān)注，對線路上的覆冰情況進(jìn)行24h監(jiān)測。設(shè)計時可創(chuàng)建一個實用的數(shù)字模型，包括導(dǎo)線自重、風(fēng)壓系數(shù)、絕緣子傾斜角等，可及時預(yù)告線路的覆冰情況。

2.4 桿塔監(jiān)測。因受到建筑施工的影響，桿塔在建造過程中常會受到多方面因素的限制而造成傾斜問題。對桿塔創(chuàng)建監(jiān)測系統(tǒng)，主要是針對塔身的垂直度監(jiān)控，這樣在桿塔發(fā)生異常狀況后可及時調(diào)整。設(shè)計時對桿塔傾斜儀相關(guān)設(shè)備進(jìn)行有效控制，把握好程序設(shè)計傳輸時間的控制，當(dāng)異常狀況發(fā)生后可及時整理。

2.5 線路污穢監(jiān)測。線路通道經(jīng)常大氣中灰塵較多的情況，絕緣子上面布滿灰塵，很容易引起絕緣擊穿。因此，定期清掃絕緣子污穢是電力部門的日常維護(hù)的工作之一。傳統(tǒng)的判斷污穢的常用方法有：等值附鹽密度法；整體表面電導(dǎo)率法；泄漏電流脈沖計數(shù)法；泄漏電流等值法等；但隨著新技術(shù)的不斷產(chǎn)生，我們可考慮采用傳感器測量鹽密技術(shù)，實現(xiàn)對現(xiàn)場輸電線路絕緣子污穢程度的實時監(jiān)測。運(yùn)行部門可用來監(jiān)測輸變電設(shè)備動態(tài)變化的實時鹽密情況，為輸變電設(shè)備的清掃、評價外絕緣耐污能力、適時調(diào)爬提供依據(jù)。

3 防雷保護(hù)設(shè)計問題

實施針對性的防雷結(jié)構(gòu)設(shè)計，從根本上解決雷擊問題。防雷技術(shù)的引進(jìn)要借助于各類防雷裝置，這就需要把握好不同裝置之間的搭配運(yùn)行。

3.1 屏蔽保護(hù)。現(xiàn)代化電力模式的運(yùn)行需要借助于計算機(jī)裝置性能的發(fā)揮，在設(shè)計維護(hù)方案時需要做好不同方面的檢測處理。對于一些外來的干擾信息可以重點屏蔽處理，以此來達(dá)到對電力系統(tǒng)設(shè)備的保護(hù)作用。如：對信號線、電源線結(jié)合屏蔽電纜或穿金屬管屏蔽，且保證線路的有效鏈接。

3.2 設(shè)備保護(hù)。防雷技術(shù)發(fā)揮作用要依賴于各個設(shè)備的運(yùn)用，尤其是先進(jìn)的計算機(jī)裝置結(jié)構(gòu)。電力系統(tǒng)工作人員需定期對各設(shè)備進(jìn)行檢查，一般周期在半個月左右。對于一些常見的裝置問題要及時處理，若有需要則更換裝置，如避雷器、計算機(jī)設(shè)備等，通過這些更換能增強(qiáng)防雷效果。

3.3 接地保護(hù)。接地保護(hù)是防雷技術(shù)的常見方式，通過接地可以把電力系統(tǒng)上的強(qiáng)電流、電壓引入地下以達(dá)到防雷效果。維護(hù)自動化電力系統(tǒng)時需要借助于不同的施工技術(shù)，將相應(yīng)的防雷器安裝在適當(dāng)?shù)奈恢茫鱾鞲衅髟O(shè)備與防雷地網(wǎng)之間要保證良好的搭配，對防雷結(jié)構(gòu)實施必要的劃分處理。

3.4 線路保護(hù)。線路是電網(wǎng)正常運(yùn)行的保證，在設(shè)計過程中要考慮到線網(wǎng)自身承受的載荷大小。對線路實施保護(hù)最終是為了避免雷電波從信號線、電源線傳輸?shù)阶詣与娏ο到y(tǒng)室內(nèi)，由此會給電力系統(tǒng)設(shè)備帶來巨大的損壞。設(shè)計人員應(yīng)該合理選擇線路結(jié)構(gòu)，布置好有效的線路安排。

3.5 裝置保護(hù)。對于防雷結(jié)構(gòu)設(shè)計中運(yùn)用到的各種裝置，設(shè)計人員要加強(qiáng)保護(hù)處理，如避雷器、避雷裝置等，采取綜合性的裝置保護(hù)方案，這樣才能達(dá)到理想的輸電線路保護(hù)需要。正常使用情況下，還需要定期實施裝置結(jié)構(gòu)保護(hù)，對防雷體系進(jìn)行及時優(yōu)化改進(jìn)。

結(jié)語

總之，電網(wǎng)輸電線路線路設(shè)計是一項技術(shù)含量較高，勞動強(qiáng)度較大，時效性要求很高的野外工作，而且受天氣、環(huán)境、地理狀況等的影響較大。因此，在電網(wǎng)建設(shè)中，充分考慮各個方面的問題，優(yōu)化設(shè)計、合理施工，最大限度降低工程成本，并做到保質(zhì)保量，對于設(shè)計者來說，是必須的，也是面臨的直接挑戰(zhàn)。

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