輸電線路設計優化分析范文

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【摘要】湖區的特點是海拔較低、地勢平坦、地基承載力較差、風速較大，為保障湖區正常用電，本研究主要針對湖區特點對輸電線路設計進行特殊性分析，并結合現狀，針對當前湖區線路設計中的不足進行改進；從桿塔基礎方面、導線設計方面以及防雷設計方面，細化闡述湖區輸電線路設計優化措施，以期為湖區輸電線路運行安全水平提供支持。

【關鍵詞】湖區；地耐力差；風速大；易受雷擊；設計優化

近年來，用電需求日益增加，這一變化對電力系統的供電能力、供電安全提出了較高的要求。湖區作為一類特殊區域，其在氣候條件、地理環境等方面，與其他區域存在一定的差異，這些差異對湖區輸電線路設計工作提出了新的要求。因此，分析湖區輸電線路設計的優化具有一定的必要性。

1湖區輸電線路設計的特殊性

相對其他地區而言，湖區輸電線路設計的特殊性體現在以下幾方面：①風速問題。輸電線路運行后，風力容易影響輸電線路的穩定性，如設計階段未考慮好風速問題，可能會造成相關故障問題。相對于平原地區而言，湖區基本風速較高，在設計階段，應適當增加湖區的設計基本風速水平，以確保輸電線路設計方案契合湖區的實際風力狀況。②桿塔基礎問題。湖區的地質多以淤泥質粘土、粉質粘土為主，地基承載力較差，地下水位較高，水質對基礎有一定程度的腐蝕性，輸電線路投運后常出現桿塔整體沉降、基礎不均勻沉降等問題，威脅輸電線路安全，設計時需對桿塔基礎進行特殊考慮。③覆冰較輕、雷擊率較嚴重。湖區往往位于平原地帶，海拔較低，地勢平坦，氣候受水域影響較大，冬季導地線的覆冰厚度一般較??；同時由于地勢平坦，桿塔組立后會有“突出”效應，易遭受雷擊。基于上述狀況，在設計階段，應充分考慮湖區輸電線路架設施工的特殊性，確保輸電線路設計方案，能夠滿足施工階段對施工組織、作業管理等的要求。

2湖區輸電線路設計現狀分析

結合當前湖區輸電線路設計工作來看，其設計工作中存在的不足主要包含以下幾種：

2.1桿塔基礎設計

在湖區輸電線路中，桿塔基礎無疑是一種重要的支撐構件。與丘陵地區等區域相比，湖區在自然氣候、水文條件等環境因素方面的特殊性：桿塔基礎更容易出現腐蝕、開裂等問題。從湖區輸電線路設計層面來看，在桿塔選擇方面，部分設計并未充分考慮湖區環境濕度大、風速大等特征，對桿塔基礎的腐蝕作用。隨著湖區桿塔基礎使用時間的延長，其出現腐蝕、開裂等問題的頻率較高。因此，加強湖區輸電線路的桿塔基礎設計優化，具有一定的必要性。

2.2導線設計

導線作為電力輸送的主體，其性能與輸電線路的運行安全存在密切關聯。結合當前湖區輸電線路設計現狀來看，由于受到前期調查工作開展不足、缺乏設計經驗等因素的影響，部分湖區輸電線路設計方案的導線在運行階段，表現出了不同的問題。如導線規格選擇不當，影響其抗風性能，進而誘發相關故障。因此，在后續湖區輸電線路設計工作中，應在充分重視這類問題的基礎上，加強導線的優化設計，以保障湖區輸電線路的整體設計質量及運行安全。

2.3防雷設計

結合當前湖區輸電線路設計現狀來看，湖區輸電線路在防雷設計方面也存在一定的問題，具體體現為：①特殊氣候環境對線路防雷性能的影響。與其他地區相比，湖區的氣候環境較為特殊。架設輸電線路后，在實際運行期間，如前期并未做好輸電線路設計。②特殊地理環境對線路防雷設計提出的要求。丘陵地區的多山特征具有一定的避雷作用，而相比之下，湖區地勢相對平坦，其對線路防雷設計的要求更高。如輸電線路設計未充分重視這一問題，則可能面臨一定的雷擊事故風險。

