區(qū)域電網(wǎng)改造中高壓輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)現(xiàn)狀研究

馮皓清 花 明

（1.杭州鴻晟電力設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司 2.浙江鴻能電務(wù)有限公司）

0 引言

伴隨著時(shí)間的不斷推移，人們生活水平不斷提高，各個(gè)行業(yè)也獲得了更好的發(fā)展，對(duì)電力需求日益增長(zhǎng)，國(guó)家對(duì)“城網(wǎng)”和“農(nóng)網(wǎng)”改造工作，投入大量的資金，通過(guò)更多變電站的建設(shè)以及對(duì)輸電線(xiàn)路進(jìn)行改造，在進(jìn)一步提升供電可靠性、安全性，降低損耗率等方面發(fā)揮出至關(guān)重要的作用和意義，但是經(jīng)過(guò)認(rèn)真調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，在區(qū)域改造過(guò)程當(dāng)中，還存在著規(guī)劃缺乏合理性、套圖設(shè)計(jì)等各種問(wèn)題，需要相關(guān)工作人員進(jìn)行深入的分析，再制定出完善的方法，將問(wèn)題妥善解決。基于此，本文主要對(duì)區(qū)域電網(wǎng)改造當(dāng)中高壓輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)現(xiàn)狀展開(kāi)深入探討。

1 高壓輸電線(xiàn)路的主要特點(diǎn)分析

高壓輸電線(xiàn)路的主要內(nèi)容包括：220V以下的輸電電壓，即可稱(chēng)之為高壓輸電，高壓輸電線(xiàn)路會(huì)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同劃分為兩種形式，即架空輸電線(xiàn)路以及電纜輸電線(xiàn)路。架空輸電線(xiàn)路主要就是將裸露線(xiàn)，以架設(shè)的方式設(shè)置在了地線(xiàn)桿上面，之后進(jìn)行電能的輸送，其最大的缺點(diǎn)就是容易受到外界環(huán)境所帶來(lái)的影響和制約，但是最明顯的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)是無(wú)需投入太多的資金，而且給后期的維護(hù)以及檢修工作打下良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)如今在電力網(wǎng)當(dāng)中，有很大一部分線(xiàn)路都是應(yīng)用的架空線(xiàn)路；而電纜輸電線(xiàn)路主要內(nèi)容包括：將電纜全部設(shè)置在地下，之后展開(kāi)電能的輸送，這種方法在前期需要投入大量的資金，但是因?yàn)殡娎|線(xiàn)路全部設(shè)置在地下，所以外力以及氣象條件不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生任何的影響，也不需要桿塔的幫助，保證城市景觀不會(huì)受到影響，而且還有著跨海送電等優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)。將高壓輸電線(xiàn)路與低壓輸電線(xiàn)路進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)二者之間有著很大的不同與差異，高壓輸電線(xiàn)路具有幾方面特點(diǎn)。其一，高壓輸電線(xiàn)路自身輸送容量較大，在正常的情況之下，全部都是負(fù)荷中心，相應(yīng)能源輸送的線(xiàn)路或者是最關(guān)鍵的電源點(diǎn)對(duì)整體線(xiàn)路的電力運(yùn)輸產(chǎn)生了不同程度的影響，如果高壓輸電線(xiàn)路出現(xiàn)了安全問(wèn)題，那么極有可能會(huì)增加大面積經(jīng)濟(jì)癱瘓發(fā)生的可能和概率，所產(chǎn)生的后果也非常嚴(yán)重，所以還需工作人員對(duì)安全問(wèn)題加強(qiáng)關(guān)注與重視。其二，高壓輸電線(xiàn)路當(dāng)中絕緣子的數(shù)量眾多，而且絕緣子串相對(duì)較長(zhǎng)，桿塔不僅高，而且噸位較大，如果因?yàn)槟承┰蚨霈F(xiàn)倒塌問(wèn)題，會(huì)給修復(fù)工作帶來(lái)許多困難，而且對(duì)備用件以及準(zhǔn)備用品也提出了更高的要求，需對(duì)線(xiàn)路結(jié)構(gòu)參數(shù)加強(qiáng)分析。其三，高壓輸電線(xiàn)路與之相關(guān)的預(yù)警參數(shù)較高，因?yàn)槠漕~定電壓基本比較高，所以帶電體附近的電場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)很高。其四，在正常的情況之下，高壓輸電線(xiàn)路實(shí)際線(xiàn)路都會(huì)很長(zhǎng)，而且所處在的地理環(huán)境較為復(fù)雜，甚至有些需要穿山越嶺，再加上交通運(yùn)輸較為困難，如果發(fā)生了某些問(wèn)題或者是故障，會(huì)給相關(guān)的維修工作或帶來(lái)極大的影響［1］。

