高压架空输电线路设计的优化

温龙

摘要：我国国民经济迅速发展，百姓对于电能的需求量也日益增大。电压等级越高，网架的结构就越复杂繁琐，因此对高压架空输电线路设计的要求也比较高，尤其是线路设计质量问题。输电线路是电网的骨架，在城市电网的健身中尤为重要，要严格考虑到每个方面，避免出现一些问题，比如监测方面。在高压架空输电线路中应做到合理施工，降低工程的成本，保证质量。所以在输电线路设计中要推陈出新。

关键词：高压架空;输电线路;优化措施

一、高压架空输电线路的设计要求

通常情况下，常用的送电线路有架空线路和电缆线路。现如今，国内外常使用架空线路来进行输送电能。架空线路一般使用无绝缘的裸导线，通过绝缘子将导线悬架在输电线路杆塔上，已达到送电的目的。因此，我们可以认为输电线路导地线、输电线路杆塔以及绝缘子共同构成了架空输电线路。

1.1输电线路导线

架空线路的导线通常是选用导电性能良好的金属，为了出现电晕放点的现象，导线最好要有较大的曲率半径，为了使导线保持合适的通流密度，需要根据工程输送容量的需要来选择截面。

高压架空输电线路大多数使用的是分裂导线，从而提高输送的容量。由于架空输电线路的感应过电压和雷击过电压会给输电线路导线造成不利的影响，所以会在输电线路导线的上方使用避雷线。通常情况下，对于重要的输电线路，会采取有效的措施进行保护，譬如增大地线架构的保护角并且增设两根避雷线。在设计架空输电线路的同时，要注意架空输电线路的路径应具备净空走廊和充裕的地面宽度。除此之外，还要充分考虑到外界自然条件以及线路沿线的气候环境等一切会给输电导线带来不利的影响。

1.2输电线路杆塔

高压架空输电线路杆塔是架空输电线路的主要支撑结构，大多数的高压架空输电线路杆塔是铁塔或者钢筋混凝土。高压架空输电线路杆塔根据自身的不同需求又可以分为转角塔、直线塔、换位塔、终端塔、轻重冰区分界塔、分支塔、特高压酒杯塔、大跨越塔、双柱塔、分体塔等等。架空输电线路杆塔的设计对高压输电线路杆塔来说是非常重要的，主要包括基础下压计算、地基计算、构件、基础上拔稳定计算、基础底板承载力计算等等。

1.3输电线路绝缘子

输电线路绝缘子是高压架空线路的重要构件之一，绝缘子不仅能在一定的荷载和过电压条件下支撑导线，而且能使得导线的带电部分与大地绝缘。通常，由于高压架空线路的电压水平较高，所以对绝缘的要求也会相应提高。绝缘材料的质量对绝缘子的性能会产生重大影响，现如今，在高压架空线路上经常使用的绝缘子有玻璃绝缘子、悬式盘型绝缘子、有机复合材料绝缘子等等。此外，在设计高压架空线路的过程中，必须要注重绝缘子的电气强度、机械荷载、抗劣化以及抗腐蚀的性能是否满足高压架空输电线路的要求，以保证电网的安全性能，如图1～2。

二、高压架空输电线路设计的优化措施

高压架空线路设计占地面积广，加上电压过高可能会出现电晕现象和电场效应。尤其是最近两年，由于城市空间的拥挤导致高压变电站向市区靠近，因此更应该注重高压架空输电线路设计的优化措施。

2.1高压架空输电线路对城市的影响

高压架空输电线路设计中要考虑很多因素，应该从高压架空输电线路对城市造成的影响来分析：（1）电磁污染。如果电视和广播信号的电磁场强度超过一定的限制，会产生电磁辐射现象，对人造成或大或小的危害。（2）跨步电压。高压接地网中有直流、交流电流。当行人在电位分布区走动的话，在两脚间形成的电位是跨步电压。行人行走时两脚间的距离一般为0.8M，如果跨步电压达到40～50V，极有可能会遭到电击。如果行人摔倒会更加的危险。（3）可听噪声。高压架空线路设计时应当考虑到噪声的不便，如果电晕放电，会产生很大的噪声，尤其是特高压输电线路产生的宽频带噪音会给行人造成严重的损伤。

2.2高压架空输电线路设计的优化措施

2.2.1城市地区的高压架空线路设计的标准化优化

如果新建的高压架空输电线路导线的最低点大于12M时，导线呈逆相序排列;此时地面1.5M地方的工频磁场小于0.05mT、低频电场小于2KVM，投影20M处的0.5MHz的无线电干扰值小于43DB，但是国家规定的限量值为2.5KVM，因此这些数值均不符合规定。经调查研究，城市地区的高压架空输电线路工频电磁通常不会超标，但如果存在建筑物，就有电磁超标的情况。在城市居民的阳台和屋顶上，电磁场有可能会出现畸变的问题。如果有此类现象发生，就超过国家规定的限值，因此不符合国家的规定。根据上述调查，在高压架空输电线路设计时，应该改善高压架空输电线路下畸变的电磁场，对其进行优化。

2.2.2对城市地区的高压架空输电线路走廊的设计进行优化

城市的使用空間紧张，进而导致限制用地走廊的使用情况，随着经济社会的快速发展，用电需求不断地增高，因此在高压架空线路中可以使用多种架设方式，如同塔多回双回。为了确保城市居民的用电需求，在设计铁塔类型时采用多种设计方案。

2.2.3城市地区高压架空输电线路的坏境影响优化

关于工频电磁场的强度限值，并没有给予明确规定，尤其是在设计超高压架空输电线路中。我国目前采用的标准和国际标准有差距，主要表现在电磁污染、噪声污染等方面，因此需要做出些许的改进，采取坏境限值优化措施来减少与国际标准化的差距。

2.2.4高压架空线路的智能化

电网的重要组成部分就是输电网，随着经济的发展和科学技术不断提升，输电网也越来越智能化。为了顺应发展潮流，应当树立输电线路的防灾意识和建立安全信息共享平台。如果春夏季节台风频繁，通常会发生输电线路断电、断线现象，和杆塔倒塌等危害事故。如果在运用先进的技术，进行智能化的操作，将情况及时传达到信号监控中心，有利于及时采取措施去解决此类问题。对其智能化不但能降低线路故障的发生几率，还能提高其智能化水平。

三、结语

在建设智能电网的过程中，对高压架空线路的设计、维护等方面的研究随着高压架空输电线路的不断增大而进一步加强。目前，我国的计算机网络技术、通信技术和传感技术不断发展，电网的发展方向也日益强大起来。然而，电网也因为大规模的区域联网而产生了各种各样的弊端，因此，要想保障电网安全稳定地运行，就必须要优化优化高压架空输电线路的设计，加强电网的自愈功能，对于电网应对冰灾、雨雪天气以及地震等自然灾害的能力也要相对提高。

参考文献：

[1]刘扬.浅析架空输电线路设计[J].中国电力教育，2009（S2）：21～22.

[2]唐正文，丰阿丽.浅析高压输变电线路的设计与维护[J].电源技术应用，2013（10）：55～56.

[3]唐违生.输电线路施工过程中管理问题探究[J].黑龙江科技信息，2010（36）：90～91.