高压架空输电线路设计的优化

魏祥吉

摘要：近几年，随着国民经济的快速增长，对电能的需求也逐渐增大，各地电网建设迅猛发展，随着电压的等级越来越高，网架的结构越来越繁琐，对高压架空线路设计的质量要求也提出了越来越高的要求。输电线路是电网的骨架，在城市电网的建设中，要充分考虑到各个方面的因素，避免出现关于输电线路的生态环境影响、智能化设计、在线监测等方面的问题。尽量做到能够合理施工、最大限度的降低工程的成本，并且能够保证工程的质量。因此，设计人员要不断地推陈出新，通过合理的设计方案使得高压架空输电线路的设计能够符合国情、达到工程技术性和经济性的平衡点。

关键词：高压架空;输电线路;优化措施

一、高压架空输电线路设计的具体要求

（1）输电线路杆塔。架空输电线路的主要支撑结构是输电线路杆塔，它多半为钢筋混凝土杆塔或者铁塔，高压架空输电线路杆塔根据自身的特点可分为直线塔、换位塔、终端塔、分体塔等。输电线路杆塔的设计最为重要，其设计包括基础下压计算、基础上拔稳定计算，基础底板承载力等。

（2）输电线路导地线。高压架空输电线路导线一般选用导电性能良好的金属，导地线最好选用较大的曲率半径，能够出现电晕放电的现象;选择截面能够使导线保持通流密度;高压架空输电线路通常用分裂导线，这样能够提高输送容量。因为架空输电线路中的感应和雷击过电压会对导地线产生不利的影响，因此应该使用避雷线。

一般情况下，重要的输电线路需要采用有效的保护措施，例如多增设避雷线;高压架空输电线路设计时，应该注重架空输电线路的路径，来抵御输电导线带来的不利影响，还有外界的自然条件、线路周围的气候环境等。

（3）绝缘子。高压架空输电线路中重要的构件是绝缘子，它不仅仅能在荷载和过电压下支撑导线，还能够使带电部分与大地有绝缘效果。通常情况下，如果高压架空线路的电压水平较高，那么对其绝缘的要求也会随之增高。绝缘材料的质量情况会对绝缘子的性能有极大的影响。绝缘子分为玻璃绝缘子、有机复合材料绝缘子和悬式盘型绝缘子等;另外在高压架空输电线路设计中应该注意绝缘子的性能问题，它的电气强度、荷载能力都有可能影响高压架空输电线路的设计。

二、高压架空输电线路的设计优化

2.1高压架空输电线路对城市的影响

在设计高压架空线路的过程中，需要考虑的因素有很多，以下是从高压架空输电线路给城市带来的不利影响来进行优化分析的：

2.1.1电磁污染

周围的电视和广播信号在高压架空输电线路的电磁场强度超过限值的情况下会被干扰，并有电磁辐射的产生。

2.1.2跨步电压

在高压接地网中会流过的大量直流和交流电流，行人在电流的入地点周围电位分布区行走的话，会在两脚之间形成电位差，而这种电位差就被称为跨步电压。行人在行走时两脚之间的距离通常为0.8m，当跨步电压大于定值达到40～50V时，就很有可能会被电击中。更加危险的是，一旦人们因为跨步电压而摔倒，就会使人的身体接触到这种电压，发生电击。

2.1.3可听噪声

高压架空输电线路在设计时要考虑到噪声对人们的生活所产生的不便。因为电晕放电的缘故，高压输电线会产生频带很宽的噪音，尤其是特高压输电线路产生的宽频带噪声、无规则噪声、100Hz整数倍的纯音，会对人们的身心健康产生严重的影响。

2.2优化高压架空输电线路设计

2.2.1城市地区高压架空线路的设计标准优化

在新建的高压架空输电线路导线的最低点大于12m的前提下，一旦导线按照逆相序进行排列，那么就会使得地面1.5m处的工频磁场<0.05mT、工频电场<2kVm，同时使得离边相导线的投影20m处的0.5MHz的无线电干扰值<43dB，而国家规定的限值是2.5kVm，以上数值都不符合国家规定。经有关人士研究调查发现，在城市地区的高压架空线路下，一般不会出现工频电磁场超标的现象;但是如果架空线下存在建筑物时，就有可能存在电磁超标的问题;而对城市居民居住的房顶和阳台来说，有可能出现电磁场畸变的现象，这就超过了国家规定的限值，不符合国家的规定。鉴于以上调查结果，在对城市地区高压架空线路进行设计时，最好要尽量改善高压架空输電线路下的建筑物畸变的电磁场，采取优化措施，譬如：给杆塔增设屏蔽线、提高杆塔高度、给建筑物增设接地线等等。

2.2.2城市地区高压架空线路走廊的设计优化

目前，城市的使用空间越来越紧张，导致用地走廊的使用也受到限制。在社会高速发展的背景下为了要满足大量的用电需求，在新建高压架空线路时可运用同塔多回、双回的架设方式，在设计铁塔类型的过程中可以运用窄基钢管塔或者钢管杆等设计方案，以确保城市居民的用电需求。

2.2.3城市地区高压架空线路的环境影响限值优化

现如今，在设计超高压输电线路的过程中，对于工频电磁场的强度限值方面，我国还没有相关条文给予明确规定。但是从输电线路设计规定、我国环保总局制定的环境保护行业标准以及其它国家的相关规定来看，目前我国以工频磁场0.1mT为工频磁场的限值，以4kVm为居民区的工频电场评价标准。而对于架空线路的距离边导线投20m距离处以及噪声和电磁污染情况，以晴天的测试频率为0.5Hz为准，无线电干扰值为53dB。但是，目前我国采用的标准与国际导则和标准相比较还是存在一定的差距，具体表现在电磁污染以及噪声污染等方面，需要在这些方面做出改进，采取优化的措施拉近与国际标准的差距。

三、总结

总之，随着时代的不断发展，智能电网已经成为一种趋势，在其建设过程中，我们需要考虑其对城市的不利影响，并对高压架空输电线路进行优化设计，提高应对各种不利天气的能力，保障电网的安全稳定运行。

参考文献：

[1]周象贤.高压架空输电线路短时输电能力评估方法研究[J].浙江电力，2016（4）：1～5.

[2]马御棠.地线绝缘化对超高压线路耐雷性能研究[J].电气应用，2016，35（20）：65～68.

[3]饶卫申.北京地区高压架空输电线路污秽分析及预防处理措施[J].机电信息，2016（30）：19～20.

[4]安晨帆.基于组合赋权和BP神经网络的500kV交流输电线路电磁环境评估方法研究[J].电工电能新技术，2016，35（3）：62～68.

[5]侯伟.高压架空输电线路钢管杆结构优化设计研究[J].科技传播，2016，5：113.

（作者单位：国网吉林省电力有限公司四平供电公司）