解析電力高壓輸電線路設計要點

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

①安全可靠。高壓輸電線路輸送容量巨大，主要以電源點以及負荷中心能源作為依托，在電網(wǎng)中占據(jù)重要地位[1]。因此，相關工作人員應切實強化輸電的安全性，避免各類突發(fā)事件發(fā)生。②線路結構參數(shù)較高。對高壓輸電線路而言，其內(nèi)部絕緣子串長、片數(shù)多、噸位大，塔桿相對較高，一旦發(fā)生倒塌事故，修復工作量相對較大，對線路備用品的使用要求也相對較為嚴格。因此，設計人員應做好區(qū)域內(nèi)地形以及交通的考察，優(yōu)化線路以及結構設計，確保高壓輸電線路的穩(wěn)定性。③線路運行參數(shù)較高。高壓輸電線路中，在額定電壓較高的情況下，帶電體的周邊電場強度也相對較高。④路線長。高壓輸電線路通常路線較長，在途經(jīng)地區(qū)較多的情況下，地理環(huán)境相對較為復雜，還會涉及一些穿山越嶺的區(qū)域，受交通因素影響嚴重，一旦需要維修，工作量十分巨大。因此，工作人員應將交通因素納入整體設計中，在條件允許的情況下，盡可能選擇相對開闊的地區(qū)，以免在后續(xù)維修工作開展中出現(xiàn)困難。

2 高壓輸電線路的設計要點

2.1 桿塔設計

在高壓輸電線設計工作當中，桿塔設計的主要內(nèi)容是開展桿塔選型以及桿塔基礎設計。目前，桿塔主要用于架設輸電線路，依照結構材料差異有木桿塔、鋼桿塔、鋁合金桿塔和鋼筋混凝土桿塔幾種類型；依照結構形式劃分，有自立塔和拉線塔兩種類型；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。設計人員需要根據(jù)高壓輸電線的實際架設需求合理選定桿塔類型。同時，在這一環(huán)節(jié)還應該對桿塔的塔頭結構進行科學選擇。比如，在平緩地帶使用羊字型塔頭的桿塔，在地形地質(zhì)條件較為復雜地區(qū)使用干字型塔頭的桿塔等。開展桿塔選型工作時，相關工作人員需要從實際出發(fā)，基于全面的施工勘查與成本計算選定性價比最高的桿塔型號。在桿塔基礎工程設計環(huán)節(jié)，相關工作人員需要以下兩方面加以重視：一方面，是澆筑與基礎開挖。在此環(huán)節(jié)，設計人員必須對施工區(qū)域的地質(zhì)地形條件進行實地勘察，而后選定適宜的開挖方式，為保證結構穩(wěn)定性奠定基礎。而且，在澆筑桿塔基礎時，可選擇鋼筋混凝土結構，并以砂石為澆筑原材料。另一方面，是排水與回填。桿塔基礎設計中，排水與回填工作至關重要。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，應合理開挖排水槽，并從夯實土層的角度出發(fā)開展回填密度計算和回填土方數(shù)量計算，以確?；靥罟ぷ骶邆溆行?。

2.2 導線設計

在高壓輸電線路設計工作中，導線設計是極為重要的一環(huán)，導線設計合理性將會直接影響輸電線路設計合理性。因此，為了提高設計質(zhì)量，相關工作人員在開展導線設計前應該做好準備工作。比如，開展全面性信息收集與整合，制定設計表格，明確導線設計要求等。做好準備工作后，設計人員應該以保障設計方案可行性為基礎開展工程設計。在此環(huán)節(jié)，需要分別開展導線的放線設計和連線設計。在放線設計環(huán)節(jié)，保障導線質(zhì)量不受損是第一要務，設計時應注意導線放線階段是否存在分股或線路損壞，以免對導線使用造成干擾。在連線設計環(huán)節(jié)，相關工作人員需要重點關注導線連線方式的科學性。比如，合理連接架空導線和壓接式耐張線夾。

2.3 連接設計

采用高壓電纜進行輸電線路設計，需要保證電纜與電力系統(tǒng)科學連接。針對進線段，可在變電站出線間隔進行電纜敷設，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。連接位置還應加強絕緣配合，可以利用避雷器降低雷電波幅值，也可以在進線保護段實現(xiàn)高幅值入侵波輸入，利用沖擊電暈或波阻對電流幅值進行抑制。安裝避雷器，應加強進線段架空線路設計。變電所采用組合電器GIS，在連接位置達到66kV以上的情況下完成2km避雷線架設。在敞開式變電所中，連接位置達到35kV以上，避雷線應至少達到1km。對電力系統(tǒng)進行改擴建，應注意科學架設避雷線，以免系統(tǒng)受到影響。采用抑制電流幅值的方法，可以在進線段將10-220kV電纜線路與架空線連接，保證避雷效果。針對35kV以上進線段，電纜長不超50m需要完成兩個避雷器安裝。具體來講，就是在電纜一端與架空線路連接的過程中，如果長度不超過沖擊特性長，需要在線路兩端分別設置避雷器。

2.4 接地設計

在線路接地設計上，電纜接地可以使用三芯電纜，按照三角形方式進行布設，保證三相電流對稱，確保金屬外皮不會出現(xiàn)感應電流。類似于變壓器繞組，在交流電流從電纜通過時，周圍磁力線與金屬護套將發(fā)生鉸接，導致感應電壓產(chǎn)生。對護套進行兩點接地，將會與導線構成回路，促使環(huán)形電流產(chǎn)生。在線路正常運行的過程中，護套上將產(chǎn)生與芯線相同的電流級數(shù)，加快絕緣層老化，造成線路載流量降低。因此在護套接地上，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套接地點設置。在線路擁有較長路徑的情況下，將會產(chǎn)生大線芯電流，護套一端擁有較高感應電壓。利用接頭對金屬護套與絕緣層進行分割，然后劃分為三個均等段落后可以與相鄰護套連接。三相導體各段將被連續(xù)回路包圍，達到有效接地的目標[2]。

3 結語

就高壓輸電線路設計工作來說，其在高壓輸電線路結構中的作用是非常巨大的，在針對高壓輸電線路進行設計工作的時候，往往會遇到諸多的問題，如果不能加以有效的解決，勢必會在整個線路中埋下安全隱患，所以設計工作人員務必要對高壓輸電線路設計工作加以重視，從各個環(huán)節(jié)入手來加以全面的管控，針對設計中存在的問題進行綜合分析研究，并針對性的提出解決的方法，這樣才能從根本上對高壓輸電電路的運行穩(wěn)定性和安全性加以保證，促進我國社會穩(wěn)定和諧發(fā)展。