架空輸電線路設(shè)計(jì)探析范文

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摘要：輸電線路作為溝通供電與用電的樞紐，擔(dān)負(fù)著分配、輸送電能的作用，影響著電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此在設(shè)計(jì)220kV架空輸電線路時(shí)必須要科學(xué)、合理。從導(dǎo)線選型、桿塔設(shè)計(jì)、路徑選擇、防雷設(shè)計(jì)等方面出發(fā)，分析了220kV架空輸電線路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并總結(jié)了設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：輸電線路；導(dǎo)線選型；桿塔設(shè)計(jì)；路徑選擇

220kV輸電線路設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)不僅復(fù)雜且系統(tǒng)的工程，必須嚴(yán)格按照一定的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，尊重地區(qū)的實(shí)際條件，并且充分考慮輸電線路設(shè)計(jì)的方方面面，比如導(dǎo)線選型、桿塔設(shè)計(jì)、路徑選擇等，做好充足的施工準(zhǔn)備，并不斷提高輸電線路設(shè)計(jì)水平，以實(shí)行經(jīng)濟(jì)性、可行性、安全性兼具的輸電線路。

1220kV架空輸電線路的簡(jiǎn)述

輸電是用變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能升壓后，再經(jīng)斷路器等控制設(shè)備接入輸電線路來(lái)實(shí)現(xiàn)。按所輸送電能載荷的高低劃分，輸電線路通常有超高壓、高壓和低壓3種，即輸送電能容量越高的線路，其所使用的電壓就越高。220kV架空輸電線路主要是實(shí)現(xiàn)電能的跨流域和地區(qū)調(diào)動(dòng)分配，以錯(cuò)開各個(gè)地區(qū)的用電高峰，避免某一地區(qū)因持續(xù)用電強(qiáng)度過大而導(dǎo)致線路長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷工作，以便增強(qiáng)電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性。

2220kV架空輸電線路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

2.1220kV架空輸電線路的導(dǎo)線選型

目前，鋼芯鋁絞線導(dǎo)線在我國(guó)應(yīng)用最為廣泛。鋼芯鋁絞線是指內(nèi)部為鋼線而外部為鋁線，2種材質(zhì)絞制而成的一種導(dǎo)線。這種導(dǎo)線的特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度好，能滿足220kV電能輸送的要求。但是在實(shí)際中，由于導(dǎo)線部分通常需要在電桿上架設(shè)，直接在外部環(huán)境中暴露，需要長(zhǎng)期承受來(lái)自外部環(huán)境的日照、溫度和惡劣天氣的侵蝕和破壞，加上導(dǎo)線自身?yè)]發(fā)氣體的侵蝕，更為重要的是，其自身質(zhì)量也會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生相應(yīng)變化，因此對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行選擇的過程中，不僅需要對(duì)電氣性能和導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度加以考慮，還需要依據(jù)輸電線路四周環(huán)境加以選擇。此外，導(dǎo)線表面嚴(yán)禁出現(xiàn)任何腐蝕斑點(diǎn)和夾雜物，充分保證導(dǎo)線均勻、緊密絞合。導(dǎo)線產(chǎn)品應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家GB/T1179—2008的要求選擇。

2.2220kV架空輸電線路的桿塔設(shè)計(jì)

桿塔在輸電線路中起著重要的結(jié)構(gòu)支撐作用，在保證符合電磁場(chǎng)與絕緣安全限制條件的要求下支撐架空輸電線路的地線與導(dǎo)線。桿塔的搭建在整個(gè)線路施工中占有非常大的比例，是線路架設(shè)的前提，而桿塔類型不同，其運(yùn)輸時(shí)間與費(fèi)用、占地面積、施工工期及建設(shè)造價(jià)方面都會(huì)產(chǎn)生很大的差別，所以，對(duì)桿塔的基礎(chǔ)類型加以確定是桿塔設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在桿塔的基礎(chǔ)選型以及施工的過程中，不僅應(yīng)該確保其相關(guān)設(shè)計(jì)符合一系列科學(xué)性標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)性要求，還應(yīng)該具體結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況與施工外部環(huán)境情況來(lái)予以選擇，并最終計(jì)算出工程的整體造價(jià)。

2.3220kV架空輸電線路的路徑選擇

2.3.1選線步驟一：按圖索引步驟輸電線路設(shè)計(jì)中的路徑選擇，首先要實(shí)事求是對(duì)設(shè)計(jì)中所有可能的線路沿線進(jìn)行綜合性的分析考察。可預(yù)先在地圖上選擇多種路線方案，且使用的地圖需詳細(xì)、可靠。從起點(diǎn)標(biāo)注到終點(diǎn)落定，其間的中轉(zhuǎn)點(diǎn)塔位是關(guān)鍵。這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)有3個(gè)方面的因素要考慮：①考慮中轉(zhuǎn)點(diǎn)塔位對(duì)沿途相關(guān)設(shè)施的影響，比如各種水利設(shè)施、軍事設(shè)施、重要管道等；②根據(jù)當(dāng)?shù)剡h(yuǎn)景建設(shè)規(guī)劃，兼顧國(guó)家政策考慮將來(lái)城市、農(nóng)村建設(shè)需要以及自身電力發(fā)展需要；③考慮當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件是否適合電力線路的架設(shè)。在考慮以上3方面的因素的前提下，可設(shè)計(jì)多條線路方案以備選擇。將線路方案提交有關(guān)部門以及面對(duì)社會(huì)廣泛地征集意見，對(duì)收集的意見進(jìn)行綜合性和科學(xué)性的處理，最終得出一個(gè)完整、經(jīng)濟(jì)的選擇結(jié)果。