2 高壓輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)狀況分析

通過(guò)區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其具有線(xiàn)路走廊緊張、復(fù)合密度高等特點(diǎn)，對(duì)供電安全可靠性提出更高要求，所以區(qū)域電網(wǎng)無(wú)論是規(guī)劃還是設(shè)計(jì)工作都有特殊性［2］。

（1）線(xiàn)路桿塔設(shè)計(jì)非常保守

在進(jìn)行輸電導(dǎo)線(xiàn)架設(shè)的過(guò)程當(dāng)中，線(xiàn)路桿塔是非常重要的組成部分，主要作用就是防止電暈放電以及感應(yīng)靜電場(chǎng)對(duì)人產(chǎn)生影響和傷害，所以需要保持一定的高度，在桿塔上面架設(shè)的每一根輸電線(xiàn)之間也要保持一定的距離。但是經(jīng)過(guò)認(rèn)真調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，在一些地區(qū)電網(wǎng)的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，工作人員并未對(duì)特殊的地形以及氣候條件加強(qiáng)關(guān)注與重視，導(dǎo)致桿塔和基礎(chǔ)安全裕度非常大，增大了資金投入［3］。輸電線(xiàn)路的設(shè)計(jì)需由專(zhuān)業(yè)工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境進(jìn)行認(rèn)真勘查，對(duì)輸電導(dǎo)線(xiàn)的安全系數(shù)、所需樣例、導(dǎo)線(xiàn)的弧垂等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行深入分析，通過(guò)專(zhuān)用線(xiàn)路設(shè)計(jì)軟件，對(duì)線(xiàn)路桿位線(xiàn)塔擋距進(jìn)行合理的設(shè)置以及選擇，但是一些設(shè)計(jì)工作人員對(duì)線(xiàn)路設(shè)計(jì)的主要原則以及技術(shù)方法掌握的還不是非常全面，在設(shè)計(jì)工作展開(kāi)的過(guò)程當(dāng)中，都會(huì)應(yīng)用傳統(tǒng)的方法，例如在確定桿塔之間的距離時(shí)，根據(jù)技術(shù)要求是200m的線(xiàn)路擋距，但是相關(guān)工作人員將關(guān)注的重點(diǎn)放在擔(dān)心桿塔承受力不足等方面，所以將距離設(shè)置在150m，因?yàn)閾?dān)心桿塔跨越距離不夠的桿塔，原本可以使用18m呼稱(chēng)高的桿塔，但是卻使用了21m呼稱(chēng)高，由此可以看出，設(shè)計(jì)工作人員在進(jìn)行高壓輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，都會(huì)遵循保守原則［4］。

此外，在高壓輸電線(xiàn)路當(dāng)中，線(xiàn)路桿塔與導(dǎo)線(xiàn)也是最重要的組成部分之一，在輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，線(xiàn)路角鋼塔的選擇是非常關(guān)鍵的，需要將導(dǎo)線(xiàn)截面與使用安全系數(shù)作為基礎(chǔ)，之后展開(kāi)相關(guān)的選擇。同時(shí)，也可以套用一些定型截面導(dǎo)線(xiàn)的角鋼塔，設(shè)計(jì)工作人員如果并沒(méi)有按照線(xiàn)路工程的具體情況，在截面導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)路工程當(dāng)中所選擇的定型角鋼塔缺乏科學(xué)性與合理性，那么極有可能會(huì)出現(xiàn)資金浪費(fèi)的問(wèn)題。