3設計優化措施

這里主要從以下幾方面入手，針對湖區輸電線路的優化進行分析和研究：

3.1桿塔基礎方面

桿塔基礎作為湖區輸電線路方案的基本構成，其設計合理性，與湖區輸電線路的整體防雷能力、輸電安全水平等存在密切關聯。結合當前湖區輸電線路的桿塔基礎設計現狀來看，桿塔基礎設計因未充分考慮湖區氣候條件、地理環境等因素，而易產生腐蝕、開裂、沉降等問題。為了保障桿塔基礎功能的正常發揮，在湖區輸電線路設計中，應加強對以下幾種要點的處理：（1）桿塔基礎材質選擇。根據湖區輸電線路所處環境的特殊性，在選擇桿塔基礎材料時，宜選擇具有良好耐腐蝕、強度高、抗老化作用的材料。如可選擇聚氨酯復合材料制成的桿塔，作為輸電線路的支撐。（2）桿塔基礎防雷性能分析。位于湖區的桿塔基礎多采用高桿、高塔，以確保輸電線路的對地距離充足。以某跨湖高壓線路為例，其采用的高塔呼高達40m以上。如圖1所示，高桿塔雖然滿足了湖區輸電線路的對地距離要求，但基于高度與引雷范圍之間的密切關聯，湖區的高桿塔的反擊閃絡率較高。此外，由于湖區環境濕度較大，在雷雨天氣中，湖區范圍內的桿塔基礎容易引導大電流雷電落雷。對此，加強桿塔基礎的防雷性能分析，具有一定的必要性。在設計階段，為了減少雷擊事故對桿塔基礎的影響，應重視桿塔基礎的防雷設計。具體而言，可行的優化設計思路為：依據湖區現場的雷區危險程度分布，確立差異化的桿塔防雷設計方案。在Ⅳ級雷區，采用大盤徑雙串絕緣子布設桿塔基礎，并于桿塔基礎適宜位置，布設空氣間隙型避雷器、接閃器。此外，還可通過適當加長接地網敷設長度的形式，降低湖區Ⅳ級雷區的接地電阻。而在Ⅲ級雷區范圍內，采用大盤徑雙串絕緣子替代傳統絕緣子，并加設塔頭側針，以發揮引雷作用。

3.2導線設計方面

導線設計無疑是湖區輸電線路設計優化的關鍵所在。根據湖區的氣候特征，可將導線設計部分的優化要點確定為：（1）抗風優化設計。在湖區，輸電線路的抗風振、風舞是影響輸電線路運行安全的關鍵所在。為了避免出現上述狀況，在前期設計階段中，可參照湖區的實際風速等相關信息，確定基本風速參數，并以此為依據，采取安裝預絞絲、防振錘，相間間隔棒等措施防止導地線振動及舞動。（2）防雷優化設計方面。相對于平原地區而言，湖區在地理條件方面的特殊性決定著：該區域的輸電線路更容易出現雷擊問題。這一狀況對導線設計提出了較高的要求。對此，可結合湖區相關氣候信息及輸電線路運行安全信息，確定導線的恰當絕緣參數，一次為基礎，保障線路的整體耐雷性。

3.3設計質量評估方面

完善的設計質量評估環節，是保障湖區輸電線路設計質量的關鍵所在。因此，在實踐設計工作中，應充分加強對湖區輸電線路設計質量的重視，通過對湖區輸電線路方案的多維度分析，確定可靠的質量評估數據[3]。例如，可分別從抗雷、抗風等方面，評估湖區輸電線路的設計質量。在防雷效果方面，可借助模擬實驗形式，分別確定當前湖區輸電線路方案在導線、桿塔基礎等要素方面的防雷狀況，并以整個輸電線路方案為參照，展開可靠的防雷效果模擬分析，將分析結果與預期設計目標進行對比，如二者存在差異，應考慮進一步優化湖區輸電線路的設計方案。而在抗風設計方面，評估工作應重點結合湖區理念輸電線路的基本風速等信息，綜合展開評估。逐一確定湖區輸電線路導線、地線的風耐狀況，判斷大風帶來的振動、舞動等問題，對輸電線路性能及安全性的影響。

4結論

綜上所述，加強湖區輸電線路設計的優化具有一定的必要性。為了提升輸電線路設計方案與湖區輸電要求之間的契合性，應在充分把握湖區氣候、輸電要求等特征的基礎上，運用恰當的策略，加強湖區輸電線路設計的優化。此外，還應注意評估湖區輸電線路的運行質量，及時確定更新方案，以保障湖區的正常用電。

參考文獻

[1]李俸祺.電力工程高壓輸電線路設計要點解析[J].建材與裝飾，2019（16）：279-280.

[2]代光燦.淺談高壓輸電線路設計工作中應注意的要點[J].低碳世界，2019，9（3）：92-93.

[3]劉慶.高海拔山區輸電線路抗風主動防災關鍵技術研究[J].科技資訊，2019，17（1）：43+45.

作者：曾健 單位：國網湖南省電力公司益陽供電分公司