關于輸電線路設計的一般設計方法淺談

余 烽 羅晉超

（國網江西省電力公司贛州供電分公司運維檢修部 江西贛州 341000）

關于輸電線路設計的一般設計方法淺談

余 烽 羅晉超

（國網江西省電力公司贛州供電分公司運維檢修部 江西贛州 341000）

在進行輸電線路設計時，為了保證經濟效益，節約社會資源，需要從輸電線路維護、輸電線路使用壽命等方面入手，科學的進行設計。基于此，本文對輸電線路設計的一般設計方法進行探討。

輸電線路設計；一般設計；方法

當前我國電力工業發展迅猛，為我國社會發展和經濟發展做出了很大的貢獻。在現代化建設腳步不斷的加快下，電力和人們的生活關系日益密切。輸電線路作為電路系統交換、傳輸、分配和調節的關鍵環節，是保證電網正常運轉的基礎。輸電線路設計的合理性，對線路的經濟指標以及線路運行的安全性均有比較大的影響。

1 選擇路徑

在建設輸電線路工程時，通常會優先采用架空輸電線路的方法進行施工。但是當需要從水域穿過、從擁擠地段穿過或者從城區穿過時，需要使用電纜線路進行施工。本文重點對架空線路設計進行探討。在進行設計時，一般將線路路徑分為室外勘探和室內選線兩種。設計初期需要利用1：10000的地圖進行選線，然后對方案進行綜合對比，找出最佳的施工方案。將合理的路徑保留下來，然后進行室外勘測。

在進行勘測時要做好以下方面的工作：①要對線路的長短進行檢查；②根據地質情況、地勢情況、地物條件、不良地形等對線路的影響進行分析；③勘測交通運輸的便利程度；④檢查桿型選擇的要求是否達到要求；⑤選擇主材料和總投資。通常要選擇轉角少、線路造價低、線路更短、占用樹林田地少、施工便利的施工路徑[1]。

2 電氣部分和機械力學部分的設計

2.1 計算機械力學

在對線路導線受力進行計算時，主要是利用柔索理論進行計算。在進行力學計算時，先要將線路的各類荷受力荷載準確確定出來。其中荷載主要分為垂直荷載、縱向荷載和橫向荷載，綜合考慮斷線情況和正常情況后，采用分偏斷線荷載耐張90°轉角來進行校核計算。下文主要使用非均勻和均勻荷載進行計算：

（1）荷載不均勻的情況下，最高溫度下導線的最大弧垂：

式中：g1指的是導線自重比載；σ指的是最高環境溫度下比載為g1時導線應力大小。導線上任意點切想張力大小為：

式中：T0指的是導線水平張力；cosa指的是導線傾斜角。

（2）荷載均勻的情況下導線應力和弧垂計算：

在荷載均勻的情況下，導線比在為：g1+g2+g3，其中（g1指的是導線自重比載，g2指的是冰重比載，g3指的是風壓比載）。進行簡單推算后：g= 0.6127KC（d+2b）V2/A×10-3，C指的是空氣動力系數、K指的是風壓高度變化系數、（d+2b）指的是臨風導線直徑、A指的是導線截面、V指的是設計風速。

在最高環境溫度下均勻荷載最大弧垂為：

導線最低點用到的最大應力：

式中：σr指的是導線瞬時破壞應力；K指的是導線安全系數。均勻荷載下導線平均應力大小為：

式中：σc指的是檔距中央導線切向應力。

2.2 電氣部分設計

在進行導線截面的選擇時，要根據經濟電流密度進行選擇，線路導線截面使用以下公式進行計算：

式中：v指的是額定電壓；P指的是輸送功率，單位為kW；J指的是經濟電流密度，單位為A/mm2。根據導線截流量對截面進行核對，對導線載流量進行計算：

長期允許荷載流量大于I，可以達到要求。根據額定電壓、額定電流進行電氣設備的選擇，并根據動穩定和熱穩定對電氣設備進行校驗，根據電壓損耗對線路末端電壓進行核對。

3 防雷設計

在輸電線路設計中，防雷是非常重要的一項工作，可以有效降低電力系統雷害事故率，降低電量損失。輸電線路防雷設計除了可以提升線路自身的穩定性和可靠性，而且可以防止雷電波對發電廠和變電所造成影響，保證電力系統可以穩定、安全的運行[2]。在進行輸電線路防雷設計時，要對線路所經區域雷電活動的強度、電壓的等級進行分析，進行計算對比后制定相應的保護措施。