2.3.2選線步驟二：現(xiàn)場(chǎng)選線步驟線路的大體方向在按圖索引中已經(jīng)確認(rèn)。此外，還需要具體現(xiàn)場(chǎng)定線、定位的落實(shí)。由于科學(xué)的進(jìn)步，現(xiàn)行定線、定位工作大多數(shù)已經(jīng)采用GPS測(cè)量方式，舊式的經(jīng)緯儀及全站儀很少使用。這給線路的定線、定位工作帶來(lái)了極大的便利，提升了其精確度。一些技術(shù)較為先進(jìn)的單位更是結(jié)合衛(wèi)星地圖來(lái)快速做好定線定位工作。在現(xiàn)場(chǎng)選線過程中，對(duì)位置較為特殊的塔位要進(jìn)行評(píng)估判斷，保證塔位的合理性、成立性，對(duì)一些較大轉(zhuǎn)角、跨越點(diǎn)、大跨越進(jìn)行物理上的技術(shù)計(jì)算，以保證其安全運(yùn)行；對(duì)于超高壓輸電線路，應(yīng)考慮設(shè)置牽引機(jī)等設(shè)備的場(chǎng)地要求。

2.4220kV架空線路走廊的設(shè)計(jì)優(yōu)化

目前，城市的使用空間越來(lái)越緊張，導(dǎo)致用地走廊的使用也受到限制。在社會(huì)高速發(fā)展的背景下，為了滿足大量的用電需求，在新建高壓架空線路時(shí)可運(yùn)用同塔多回、雙回的架設(shè)方式，在設(shè)計(jì)鐵塔類型的過程中可以運(yùn)用窄基銅管塔或者鋼管桿等設(shè)計(jì)方案，以保證城市居民的用電需求。

2.5220kV架空輸電線路的防雷設(shè)計(jì)

在電力系統(tǒng)施工過程中，防雷設(shè)計(jì)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，在線路設(shè)計(jì)中也不例外。針對(duì)不同的線路設(shè)計(jì)規(guī)劃，應(yīng)該選擇不同的防雷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。其中，在220kV架空輸電線路的防雷設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)加大對(duì)風(fēng)雷裝置的應(yīng)用力度，并通過對(duì)各類裝置的配合使用，有效提升整個(gè)輸電線路的穩(wěn)定性和安全性。在此過程當(dāng)中，為確保避雷線應(yīng)用于220kV輸電線路過程中的屏蔽效果得以有效加強(qiáng)，要選擇合適的繞機(jī)率。如果繞機(jī)率不合理，雷電無(wú)法繞過避雷線而直接擊中220kV輸電線路導(dǎo)線。還有一個(gè)方面的問題需要重點(diǎn)關(guān)注，即避雷線架設(shè)安裝過程當(dāng)中邊導(dǎo)線位置相對(duì)應(yīng)避雷線的保護(hù)角角度也應(yīng)當(dāng)合理控制。一般情況下，宜將其控制在20°～30°范圍之內(nèi)，且做好避雷線的接地處理。

3220kV架空輸電線路設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

3.1線路走廊寬度的設(shè)計(jì)

為減少線路走廊的寬度和占地面積，在進(jìn)行架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)應(yīng)盡可能多地采用多回路設(shè)計(jì)方案。對(duì)于必須采用單回路設(shè)計(jì)的線路區(qū)段，可以通過選擇“干”字塔或者貓頭塔型的桿塔來(lái)控制走廊的寬度，以實(shí)現(xiàn)線路走廊的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.2控制電磁輻射對(duì)線路造成的影響

220kV架空輸電線路在工作中會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生一定程度的電磁輻射，這種電磁輻射可能會(huì)引起電場(chǎng)效應(yīng)，從而造成線路安全隱患，也會(huì)對(duì)周圍電磁信號(hào)的接收產(chǎn)生干擾，影響周圍電氣設(shè)備的正常使用。在設(shè)計(jì)線路時(shí)，應(yīng)該強(qiáng)化對(duì)電線線路的電感控制，保持控制桿塔與地面的安全距離，做好電氣絕緣的配合工作，并且應(yīng)安排專人采取相應(yīng)的措施進(jìn)行檢測(cè)，將電磁輻射的程度降至安全范圍內(nèi)，防止對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全造成傷害的情況發(fā)生。

3.3對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià)

對(duì)220kV架空輸電線路進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)輸電線路與原有環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一予以高度重視，不僅需要對(duì)周邊區(qū)域的水文環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害等環(huán)境作出合理、客觀的評(píng)價(jià)，還需要通過文物調(diào)查和防洪影響調(diào)查等一系列措施就輸電線路對(duì)環(huán)境中存有的人文景觀、水利工程和地下礦藏等的潛在影響作出事前評(píng)價(jià)。這種對(duì)環(huán)境的深入了解，便于在施工中避開地質(zhì)斷裂帶、陡坡、滑坡、沖溝、塌方等地段，保證220kV架空輸電線路的施工能夠按照施工設(shè)計(jì)圖進(jìn)行。

4結(jié)束語(yǔ)

總之，220kV輸電線路對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行起著極為重要的作用。因此，探討220kV架空輸電線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)有著相當(dāng)大的價(jià)值，是保障電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)作的根本。在進(jìn)行架空輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須要準(zhǔn)確把握輸電線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，因地制宜地合理優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。此外，還需注意線路走廊寬度的設(shè)計(jì)、電磁輻射對(duì)線路的影響以及環(huán)境影響等事項(xiàng)。只有這樣，才能有效地保障輸電線路運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，為我國(guó)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供基本保障。

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作者：梁國(guó)銳 單位：廣州市電力工程設(shè)計(jì)院有限公司