全寿命周期管理在输电线路设计中的应用

张 易

（河源电力规划设计院，河源 517000）

全寿命周期管理属于现阶段一种先进的、应用较为广泛的制造理念、技术，应用过程中需要对产品规划、设计、生产、营销、运行使用以及维修、回收等全过程进行管理，以此实现产品高质量、高效率的生产与应用。所以使用该种技术设计输电线路可以对方案设计、材料采购、运行调试、维修报废等内容进行优化管理，实现电力企业输电线路设计资金的合理利用，即就是通过以上工作环节实现资产全寿命周期管理，节能降耗，减少线损发生率，保护自然生态环境，提高电力企业的经济和社会收益，增强企业市场竞争力。

1 全寿命周期管理概述

全寿命周期理念即就是把握某种产品生产的全过程，并对该过程中所涉及的所有生产环节进行资源的优化配置与管理，应用科学合理的生产设计方案以及质量性能极佳的原材料进行生产，以此保证产品生产经过全寿命周期管理之后所需的成本较低，产品质量理想[1]。输电线路设计时使用该种理念进行设计管理，需要考虑多方面的因素，除了常规的结构、功能设计要求外，要进行线路规划、电网运行安全等方面的设计，此外设计期间要把握好环境保护、线路质量的要求，确保输电线路能够在该理念指导下实现全寿命周期的最优设计。输电线路设计工作为电力工程建设的首要工作环节，设计工作质量的优劣关系着整个电力工程建设的质量和效率，所以电力企业应用全寿命周期管理理念设计输电线路期间，要使用新技术、新工艺以及新型材料做好规划建设、路径选择、成本计算等设计工作[2]。

2 输电线路应用全寿命周期管理设计分析

2.1 优化线路路径

输电线路设计之前要求设计人员能够深入到施工现场对该地区以及周边区域的地质地貌、水文以及气候等条件进行调查，并且整合电力工程的基本建设资料，综合分析所有资料，依托全寿命周期管理理念，利用地面模型初步确定路径方向，之后再次使用航飞正射影像技术对当前的路径方案进行分析，以此结合分析结果对路径方案再次进行优化，确保经过优化处理的最终线路路径符合工程建设质量以及造价的要求[3]。此外在具体施工阶段，需要使用GPS系统进行定位勘测，据此确定输电线路路径方向上需要拆迁的房屋建筑数量、砍伐的树木量以及确定是否需要避开交通道路、杆塔埋入深度和具体位置、路径区域内是否需要架设铁塔等信息，以便施工单位能够借助于先进技术优势减少线路架设期间过度砍伐树木、大量拆迁、未远离湖泊而建设工程所致的成本、质量、延期施工风险，实现输电线路全过程的有效施工。

2.2 导线和地线选型

首先在导线选型方面，需要根据全寿命周期管理要求选择不同类型的导线，之后从输电线路导线使用标准、是否受电磁干扰、截面积等方面对各个类型导线作以对比，再从导线的力学、电气（电能损失、干扰等）、每年使用费用等角度判断分析导线的具体性能和应用的经济价值，以此选择品质优良、价格合理的导线。选择导线期间年费用法为重要的判断指标，据此可以分析工程项目建设期间投资金额是否经济合理，应用在导线选择中可以根据导线使用年费用计算投资回报率，进而确定导线[4]。其次在地线选型中，输电线路中高压线路容易生成感应电流通路，若线路长时间存在此种通路易造成电能的大量损耗问题，所以需要使用具有绝缘性能的地线进行接地处理，有效预防感应电压造成的感应电流通路问题。其中在地线运行方式选择上主要采用单点接地方式，地线的一端绝缘，另一端则需要穿过杆塔实现接地，此为普通地线接地方法；如果使用的是光纤复合架空地线，则要求线路中间需要绝缘处理，而两端接地时则要通过杆塔。两种地线需要在靠近接续段的区域杆塔上做好换位处理，其中的光纤复合架空地线直接进行接地，而换位后两条线路中间段可以同时实现绝缘，以此使得感应电压和电流的发生风险明显降低，电损问题可以得到妥善解决。地线的选择也需要根据全寿命周期管理理念来进行全寿命周期成本的对比，以此选出最佳的地线。

2.3 基础工程与杆塔的优化设计

结合全寿命周期管理理念来优化基础工程方案设计时，需要重点做好基础工程型式的选择工作，选择过程中要考虑到输电线路路径设计区域内的地质地貌条件，以此确定方案，进行方案优化设计时需要结合以下注意事项来进行：若线路路径范围内的地基属于丘陵地貌，在开展基础工程的桩基础建设中采用斜插入角钢进行钻孔，当丘陵地貌较为平坦时则可以直接使用斜柱板式基础进行作业；若地基属于岩石层时，则需要应用岩石锚杆基础、斜插入角钢岩石基础作业；若地基为软土地基，属于含水量较高的粘土，在开展基础工程作业中则可以使用斜柱板式基础。因此通过对不同地基因地制宜的使用相应的作业方式，不仅可以提高线路架设效率，而且可以减少材料的使用量，输电线路总体的成本可以得到有效的控制与降低。

杆塔在输电线路设计中属于重要设计内容，其材料成本较高，基本占据工程项目全部投资的三分之一，所以在优化设计中需要把握好杆塔使用的型号以及不同型号使用的数量，以此确保全寿命周期内杆塔使用成本的经济性。在优化杆塔时需要对输电线路施工区域内气候、地貌以及工程电压等级等情况做好调查，结合不同区域地形的差异确定各个区域具体使用的杆塔型号，其中的转角耐张塔注意不可过多使用，输电线路走廊宽度也需要合理压缩，要求优化设计后的工程不会影响输电线路架设沿途区域居民的正常生产与生活。同时在规划杆塔时，需要结合最终确定的路径方案内容、工程建设区域地质地貌条件下常用的杆塔类型，来规划符合本地区设计情况的杆塔方案，如果为平地施工区域要进行平腿设计，山地以及丘陵地貌的山区则进行长短腿设计，杆塔基本为直线型。如果部分地区无法使用杆塔则需要设计铁塔方案，即为双回路铁塔，该种铁塔优化设计时需要使用的钢材型号为Q420，属于高强钢材料，作业期间铁塔的自重较轻，耗材情况较之于常规设计使用的钢材量明显减少[5]。

2.4 接地方案优化

当前一些输电线路常规设计期间忽略了接地材料的腐蚀问题，导致线路接地效果较差，在全寿命周期管理的干预下，要求设计人员重视接地材料的防腐蚀处理。通常情况下如果接地线路架设区域属于强腐蚀地基，多采取大直径的接地材料解决该问题，但是从实际情况来看该法不能完全解决接地材料腐蚀问题，而且一般使用5～10年需要进行质量检查与更换，后续维护成本较高。所以可以使用镀铜钢接地材料进行接地处理，将该材料与常规使用的圆钢接地体进行全寿命周期费用比较，结果可知镀铜钢接地材料不仅具有极佳的耐腐蚀性，而且价格合理，成本低。

3 结束语

输电线路设计中应用全寿命周期管理有着良好的应用效果，设计中需要重点考虑和把握的因素较多，所以需要设计人员在对该种管理理念充分认识和理解的基础上，设计出优质的输电线路方案，以此增强电力企业的综合发展实力，提高电能资源利用率，实现低投入与高产出的建设发展目标。