按照附鹽密度、污穢性質、氣候等對污穢等級和污穢區段的等級進行劃分，并制定出具體的防污措施，保證絕緣設計質量。此外，還要選擇選擇不同類型的緣子串，片數要根據荷載條件、電壓等級進行選擇。并且要明確規定絕緣子串的使用條件。

根據線路電壓、雷電活動情況、線路運行情況確定檔距、保護角、避雷線根數，使用避雷線進行防雷，保證避雷線保護角保持在最小范圍中。考慮到避雷線的成本比較高，一般不會全線都設計避雷線，在設計時會使用導線三角形進行排列，并利用最上側一相導線作為避雷線。并使用水平排列門型桿塔架設避雷線進線段，不僅可以降低雷擊掉閘率，并且可以延長進線段距離。為了避免出現閃絡現象，要盡量提升進線段電桿抗雷水平。

4 桿塔和基礎型式的選擇

4.1 設計塔桿

首先將直線桿的桿型確定出來，根據導線確定使用雙桿還是雙桿，然后根據線路所經地區的地質情況，設計使用淺埋式或深埋式加拉桿型。確定好直線桿的尺寸和桿型后，卻低ing加高直線桿、終端桿、轉角桿桿型。對于立桿困難的區域，使用和水泥桿配合的鐵塔。

4.2 基礎型式的設計

根據水文情況、地質情況、地形情況選擇基礎型式，并根據基礎受力情況，水文情況、地質情況和地形情況設計基礎型式，鐵塔和鋼筋混凝土桿的基礎按照受力類型進行劃分，主要分為傾覆類基礎、下壓類基層、上拔類基礎。鐵塔基礎通常使用裝配預制基礎，對于砂土或粘性土使用灌注樁基礎進行施工。

5 確定線路排桿位置

在對線路排桿位置進行確定時，要在勘察測量數據的基礎上對線路進行實量模擬，可以利用定位CAD系統進行線路排桿定位。首先先進入到CAD系統測量狀態，然后進行單位圖式的選擇，將比例尺設計好，并導入測量數據，標注出需要跨越的障礙物，對數據庫進行編輯和瀏覽，設計線路的安全參數和導地線配置，進入到操作系統的狀態界面后進行立塔，然后對跨越距離進行檢查[3]。合格后，將設計成果輸出來，進而將線路的各種跨越方法直觀的體現出來。

6 輸電線路設計需要注意的地方

①對于變電所的架空線路終端和出線端要合理的進行引線，做好區域防雷保護和架空線防雷保護之間的銜接工作。②放線測量人員要到設計現場進行勘察，將實踐和理論結合到一起，根據地質地貌情況，進行桿型的選擇。③輸電線路使用“T”接時，要將“T”接點使用的桿型設計出來，并將連接方法說明。④要認真勘察輸電線路的水文情況、地貌情況、地質情況，合理設計卡盤規格、電桿埋深、地盤規格，并結合實際情況將電桿根部的防腐工作做好。⑤要明確輸電線路路徑，清晰明了。⑥按照先勘察、后設計、最后施工的基本原則開展施工，不允許不按照規定的建設流程進行施工。

7 結論

總而言之，在進行輸電線路設計時，需要涉及很多施工環節，對施工質量要求比較高，為了保證輸電線路的設計質量，需要監督管理人員和施工人員認真配合，結合輸電線路所在地區的實際情況設計施工圖，做好勘測工作，保證線路施工質量。

[1]李強.110kV輸電線路典型設計與山西省常規設計的比較[J].科技情報開發與經濟，2009（03）：169～171.

[2]郭日彩，許子智，齊立忠，等.美國輸電線路典型設計概況及對我國電網工程設計建設的啟示[J].電網技術，2007（12）：33～41.

[3]張明杰.輸電線路設計工作中應對措施[J].化工管理，2015（19）：179.

TM752

A

1004-7344（2016）05-0056-02

2016-2-5

余烽（1989-），男，江西贛州人，助理工程師，本科，從事電力線路管理工作。