高压输变电线路的设计与维护要点的研究

龚金栋

（国网湖南省电力有限公司常德供电分公司电力技术经济研究所 湖南常德 415000）

引言

电能是推动社会进步，促进社会经济增长的重要能源。高压输变电线路作为电厂、变电站之间电能分配与传送的重要载体，在我国电力事业建设与发展中发挥着至关重要的作用。高压输变电线路设计不可理，运行维护管理质量低下，将严重影响电网安全与稳定，形成电网安全事故，制约社会与电力企业优化发展。因此，有必要加强高压输变电线路设计要点与维护要点的研究，提升线路设计与维护质量与效率，增强电力企业整体服务质量，提升供电稳定性与安全性。

1 高压输变电线路设计与维护的重要性

高压输变电线路（High voltage transmission and transformation line）是电力系统中的重要组成部分。高压输变电线路架设是满足高压输变电需求，实现电力资源在电厂与变电站之间、变电站与变电站之间科学分配与传递的重要举措。从当前我国电力发展情况来看，电力的输送形式主要由以下几种：①利用220kV电压进行传递距离在200～300km的电力输送；②利用110kV电压进行传递距离在100km的电力输送；③利用35kV电压或66kV电压进行传递距离在50km的电力输送；④利用10kV或12kV电压进行传递距离在15～20km的电力输送[1]。其中电压为220kV、110kV时，所应用的输电线路则被称之为“高压输电线路”。由于我国地域辽阔，村庄分布不集中，在电力传递过程中，不可避免存在远距离传输现象，需要通过提升电压进行电力输送，并通过变电处理降低电压满足用户安全用电需求，部分地区超高压输电（330～750kV）、特高压输电（1000kV以上）现象。由此可见，高压输变电线路已经成为我国电力事业的动脉所在，肩负电力事业重要使命。而高压输变电线路设计与维护则作为高压输变电线路规划与管理工作中的重要环节，通过高压输电点线路设计能够有效降低电流损耗成本，增强线路应用安全，提升线路实用性。而高压输电线路维护能够降低自然灾害、环境因素等对输变电线路的影响，控制高压输电点线路运行过程中存在的风险，实现其功能的充分发挥。因此，加强高压输变电线路设计与维护要点的研究存在一定的重要性与必要性。

2 高压输变电线路的设计要点

在高压输变电线路设计过程中，通常需做好以下几点工作，以提升高压输变电线路基层工作质量，增强高压输变电线路运行的稳定性、可靠性与安全性。

2.1 设计要点之：“线路的科学定位”

在高压输变电线路设计过程中，线路规划与定位的科学性、准确性不仅与高压输变电线路架设质量、经济与安全存在重要影响，与高压输变电线路维护管理、运行安全也存在重要影响。因此，设计人员应根据电网建设需求与目标，明确认知与掌握线路架设环境，从而进行线路科学定位，提升线路规划质量。在此过程中，设计人员应参与到地质环境勘测过程中，通过应用先进的技术，如BAE SYSTEM技术（卫星定位技术、遥感技术、信息影像技术等结合应用下形成的一种全球信息影像化技术）对高压输变电线路架设路径的地理环境、自然环境、水文条件、气候条件等进行综合、详细分析，并依据分析结合，遵循高压输变电线路架设经济性、安全性等原则，进行线路科学规划，确定最优架设路径，以提升高压输变电线路设计质量，保证线路敷设的可行性、高效性、科学性[2]。

2.2 设计要点之：“铁塔的优化完善”

铁塔作为高压输变电线路组织结构中的重要组成部分，承担着电网线路中转，输电线路检修维护支撑等重要作用。因此，设计工作人员应明确认知铁塔结构设计的重要性，通过不断优化与完善，提升高压输变电线路整体设计质量。目前，我国应用较为广泛的高压输变电线路铁塔结构主要有直线塔（图1）、转角塔、换位分歧塔、终端塔等是类型，不同类型铁塔结构的设计与应用具有一定的科学性、实用性与功能性。因此，在进行铁塔结构设计时，应遵循有关规定，从塔型、塔架、绝缘子等层面入手进行设计。例如，在进行塔型设计时，应掌握电压等级要求、高压输变电线路路径规划、铁塔所出环境；明确符合条件，根据电气间隙圆进行塔头设计；依据理论力学、材料力学、结构力学基础理论与知识，计算与分析铁塔结构内力；确定负荷组合，进行塔型各项参数的计算与分析，绘制司令图，并根据司令图完成结构图设计。

图1 酒杯型直线塔

2.3 设计要点之：“导线的精准选择”

输变电线路导线的精准选择在保证高压输变电线路运行稳定与安全性存在积极影响作用。就高压架空输变电线路导线而言，随着我国电力事业的高速发展，导线类型呈现出多元化发展态势，较为常用的由铁芯铝绞线、包钢铝合金绞线、复合芯导线等。不同导线性能不同，其应用需求也不同。对此，设计人员在导线选择时，应对导线基本参数，包括导线型号、截面比、外径、来端丽、弹性系数、直流电阻等，并根据线路路径地形环境、污区情况、气候条件等进行综合分析，保证导线能够满足输送容量需求、具有相适应的抗覆冰能力、抗腐蚀能力、耐振能力。此外，在导线选择时也应注重导线应用的经济性。表1为110kV输变电要求下，JL/LB20A-240/30铝包钢芯铝绞线与JLHA1/LB1A-240/40包钢芯铝合金绞线对比表。

表1 导线对比表

3 高压输变电线路的维护要点

在高压输变电线路维护中，为提升维护质量与效率，保证高压输变电线路运行安全与稳定。①应构建科学的运行维护体系，制定完善而科学的运行维护管理制度。在此过程中，可利用先进的科学技术与方法，构建高压输变电线路运维数据收集系统，通过数据收集掌握线路运行情况，明确各区段线路风险等级，并根据风险等级制定针对性运维管控方案。与此同时，利用无人机等设备辅助人工进行线路巡检，针对存在的问题记性故障诊断与排除。②通过制定《档案管理制度》、《线路检修管理准则》、《线路与设备使用、维护、养修办法》等先关制度，规范与指导工作人员行为，促进维修工作规范化发展，提升线路维护质量与效率。此外，针对高压输变电线路重点维护内容，如线路、铁塔、绝缘装置、导线等，定期进行有针对性检修维护。例如，在线路维修中，做好地下水防护工作；在冰冻期在电杆距离地面10～20cm处，设置排水孔，以提升线路质量。

4 结论

总而言之，高压输变电线路是我国电网建设与发展中不可或缺的存在，在维护与保障电力资源使用安全上发挥着重要作用。在当前电力资源需求日渐增多，电网改造与新建项目大幅度增多的背景下，电力企业以及相关工作人员应明确认知高压输变电线路设计与维护重要性，依据设计与维护原则，根据高压输变电线路特征与要求，进行科学设计，采用行之有效办法提升维护质量，以增强高压输变电线路运行可靠性、安全性、稳定性，促进其作用的最大化发挥。