分析高压输变电线路的设计与维护重点

摘 要：高压输变电线路设计与维护是指电力企业在满足经济生产与社会生活的前提下，实现对输变电线路的优化与升级。通过这种方式，不仅能从根本上提升我国电力企业的管理水平，解决其在发展过程中面临的诸多难题，还能实现我国电力机构的优化与升级，促进电力企业的健康发展。对高压输变电线路的设计、维护进行分析与探讨，能够进一步提升我国电力市场的生态环境，保障我国的能源安全，促进我国经济的健康发展。

关键词：高压；输变电线路；设计与维护

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.147

1 设计和维护的原则

高压输变电线路是电能传输、分配的绿色通道，贯穿于发输变配电的各个环节，在整个电网系统电压变换和系统安全方面起着“承上启下”的关键性作用。高压输变电线路的设计和维护应遵循科学性和实用性原则。

首先，高压输变电线路设计和维护应当体现科学性原则。设计的科学性要具有统筹性、综合性、人与自然和谐的特点，统筹线路主体结构的可靠性与生产维护的便利性，综合考虑电力系统的近期目标和远景规划，达到输电线路沿线与自然生态的和谐统一。

其次，高压输变电线路设计与维护必须遵循实用性原则。实用性原则即是对高压输变电线路的设计和维护进行优化，既降低设计与维护方面的资金投入，又提升项目开发的品质，提质增效。

2 高压输变电线路设计的重点

2.1 规划路径及定位

随着全球定位系统、信息影像技术、遥感技术等现代测量、勘测技术的发展，高压输变电线路路径规划和定位有了更加科学合理的手段。从设计角度看，设计人员在全球导航系统的支持下，借助BAESYSTEM技术，能够对规划路径周围地理、地貌、气候条件、生态环境等自然条件有一个细致全面的认识，可提高勘测的准确性和科学性，实现规划路径最优。从工程建设角度看，高压输变电线路具有建设难度大、地理环境复杂、建设周期长、危险性高等特点。科学合理的路径规划，可显著缩短输变电线路长度、有效降低工程建设的难度，减少不良地理环境对工程建设的影响，大大提升电网线路敷设效率。

2.2 杆塔的科学设计

国内高压输变电线路建设一直在路上，且发展迅速。有文献指出，输变电杆塔占据了30%线路建设成本，因此，高压输变电杆塔的设计不仅影响输变电建设的效率和质量，而且对输电线路工程造价及后期运行维护等产生较大影响。因此，设计人员要重视高压输变电线路的设计。只有实现对高压输变电杆塔的科学设计，才能够最大限度地提升高压电力建设工程的开发效率，促进建设工程质量的提高，有效降低资金投入，提高工程投资品质。架空线路使用的铁塔有直线塔、转角塔、终端塔、换位塔等特种功能塔。输变线路设计时，杆塔搭配需要重点研究，杆塔的搭配要根据线路节点、地理环境和电力传输要求确定。因此，在杆塔设计的过程中，采用极限设计法，将杆塔设计与所处的周边环境及电力线路的实际需求结合起来，进行综合考量，在设计之初，确定电杆塔的极限值，对载荷系数、材料强度及工作条件等因素综合考虑，如此设计出来的杆塔才能适应任何工况，确保杆塔的运行的安全性与稳定性，提升电网可靠性，促进我国高压电网的健康发展，实现我国能源体系的多元化，保证我国能源安全。

2.3 导线材料的选择

架空导线是电力传输的直接载体，输变电导线材料直接决定了电力损耗、电力传输效率、架空线路的质量。选择合适的导线材料，对电力传输的安全性和可靠性起决定性作用。导线材料的选择主要考虑以下问题：电流密度、电晕、耐用性以及外界影响因素进行探讨，例如：气候条件及电磁干扰等对导线性能的影响。工程实践证明，在1000米及以下海拔假设输变电线路，推荐使用铝绞线，电晕对电力传输质量的影响可不计。目前，铜线或符合金属导线是我国主要导线材料。铝导线具有质轻电阻小的特点，电力损耗小，输电效率高。标准指出，导线与地线的设计时安全系数要大于2.5。值得注意的是，导线安全系数通常低于地线，从安全角度考虑，设计人员应该对输电线悬挂点的张力进行数值计算，保证设计的科学性。地线材料应该选用镀锌钢绞线和复合型绞线。选择导线材料时，应该提出绝缘防护的要求，以保证电力传输的安全可靠。

3 高压输变电线路维护的重点

高壓输变电线路为国民经济发展提供了源源不断的清洁能源，我国目前已建成多条大容量、超距离传输的输变电线路，长期的在线工作会出现一些故障，例如：风偏、线震、污闪等，严重影响电力传输质量和电网安全。因此，加强高压输变电线路的维护成为电力企业的紧要任务。

