输电线路设计优化分析范文

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【摘要】湖区的特点是海拔较低、地势平坦、地基承载力较差、风速较大，为保障湖区正常用电，本研究主要针对湖区特点对输电线路设计进行特殊性分析，并结合现状，针对当前湖区线路设计中的不足进行改进；从杆塔基础方面、导线设计方面以及防雷设计方面，细化阐述湖区输电线路设计优化措施，以期为湖区输电线路运行安全水平提供支持。

【关键词】湖区；地耐力差；风速大；易受雷击；设计优化

近年来，用电需求日益增加，这一变化对电力系统的供电能力、供电安全提出了较高的要求。湖区作为一类特殊区域，其在气候条件、地理环境等方面，与其他区域存在一定的差异，这些差异对湖区输电线路设计工作提出了新的要求。因此，分析湖区输电线路设计的优化具有一定的必要性。

1湖区输电线路设计的特殊性

相对其他地区而言，湖区输电线路设计的特殊性体现在以下几方面：①风速问题。输电线路运行后，风力容易影响输电线路的稳定性，如设计阶段未考虑好风速问题，可能会造成相关故障问题。相对于平原地区而言，湖区基本风速较高，在设计阶段，应适当增加湖区的设计基本风速水平，以确保输电线路设计方案契合湖区的实际风力状况。②杆塔基础问题。湖区的地质多以淤泥质粘土、粉质粘土为主，地基承载力较差，地下水位较高，水质对基础有一定程度的腐蚀性，输电线路投运后常出现杆塔整体沉降、基础不均匀沉降等问题，威胁输电线路安全，设计时需对杆塔基础进行特殊考虑。③覆冰较轻、雷击率较严重。湖区往往位于平原地带，海拔较低，地势平坦，气候受水域影响较大，冬季导地线的覆冰厚度一般较小；同时由于地势平坦，杆塔组立后会有“突出”效应，易遭受雷击。基于上述状况，在设计阶段，应充分考虑湖区输电线路架设施工的特殊性，确保输电线路设计方案，能够满足施工阶段对施工组织、作业管理等的要求。

2湖区输电线路设计现状分析

结合当前湖区输电线路设计工作来看，其设计工作中存在的不足主要包含以下几种：

2.1杆塔基础设计

在湖区输电线路中，杆塔基础无疑是一种重要的支撑构件。与丘陵地区等区域相比，湖区在自然气候、水文条件等环境因素方面的特殊性：杆塔基础更容易出现腐蚀、开裂等问题。从湖区输电线路设计层面来看，在杆塔选择方面，部分设计并未充分考虑湖区环境湿度大、风速大等特征，对杆塔基础的腐蚀作用。随着湖区杆塔基础使用时间的延长，其出现腐蚀、开裂等问题的频率较高。因此，加强湖区输电线路的杆塔基础设计优化，具有一定的必要性。

2.2导线设计

导线作为电力输送的主体，其性能与输电线路的运行安全存在密切关联。结合当前湖区输电线路设计现状来看，由于受到前期调查工作开展不足、缺乏设计经验等因素的影响，部分湖区输电线路设计方案的导线在运行阶段，表现出了不同的问题。如导线规格选择不当，影响其抗风性能，进而诱发相关故障。因此，在后续湖区输电线路设计工作中，应在充分重视这类问题的基础上，加强导线的优化设计，以保障湖区输电线路的整体设计质量及运行安全。

2.3防雷设计

结合当前湖区输电线路设计现状来看，湖区输电线路在防雷设计方面也存在一定的问题，具体体现为：①特殊气候环境对线路防雷性能的影响。与其他地区相比，湖区的气候环境较为特殊。架设输电线路后，在实际运行期间，如前期并未做好输电线路设计。②特殊地理环境对线路防雷设计提出的要求。丘陵地区的多山特征具有一定的避雷作用，而相比之下，湖区地势相对平坦，其对线路防雷设计的要求更高。如输电线路设计未充分重视这一问题，则可能面临一定的雷击事故风险。