（2）復(fù)合絕緣子組件配置缺乏合理性

絕緣子的主要作用是支撐以及懸掛固定的導(dǎo)線(xiàn)，并讓導(dǎo)線(xiàn)與桿塔之間保持一定的距離，復(fù)合絕緣子就是至少由兩種絕緣部件所構(gòu)成的一種具有聚合物特點(diǎn)的絕緣子。復(fù)合絕緣子最明顯的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)就是體積較小、重量輕、安裝過(guò)程非常簡(jiǎn)單，而且抗氧化能力非常高、機(jī)械強(qiáng)度高等，故而得到廣泛的應(yīng)用并獲得一致好評(píng)。但是復(fù)合絕緣子的形狀以及安裝方式非常多，工作人員需要按照大氣污染程度以及污穢性質(zhì)等各種因素來(lái)選擇出不同的技術(shù)方法以及維護(hù)方案，才能夠?qū)?fù)合絕緣子的閃絡(luò)電壓大幅度的提升。經(jīng)過(guò)認(rèn)真調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，一些設(shè)計(jì)工作人員對(duì)復(fù)合絕緣子的技術(shù)要求產(chǎn)生忽視的態(tài)度，甚至選擇一些機(jī)電性能無(wú)法滿(mǎn)足安全運(yùn)行的復(fù)合絕緣子［5］。

（3）高壓?jiǎn)涡倦娎|敷設(shè)和安裝過(guò)程當(dāng)中所存在的問(wèn)題

當(dāng)工作人員參與到區(qū)域電網(wǎng)線(xiàn)路改造過(guò)程當(dāng)中去之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)高壓?jiǎn)涡倦娎|所應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣，如果設(shè)計(jì)工作人員對(duì)單芯電纜的實(shí)際敷設(shè)以及安裝過(guò)程當(dāng)中的要求掌握得還不是非常全面，就會(huì)造成高壓?jiǎn)涡倦娎|敷設(shè)和安裝的過(guò)程當(dāng)中存在著某些問(wèn)題。

3 區(qū)域電網(wǎng)改造中高壓輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決方法與策略

（1）匯集數(shù)據(jù)，展開(kāi)深入分析，進(jìn)行合理規(guī)劃，保證電網(wǎng)運(yùn)行安全

區(qū)域供電企業(yè)需將自己的作用全部發(fā)揮出來(lái)，結(jié)合區(qū)域具體情況，將各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的匯集、整理以及分析，全面了解與明確區(qū)域經(jīng)濟(jì)規(guī)劃以及發(fā)展前景，查找區(qū)域供電網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中所存在的問(wèn)題，之后展開(kāi)合理的規(guī)劃工作［6］。

（2）桿塔的檔距以及安全裕度要具有科學(xué)性與合理性

在區(qū)域電網(wǎng)改造過(guò)程當(dāng)中，35kV與110kV是最常見(jiàn)的高壓架空線(xiàn)路鋼管桿，工作人員在進(jìn)行桿塔裝置設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能制造技術(shù)等將設(shè)計(jì)過(guò)程中所存在的問(wèn)題妥善解決。同時(shí)，設(shè)計(jì)工作人員還需對(duì)鋼管桿的檔距數(shù)值、基礎(chǔ)合適形式進(jìn)行全面的了解，例如工作人員在進(jìn)行35kV架空線(xiàn)路鋼管桿的架設(shè)工作時(shí)，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的測(cè)量和計(jì)算之后，線(xiàn)路安全系數(shù)選擇5.0，設(shè)置在160～180m最為合適，此數(shù)值可以有效地確保輸電線(xiàn)路對(duì)地距離以及安全裕度。但是事實(shí)上，在某些區(qū)域電網(wǎng)輸電線(xiàn)路檔距都非常小，處在110～130m之間，并且線(xiàn)路轉(zhuǎn)角耐張桿塔非常粗，一些大轉(zhuǎn)角桿塔根部直徑已經(jīng)超過(guò)1.5m。另外，鋼管桿基礎(chǔ)圖形并沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)工作人員的設(shè)計(jì)以及計(jì)算，而是以直接的方式，套用商家所給出的說(shuō)明書(shū)，所以造成個(gè)別轉(zhuǎn)角桿塔基礎(chǔ)混凝土達(dá)到了200m，安全裕度極大［7］。