3.1 质量的维护

通常高压输变电线路暴露于自然环境中，地理环境复杂，线路沿途气候多样。针对不同环境条件下采用不同的维护方式对提升整个线路的工作可靠性和稳定性意义重大。高压输变电线路质量的维护分为以下几个方面：（1）地下水位较深地段的维护。地下水侵入杆内易造成杆塔侵蚀，因此要做好防水措施。常规做法是对杆顶或杆低进行封堵密封，防止地下水或雨污侵入腐蚀。（2）冰冻期的维护。冰冻期来临之前，维护人员及时对线杆进行检查，对出现积水的电杆积极采取排水措施。通常在电杆根部距地面10-20CM开小孔排水，若出现土壤封冻层较厚，可以用铁管引水的方法解决。（3）塔杆质量维护。杆塔进场或立杆之前要仔细检查杆塔质量，存在质量缺陷，必须在立杆前对质量缺陷进行修复；杆塔组立过程中需小心操作，避免暴力作业导致的杆塔的损坏。

3.2 杆塔的维护

输电线路杆塔是架空线路的支撑系统，其安全可靠工作是保证高压输变电架空线路系统安全、经济、稳定运行的保证。近年来电力输送压力的陡增为杆塔的维护带来了一定难度，表现在恶劣工况与周边复杂地理、气候环境的难度；塔架更高、塔基占地面更广、立塔环境险恶；新设备投运、输电可靠性要求更高与运维难度更大的矛盾。因此，需要从多个方面入手，搞好杆塔线路的维护。首先，应加强制度建设、制度管理、制度执行。杆塔的维护必须遵守电力行业有关标准和规程，做好巡检和反事故措施工作。线路运行维护要落实设备缺陷管理制度，做到发现设备缺陷及时记录、及时上报，分类处理、尽快解决。做好计划管理制度，提前做好运维年度、季度、月度计划，并做好准备工作。运行部门应做好线路运行故障分析统计工作，掌握故障机理、总结经验，提高专业管理水平。其次，搞好线路管理，改进运维措施。2008年的冰冻灾害对输变电线路的损害仍然记忆犹新。自然灾害面前，我们应该加强与气象、水利、自然资源等有关部门的专业合作，建立自然灾害预警机制，做到自然灾害可预测、有预警、能防范、最大限度降低自然灾害对输变电线路设施的破坏。加强电力设施保护宣传工作，防止外力破坏。

3.3 绝缘的维护

高压输变电线路的维护属于高压带电作业，危险性较大，因此必须按照高压带电作业要求，提前检查绝缘工具是否完好、质量是否满足国家标准。同时，要求所有的工作人员持证上岗，严格按照高压电工作业要求按步骤进行作业，核对线路名称和标号，确认无误方可挂地线。输变电线路绝缘的维护重点做好以下几个方面：（1）实施维修作业时，作业人员与带电体之间的距离在安全边界以外，并且具有安全可靠的防护措施，例如同杆近距离作业或交叉穿越等存在防护困难的作业时，应主动采取停电措施，防止出现误碰触电造成人员财物损害。（2）实施接地操作时，作业班组按照安全操作规程将线路的名称、标号核实无误，拉闸已停方可挂地线，防止误登带电线路杆塔设备接地线，同时做好安全防护措施。（3）带电维护作业前，检查作业工具绝缘是否合格，质量是否达标，作业人员是否熟悉操作規程。作业时，作业人员应该严格按照安全操作规定进行各种作业。（4）设置专责监护岗位，安排专责监护人员积极协助作业人员，保证安全监督的行之有效。

3.4 科学的运维体系

科学的运维体系对保证输变电线路的运行的质量和水平意义重大。从能源供应角度看，其不仅能够提升电力事故的处理效率，保障电力系统的平稳运行而且降低电力事故对国民经济造成的损失和破坏，构建一个更为环保高效的能源供应体系。

随着无人机、智能巡航机器人等高科技装备的发展为高压输变电线路提供了更加便利安全的的运维方式和手段。借助先进的仪器设备，工作人员能够尽早发现输变电线路中存在的问题，并及时处理题。先进的设备带来的不仅是工作效率的提升，更多的是带来运维方式和体系的变化。电压等级的提高，必然导致输变电线路的复杂，铁塔越来越高，越来越大，建立科学的运维体系更加紧迫且必然。

4 总结

高压输变电线路在我国电力运行中具有非常重要的意义。且随着技术水平的提高其设计与维护要求也不断提升，本文分析高压输变电线路设计与维护的重点，就输变电线路与维护提出了几点建议。高压输变电线路的运行和维护属于危险性较大工程，需要设计人员、作业人员与运行维护人员多方共同的努力，以期能够提高电路运行质量、保证输电以及作业安全。

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作者简介：关云萍（1986-），女，满族，黑龙江哈尔滨人，本科，工程技术人员，研究方向：输电线路工程设计。