谈高压输电线路设计控制要点与对策范文

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摘要：文章对高压输电线路的设计进行分析研究，对高压输电线路设计的控制要点进行说明，在此基础上探讨分析高压输电线路设计工作中面临的主要问题，并提出相关建议。

关键词：高压输电；线路设计；控制要点

引言

我国电网工程建设速度逐年加快，高压输电线路是电网工程中的重点项目，因此输电线路的设计工作与电网输电质量密切相关。电网工程建设中需要对输电线路进行综合分析，从稳定性、安全性，以及经济性多个角度对输电线路进行整体评价，另外在输电线路设计中还需要综合考虑外部环境的影响。复杂多样的环境因素会对输电线路工程设计工作产生直接影响。所以在设计高压输电线路时要把控好设计控制要点才能做好高压输电线路的设计工作。

1设计控制要点分析

1．1输电线路气象条件要点

工程水文气象条件是输电线路设计的重要条件，其选择以运行安全、经济合理为总方针，并在结合以往线路设计经验的基础上进行确定。线路设计时应先根据前期阶段的工作内容、深度及工期要求，对线路经过地区的地形地貌和水文气象条件进行现场踏勘和调查，并进行资料收集工作，重点对水文、大风、覆冰、微地形微气候情况以及收集到的资料进行分析和计算。

1．2输电线路绝缘控制要点

输电线路绝缘配合主要解决杆塔上和档距中各种可能放电的途径（如导线对杆塔、导线对地线、导线对地、不同相导线间）的绝缘选择和相互配合的问题。其主要内容是塔头绝缘配合设计，包括按工频过电压、操作过电压、雷电过电压确定绝缘子的型式和片数以及相应工况下风偏空气间隙。

1．3输电线路避雷控制要点

雷电一直是危害电力系统安全运行的重要因素之一。国家电网公司系统历年电网故障情况统计结果表明，电网遭受雷击引起的故障一直占有较大比例，雷击跳闸次数占输电设备跳闸总次数的第1位，造成输电设备非计划停运次数比例占第2位，仅次于外力破坏，严重影响了电网的安全运行和供电用电的安全可靠性。雷击故障主要表现为绕击和反击两种形式。绕击是指幅值不大的雷电绕开避雷线，直接击中导线引起线路跳闸。反击是指幅值较大的雷电流流经杆塔后，导线横担处电压上升，造成导线绝缘子串两端的电压差超过其雷电耐受电压。输电线路在受到雷击后，会造成线路跳闸，绝缘子击穿、炸裂和灼伤，导地线断股甚至断线等严重事故。

1．4输电线路杆塔控制要点

杆塔是输电线路的支柱，直接关系到工程造价及运行安全。因此，选好杆塔型式是输电线路工程设计的主要内容之一。杆塔设计时应从荷载方面入手，细化荷载，选取合适的高空风压系数、风振系数，合理判断埃菲尔效应对结构的影响。根据给定荷载和电气间隙条件优化塔头尺寸、坡度、铁塔根开、节间布置和节点构造。从工程实际出发进行钢材种类和强度选择，根据塔身各部分的受力特点，结合施工组塔工艺，设置合理的施工用孔。

1．5输电线路杆塔基础控制要点

基础工程是输电线路工程体系的重要组成部分，其设计的优劣直接关系线路工程的安全运行、工程造价控制和工程对环境的影响程度。基础设计必须依据线路工程的地形、地质和施工条件，按照“安全可靠、方便施工、便于运行、注重环保、节省投资”的原则，综合考虑基础型式和设计方案。

2高压输电线路设计中存在的主要问题

在线路路径选择时，由于意识形态和其他方面的限制，设计人员没有充分做好施工地区的考察分析工作，这会对工程设计的效率和质量产生重大影响。甚至一些项目的设计工作因为没有充分考虑到雷电、防雾、降雨、低温等问题，而将输电线路路径选择在环境比较恶劣的地区，会直接造成严重的经济和社会损失。在线路设计中存在不按输电线路电压等级、导／地线型号、气象条件、转角度数等条件选择杆塔型号，出现以大代小或乱用乱代的情况，此时高压输电线路就会有严重的安全隐患，导致线路无法安全稳定运行。

