110kV輸電線路設計分析

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，每個地區的電網發展尤為迅速，供電的安全可靠性得到顯著的提高。文章對110kV高壓電網輸電線路進行合理的設計，就要從其實際情況出發進行工程管理，對具體的電路設計要進行合理分析，這樣才能大幅度提高輸電線路的設計及施工水平。因此110kV輸電線路設計是非常重要的研究課題。

關鍵詞：高壓電網；110kV；輸電線路設計

隨著我國經濟的不斷發展，每個地區的電網發展尤為迅速，供電的安全可靠性得到顯著的提高。雖然電網的輸送能力不斷被提高，但是線路內部及外部的空間卻是不斷在減小。因此，輸電線路的設計變得越來越復雜，如果線路設計不合理，將會嚴重影響到線路的安全可靠運行，為以后線路的施工帶來不必要的麻煩。所以，當前設計部門的主要任務就是在最大程度上將輸電線路的設計符合電網設計要求。

電網的經濟運行能夠有效降低供電成本，選擇科學合理的110kV輸電線路設計優化方案能夠節省建設材料，提高線路的利用率，還能夠減少雷擊事故和覆冰災害造成的損失，獲得了更好的經濟效益和社會效益，電力設計工作采用各種管理措施和技術措施的同時在建設時進行合理的優化設計也是必不可少的，能夠進一步提高輸電線路的供電能力。

一、我國110kV輸電線路的現狀

我國的110kV輸電線路全部采用架空絕緣導體設計，一方面可以在很大程度上提高輸電線路的安全性，另一方面，可以顯著減少由線路作業引起的停電次數，降低了電力人員的工作量。同時，這樣還能夠很好地將線路桿塔的構造進行簡化，節省線路材料，降低來了生產成本；減少了線路所用的空間，方便在架空線路中通過；縮減了線路電能的損耗，延長其使用周期。

我國現階段的110kV輸電線路有較多的農網線路，樹枝型線路占有絕大部分，同時線路之間沒有必要的聯系，分段開關數量相對較少，而且線路的保護措施還不夠完善。

二、高壓線路110kV輸電線路建設現狀

本文通過合理的設計，110kV供電線路的線路桿塔可以進一步簡化，節省了建設材料。同時供電線路更小的架空空間方便架空路線在狹小的空間中穿過，有著更高的靈活性，但是高壓電網110kV架空電網的缺點也十分明顯，各個線路之間的聯絡較少。

三、高壓線路110kV輸電線路設計要點

1、設計施工中要嚴格遵守相關規章制度，行業內的管理規范和技術規范要嚴格執行，保證工程質量，采用科學的管理方式和措施進行管理，施行崗位責任制，增強職工的質量意識，端正工作態度，有效控制工程質量隱患。施工中每一個工序完成之后都要進行質量驗收，按照行業標準中規定的考評項目和評分標準進行評估，同時加強對施工設備和工具的管理。定期向項目法人和監理工程師通報工程建設情況，對隱蔽工程和關鍵工序進行專項監督檢查和指導，保證電力這種大型公用基礎設施的建設質量。

2、設計桿塔時桿塔的最大載荷要比設計值更大，設計人員要考慮覆冰造成的外加載荷。對于覆冰情況嚴重的線路桿塔要有比普通桿塔更大的機械強度，檔距較短，同時有著較小的導線張力。這種塔架通常采用水平布線的方式布置，防止碰線，同時還要適當調整地線和避雷線之間的距離。

3、優化線路時候要避開氣候變化劇烈的區域，例如峽谷、山巔等冷熱空氣交匯的地方，為了減少覆冰帶來的破壞，進行建設之前需要對施工地帶的冰雪情況進行全面了解，對輸電走廊微氣候微地形進行仔細研究，對不能避開的重冰區要進行抗冰設計。對現有線路抗冰害能力的增強需要根據實際情況進行具體設計，采用加大爬電距離、優化絕緣子傘裙結構或者增涂憎水涂料等方法進行增強。

4、覆冰情況嚴重的區域需要增設融冰裝置或者其他裝置，采用在線監控的方式對線路覆冰情況進行實時檢測。輸電線路投入運營后進行區域內線路覆冰監控主要采用遠程遙感技術，進行導線、絕緣子、桿塔覆冰情況進行在線監測，對輸電線路的覆冰情況進行及時掌握，采用融冰、除冰等措施減少輸電線路斷線、桿塔倒塌等問題。