（3）重視復(fù)合絕緣子組件的配置工作

輸電線(xiàn)路在工作的過(guò)程中，絕緣子是非常關(guān)鍵且重要的組成部分，絕緣子自身如果遭受到了雷擊帶來(lái)的影響，那么線(xiàn)路事故所出現(xiàn)的損失遠(yuǎn)比線(xiàn)路跳閘之后成功合閘的損失更大一些，所以需重視絕緣子組件的配置工作。首先，與生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行良好的溝通與交流，生產(chǎn)出符合當(dāng)?shù)剡\(yùn)行環(huán)境、并且有足夠裕度的絕緣子。其次，應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的方法，對(duì)復(fù)合絕緣子展開(kāi)專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)，以定時(shí)、定期的方式對(duì)復(fù)合絕緣子串鹽密度展開(kāi)測(cè)量。再則，通過(guò)合理使用抗應(yīng)力、耐腐蝕芯棒，大幅度提升芯棒的抗應(yīng)力腐蝕能力，確保密封具有牢固性特點(diǎn)，大力保護(hù)護(hù)套。最后，在220kV合成絕緣子兩端設(shè)置加裝均壓環(huán)，在110kV導(dǎo)線(xiàn)側(cè)面設(shè)置均壓環(huán)。同時(shí)，如果經(jīng)過(guò)認(rèn)真調(diào)查和研究之后發(fā)現(xiàn)，此地段鳥(niǎo)害非常嚴(yán)重，這時(shí)在線(xiàn)路改造設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，還需制定更加完善、健全的方法，對(duì)運(yùn)行線(xiàn)路的直線(xiàn)桿塔懸垂串與耐張桿塔跳線(xiàn)串第一片絕緣子應(yīng)用大盤(pán)徑空氣動(dòng)力型絕緣子等［8］。

（4）降低桿塔接地電阻

當(dāng)出現(xiàn)雷擊事故之后，對(duì)輸電線(xiàn)路會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，其中跳閘就是最明顯的表現(xiàn)，所以想要進(jìn)一步降低輸電線(xiàn)路雷擊跳閘的概率，還需要降低線(xiàn)路桿塔接地裝置的沖擊接地電阻。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析和了解之后發(fā)現(xiàn)，接地電阻較大的線(xiàn)路桿塔，如果受到了雷擊所帶來(lái)的影響，線(xiàn)路絕緣子被擊穿的可能性是非常大的，導(dǎo)致重合閘失敗。如果雷擊問(wèn)題非常嚴(yán)重，雷擊過(guò)電壓就會(huì)進(jìn)入到變電站當(dāng)中去，對(duì)變電站中眾多重要設(shè)備產(chǎn)生影響，所以在輸電線(xiàn)路進(jìn)行改造的過(guò)程中，接地電阻需滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)程以及要求，應(yīng)用接地模塊環(huán)形集中接地裝置等各種有效的方法，幫助線(xiàn)路接地提升可靠性。不僅如此，值班人員也需要將自己的作用全部發(fā)揮出來(lái)，以定時(shí)、定期的方法，對(duì)接地電阻是否真正滿(mǎn)足了規(guī)程要求進(jìn)行認(rèn)真的檢查，如果在檢查過(guò)程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，需及時(shí)進(jìn)行整改［9］。

（5）單芯電纜以及敷設(shè)方式的選擇

高壓電纜在一般的情況之下都是單芯電纜，單芯電纜線(xiàn)芯在電流通過(guò)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)磁力線(xiàn)交鏈鋁包，之后產(chǎn)生感應(yīng)電壓，所以在進(jìn)行單芯電纜選擇的過(guò)程當(dāng)中，必須要滿(mǎn)足相關(guān)技術(shù)要求，在正常的情況之下，金屬護(hù)層只一端接地時(shí)，在護(hù)層的上面，無(wú)論是哪一個(gè)點(diǎn)位的正常感應(yīng)電壓都要小于50V，單芯電纜的接力主要通過(guò)線(xiàn)路載流量來(lái)進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，判斷其可以應(yīng)用哪種接地方法［10］。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，伴隨著城市化進(jìn)程不斷的加深、加快，我國(guó)對(duì)電力需求也提出更高的要求，需要不斷健全與完善電力系統(tǒng)的安全性，而且切實(shí)做好區(qū)域電網(wǎng)的改造等各項(xiàng)工作。因此，相關(guān)工作人員在日常的工作當(dāng)中，需要不斷進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)與認(rèn)真學(xué)習(xí)，大幅度提高自己的綜合素養(yǎng)與工作能力，結(jié)合具體情況，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題展開(kāi)深入分析，之后制定出完善的方法，將問(wèn)題妥善解決，保證輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中能夠變得更加完善，滿(mǎn)足城市發(fā)展過(guò)程中所提出的需求。