輸電線路建設工程全壽命周期管理策略研究

陳安寧

摘 要：文章對全壽命周期管理的含義作了具體闡述，并具體分析了基于全壽命周期管理理論的輸電設備維護實踐，詮釋了輸電工程建設中全壽命周期管理的價值，為輸電工程建設中制作具體的檢修和技術改革方案提供參考。

關鍵詞：輸電線路；全壽命周期管理；策略

輸電線路是電力系統最重要的基礎設施，而線路中的各個部件在使用期限內能可靠地運轉是電力系統正常供電的保證。但是在輸電工程建設初期，往往為了控制成本，并沒有將后期部件的使用壽命和使用期限內原件的性能作周密的考慮，更沒有注重施工過程中的環境問題，造成在工程投入使用過程中，很多線路元件都過早地損壞。廢棄后，元件的回收和處理都成了遺留的難題。因此，雖說在建設的初期投資的較低，但是后期運行中的檢修和維護成本大大提高了，這與現階段的可持續發展理念是相違背的。全壽命周期管理的理念在輸電線工程中的運用正是對可持續發展觀的踐行。

1 輸電線路建設全壽命周期的設計框架

基于全壽命周期的理念，輸電線路的工程從設計規劃、施工建設、投入運行、停運回收各個階段都要做好管理工作，使整個線路的性能在整個使用期限內都是最優的。低成本是全壽命周期的要求之一，但是對整個工程而言，全壽命的經濟成本還得統籌線路工程的各個階段，線路當中的各個部件的性能和使用壽命都是要考慮的范疇。因此，輸電線路全壽命設計是一種極為復雜的設計技術。輸電線路全壽命設計理論的基本框架如圖1所示。

2 輸電線路建設工程全壽命周期管理的應用

全壽命周期管理應用在輸電線路工程中，可以從根本上改善輸電工程的穩定，促進電力行業的全面進步。

2.1 路徑優化

輸電線工程中，路徑和現場的條件能直接影響到工程技術方案的設計方案的選擇。路徑選取何種走向，周邊的交通情況和施工條件也會有相應的改變，不僅如此，線路中桿塔的間距和設置地點以及預留的高度都會與當時的條件相符，線路廊內的拆遷量和樹木砍伐量、房屋拆遷量也是由所選路徑決定的，所有這些都是工程造價的重要組成部分。因此，在選擇線路時，相關人員必須深入工程現場實地勘探，全面分析線路的設計資料，采取多種措施落實路徑，從定量的路徑設計方案中確定最優的路徑，最后利用數據斷面圖將路徑的優化結果落到實處。

2.2 導線選型

選擇所用的導線時，從眾多的導線中，要通過對電流密度、電場效應、電能損失等多方面、多角度地分析各種導線材料的電氣以及力學方面的特性，滿足導線的總截面載流量和要求的電磁環境，還要對比他們的年費用，最終選擇經濟適宜的導線型號。

2.3 地線運行的選型

配電設備中的高壓輸電線，地線上產生的感應電壓可以經過接地回路成為感應電流，造成不必要的電能損耗。為了盡力減少這種損耗，可以采用地線絕緣的方式有效避免，單點接入的方法也能很好地避免這種損耗，很大程度上減少了線路長期運行過程中損耗的電能。使用普通地線時，地線的一端連接桿塔接地，另一端是絕緣。而光纖復合架空地線（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW）兩端在接續處都是連接桿塔后接地，接續端中間都是絕緣的。普通地線和OPGW在距離接續斷一半的最近的桿塔上換位，連接OPGW接續段接地，中間與普通地線換位后，地線就絕緣了，電流不能形成回路，能有效地降低感應電流，從而減少電能損耗。如表2所示，從電能損耗的角度來考慮地線的運行方式，再結合地線進行計算，再對比各種型號的地線的全壽命成本，最后確定地線的型號和運行方式。

2.4 桿塔優化

在整個輸電線路工程建設中，桿塔工程的投資大約會占到1/3，是一項投資比重較大的項目。桿塔工程的核心工作就是設置桿塔的形式和數量。而做好這項工作，需要結合工程當地的天氣、地形、路徑以及電壓等級和回路數來全面而又深入地分析，精心規劃和設計。

工程設計師要根據電路經過地區的具體特點，全面規劃適合工程的塔型，最大限度地減少工程中的耐張塔，縮減走廊的寬度，把對沿線居民的影響降到最低。桿塔規劃還要結合選定的路徑設計方案，結合常用的桿塔類型，合理地設計出直線桿塔和呼稱高組合。山區桿塔應按照長短腿進行合理設計，而平地桿塔就按照平退設計。雙回路鐵塔所承受的負荷較大，可以采用Q420高強度的鋼構減輕塔的重量，還可以節約4%左右的鋼材。

2.5 基礎工程優化

輸電線路工程中的基礎工程的造價和工作量在整個工程中占據較大的比重，因此，基礎工程的設計方案是否合理，能直接影響到整個工程的成本。基礎工程的方案選擇又是綜合多方面的因素，因此需要工作人員根據合理的分析，作出最正確的決策。基礎工程的設計方案的選擇較大程度受路徑周邊的地形和地質特點的影響，在選擇時，要根據當地的實際地基情況選取合適的基礎計劃。比如，對于盆地黏土型的地基，可以優先選擇斜柱板式基礎，而對于巖石地基，則優先選擇錨桿基礎。通過對基礎建設的優化選擇，有效地減少材料的使用量，降低工程成本，可參考表3數據。

2.6 接地方案

輸電線路中的工程材料在經過長期使用后，難免會受到自然或人為的損壞而腐蝕。對于一些自然條件影響較大的區域，過去人們最常采用的方法就是選用直徑大的接地材料，但是這種簡單的方法并不能改善接地物被腐蝕的情況。一般情況下，深埋在地底下的圓鋼接地材料，經過5年的使用后就要開挖檢查，使用10年就要全面更換，而且一些突發的淬斷情況也時有發生。鍍銅材質的接地材料具有較強的抗腐蝕性能，能很好地對抗這種問題。

3 結語

全壽命周期的管理的全面實現，需要在工程的各個環節都要體現出這一理念。全壽命周期的管理還需要設計、施工和維護等多方的努力和緊密配合，真正踐行可持續發展觀。

[參考文獻]

[1]邵慧燕.配電網工程項目的全壽命周期管理研究[D].濟南：山東大學，2015.

[2]黃榮.全壽命周期理論在輸電線路中的應用[J].通訊世界，2014（15）：64-66.