5、防雷接地技術

110kV架空輸電線路地處曠野，線路之間距離較長，容易發生雷擊事故，雷擊可能造成絕緣子串閃絡燒毀、線路跳閘等事故，進行防雷是十分必要的。防雷接地的常規方法是架設避雷線，能夠有效防止雷擊導線，起到分流的作用，減少桿塔上的雷擊電流。同時降低塔頂電位，減少絕緣子電壓同時降低導線上的感應過電壓。

四、輸電線路設計分析

1、路徑選擇

路徑的選擇是一項很重要的工序，需要結合交通條件和地質地形情況進行設計，要求沿線要有比較便利的交通條件，方便施工運行，但不能為了追求便利的交通條件而過分增加線路成本，會帶來成本的增加。由于目前施工對大型機械的依賴程度很高，不便利的交通會影響施工進度的正常進行，條件允許時盡量選擇最短的路徑，要求轉角小、角度小，特殊路段少并且有著較好的水文地質情況。

2、線路設計

（1）輸電線路材料的選擇

110kV輸電線路本身存在著很多危險因素，延長其使用壽命需要對材料選擇重視起來，按照導線在電網中的作用來確定電線材料。通常情況下都選擇耐熱性高導電率高的材料，鋼、鋁、銅等材料中鋁的性能最佳，有著較高的導電性，同時還有著較長的使用壽命，對這幾項要求都能夠很好的解決。

（2）架空線間距。

目前，使用桿型的有角鋼塔、鋼管桿、上字型直線鐵塔、貓頭型直線鐵塔和鋼管電桿等。設計水平檔距為300m，垂直檔距離為400m，主桿離心制造，主桿接頭用焊接連接，壁厚為50mm，采用C40級別混凝土和Ⅱ級鋼筋。

（3）絕緣子串設計

發電廠變電站各級電壓配電裝置中高壓電器的連接固定和絕緣通過導電體和絕緣子等實現，選擇絕緣子要保證其擁有足夠的絕緣強度，耐熱耐高溫。結合絕緣子的受力特點，在直線型桿塔上形成懸垂串，耐張桿塔上組成耐張串。選擇戶外絕緣子時增長沿面放電距離，使其雨天阻斷水流，保證絕緣子能夠在惡劣氣候環境中也能保證良好的工作狀態。

（4）支撐線路的桿塔設計

110kV輸電線路占比例最大的支撐形式就是桿塔，設計線路桿塔時要對線路自身條件進行考慮，對桿塔的分段模式、橫膈面分段模式以及傳力等因素進行調查。桿塔結構中最常用的是斜材結構，并在通電線路桿塔本身的節點之間增加斷角銅，能夠有效提高桿塔結構對外界因素的抗性，提高穩定性。

3、參數設計

負荷量計算。是供電設計中基本的數據。載荷數值的準確性對導線選擇和電器的選擇都有著重要的意義。計算結果偏大會導致導線和電器選取過大，造成有色金屬的浪費和投資的浪費。同時過小的計算結果會造成導線的過早老化和電器燒損，造成更大的損失。因此保證負載量的正確性合理性對主干線布置和電器布置十分重要。

4、輸電線路防雷設計

110kV線路本身分布廣，線路總長較長，遭受雷擊燒損設備的可能性較大。需要對高壓線路進行防雷設計。進行設計要注意輸電線路周邊環境，包括花草樹木和房屋建筑等，對可能導電造成累計的因素進行排除，提高避雷線的性能，把避雷線外移，保證線路和避雷線直接的標準距離，并且和垂線方向保持一定距離。

五、110kV輸電線路典型設計案例分析

某110kV路段按照南網桿塔設計標準模塊1c1w1模塊的7種塔型進行設計，標準塔桿有75座，達到總數的96.2%，按照南網桿塔標準設計1c2w1模塊4種塔型設計標準桿塔8座，占總數的9.5%。線路工程總體投資為48.62萬元/km，線路典型方案按照地形加權后本體單位投資為29.45萬元/km，但是工程的耐張比要比標準設計耐張比高，設計方案在修正之后本體單位投資調整為48.42萬元/km，修正后投資指標和本工程投資造價水平基本相當。

六、結束語

隨著我國國民經濟的不斷發展與進步，高壓電網輸電線路逐漸向距離遠、容量大的方向發展。而我國的絕大部分供配電網采用110kv的輸電線路，其輸電線路的穩定性與我國電能輸送的進展息息相關，直接影響我國供電系統的可靠性。因此，我國要高度重視高壓電網110kv輸電線路的設計要求，保證其供電過程的安全性。

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