3高压输电线路设计要点建议

3．1做好输电线路路径选择工作

高压输电线路工程路径选择主要按如下原则进行。（1）尽量避免路径走向规划区、矿产开发区域。（2）尽量利用城市、乡镇之间结合部，提高土地利用率；尽可能避开滑坡、崩塌等各种不良地质地段。（3）尽量减少房屋、工厂拆迁，减小对沿线人民群众生活的扰动。（4）收集沿线气象要素进行数理统计分析，结合沿线附近已有线路运行经验和现场覆冰调查情况合理确定气象划分。（5）综合考虑施工、运行等因素，尽量靠近公路及其他交通道路，方便线路施工和运行。（6）细化路径，尽量减少转角个数，在规程允许范围内增大耐张段长度，合理控制杆塔指标。（7）合理选择各类交叉跨越位置。公路、河流、电力线等跨越位置的选择对工程造价有较大影响，应减少交叉跨越已建或待建送电线路，特别是高电压等级的送电线路，在现场踏勘时现场标注已建电力线位置，收集属地电力公司的电网规划，以降低施工过程中的停电损失，提高运行的安全可靠性；对规划中与工程有冲突的待建公路、管线等，应积极与相关设计单位沟通，相互协调路径走向。

3．2做好输电线路绝缘配合工作

在输电线路中，绝缘配合一般遵循以下几点原则。（1）在正常运行（工频）电压作用下，绝缘子应有足够的机电破坏强度，还应具有足够的电气绝缘强度。（2）绝缘子串应能满足内过电压（操作过电压）的校验要求。（3）根据工频过电压或操作过电压确定的绝缘子数量，来估算线路的耐雷水平。（4）对于耐张绝缘子串，由于其所受的机械力比悬垂绝缘子串大，出现零值绝缘子的概率比悬垂串高，而且检修困难，因此，其电气绝缘强度应略高于悬垂串。（5）为保持高塔的耐雷性能，全高超过40m有地线的杆塔，高度每增加10m，应在规程规定的最小片数基础上增加1片相当于高度为146mm的绝缘子，全高超过100m的杆塔，绝缘子片数应根据运行经验结合计算确定。由于高杆塔而增加绝缘子片数时，雷电过电压最小间隙也应相应增大。

3．3做好输电线路防雷设计工作

线路防雷害工作应按照“层层设防，突出重点，因地制宜，兼顾财力”的原则进行，采取有效措施为线路设置有力屏障，防止雷电波的侵入，提高线路的耐雷水平，避免或减少线路绝缘发生闪络，从根本上降低雷击跳闸率。主要有以下措施。（1）架设双避雷线、降低杆塔接地阻抗。（2）装设线路避雷器。对输电线路跨越河流地带以及其他大跨越时推荐安装线路避雷器。（3）减小避雷线保护角。例如规程规定：对于单回路，220kV对边相的保护角不宜大于15°，杆塔上两根避雷线间的距离不应超过导线与避雷线间垂直距离的5倍。（4）增加绝缘子片数，一方面提高线路的绕击耐雷水平，另一方面绝缘子长度增加，使导线高度降低，避雷线保护角减小。（5）合理选择接地装置。

3．4做好输电线路杆塔设计工作

优化杆塔结构布置，通过对塔头布材型式、塔身口宽和坡度、斜材布置夹角等结构布置方案全方面优化设计，降低杆塔重量。合理规划杆塔，根据线路路径断面，进行杆塔预排位，合理规划杆塔使用条件，确保杆塔指标及工程指标的经济合理。

3．5做好输电线路基础设计工作

根据我国目前输电线路杆塔基础工程的设计和施工现状，结合输电线路工程地基及杆塔基础的工程特性，基础方设计时，应遵循下面的原则。（1）充分发挥每种基础型式的特点，针对不同的地形、地质，选择不同的基础型式，当有条件时应优先采用原状土基础（不含桩基础），也可采用钢筋混凝土板式基础或混凝土台阶式基础；当地质条件或地形条件较差时可采用桩基础。（2）在安全、可靠的前提下，尽量做到经济、环保，减少施工对环境的破坏。（3）结合工程地形、地质特点及运输条件，综合分析比较，选择适宜的基础型式，注重施工的可操作性和质量的可控制性。

4结语

在高压输电线路设计中，首先需要对线路路径区域环境进行综合分析研究，尽可能避开自然条件较差的地区，防止恶劣天气对输电线路产生影响；其次应做好防雷绝缘工作，以保证线路的安全稳定；此外还需要做好实地勘测工作，根据现场实际条件合理选用杆塔及基础型式。通过对设计要点控制和优化设计方案，实现提高工程质量、降低工程造价，提高工程经济性和运行安全可靠性的目标。

参考文献

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作者：袁琦 单位：湖南科鑫电力设计有限公司