3设计优化措施

这里主要从以下几方面入手，针对湖区输电线路的优化进行分析和研究：

3.1杆塔基础方面

杆塔基础作为湖区输电线路方案的基本构成，其设计合理性，与湖区输电线路的整体防雷能力、输电安全水平等存在密切关联。结合当前湖区输电线路的杆塔基础设计现状来看，杆塔基础设计因未充分考虑湖区气候条件、地理环境等因素，而易产生腐蚀、开裂、沉降等问题。为了保障杆塔基础功能的正常发挥，在湖区输电线路设计中，应加强对以下几种要点的处理：（1）杆塔基础材质选择。根据湖区输电线路所处环境的特殊性，在选择杆塔基础材料时，宜选择具有良好耐腐蚀、强度高、抗老化作用的材料。如可选择聚氨酯复合材料制成的杆塔，作为输电线路的支撑。（2）杆塔基础防雷性能分析。位于湖区的杆塔基础多采用高杆、高塔，以确保输电线路的对地距离充足。以某跨湖高压线路为例，其采用的高塔呼高达40m以上。如图1所示，高杆塔虽然满足了湖区输电线路的对地距离要求，但基于高度与引雷范围之间的密切关联，湖区的高杆塔的反击闪络率较高。此外，由于湖区环境湿度较大，在雷雨天气中，湖区范围内的杆塔基础容易引导大电流雷电落雷。对此，加强杆塔基础的防雷性能分析，具有一定的必要性。在设计阶段，为了减少雷击事故对杆塔基础的影响，应重视杆塔基础的防雷设计。具体而言，可行的优化设计思路为：依据湖区现场的雷区危险程度分布，确立差异化的杆塔防雷设计方案。在Ⅳ级雷区，采用大盘径双串绝缘子布设杆塔基础，并于杆塔基础适宜位置，布设空气间隙型避雷器、接闪器。此外，还可通过适当加长接地网敷设长度的形式，降低湖区Ⅳ级雷区的接地电阻。而在Ⅲ级雷区范围内，采用大盘径双串绝缘子替代传统绝缘子，并加设塔头侧针，以发挥引雷作用。

3.2导线设计方面

导线设计无疑是湖区输电线路设计优化的关键所在。根据湖区的气候特征，可将导线设计部分的优化要点确定为：（1）抗风优化设计。在湖区，输电线路的抗风振、风舞是影响输电线路运行安全的关键所在。为了避免出现上述状况，在前期设计阶段中，可参照湖区的实际风速等相关信息，确定基本风速参数，并以此为依据，采取安装预绞丝、防振锤，相间间隔棒等措施防止导地线振动及舞动。（2）防雷优化设计方面。相对于平原地区而言，湖区在地理条件方面的特殊性决定着：该区域的输电线路更容易出现雷击问题。这一状况对导线设计提出了较高的要求。对此，可结合湖区相关气候信息及输电线路运行安全信息，确定导线的恰当绝缘参数，一次为基础，保障线路的整体耐雷性。

3.3设计质量评估方面

完善的设计质量评估环节，是保障湖区输电线路设计质量的关键所在。因此，在实践设计工作中，应充分加强对湖区输电线路设计质量的重视，通过对湖区输电线路方案的多维度分析，确定可靠的质量评估数据[3]。例如，可分别从抗雷、抗风等方面，评估湖区输电线路的设计质量。在防雷效果方面，可借助模拟实验形式，分别确定当前湖区输电线路方案在导线、杆塔基础等要素方面的防雷状况，并以整个输电线路方案为参照，展开可靠的防雷效果模拟分析，将分析结果与预期设计目标进行对比，如二者存在差异，应考虑进一步优化湖区输电线路的设计方案。而在抗风设计方面，评估工作应重点结合湖区理念输电线路的基本风速等信息，综合展开评估。逐一确定湖区输电线路导线、地线的风耐状况，判断大风带来的振动、舞动等问题，对输电线路性能及安全性的影响。

4结论

综上所述，加强湖区输电线路设计的优化具有一定的必要性。为了提升输电线路设计方案与湖区输电要求之间的契合性，应在充分把握湖区气候、输电要求等特征的基础上，运用恰当的策略，加强湖区输电线路设计的优化。此外，还应注意评估湖区输电线路的运行质量，及时确定更新方案，以保障湖区的正常用电。

参考文献

[1]李俸祺.电力工程高压输电线路设计要点解析[J].建材与装饰，2019（16）：279-280.

[2]代光灿.浅谈高压输电线路设计工作中应注意的要点[J].低碳世界，2019，9（3）：92-93.

[3]刘庆.高海拔山区输电线路抗风主动防灾关键技术研究[J].科技资讯，2019，17（1）：43+45.

作者：曾健 单位：国网湖南省电力公司益阳供电分公司