簡析架空輸電線路的設計要點及其優化策略

丁冰洋

摘 要：架空輸電線路是電力系統的重要組成部分，其承擔著由電源系統向電能消費系統進行電能傳輸、轉換、調節和分配的重任，因此必須對其設計要點及優化策略進行著重分析。本文簡述了架空輸電線路設計的重要性，對架空輸電線路的設計要點、設計注意事項及其優化策略進行了論述分析。

關鍵詞：架空輸電線路設計；重要性；設計要點；設計注意事項；優化策略

一、架空輸電線路設計的重要性

架空輸電線路設計是一項綜合性很強的工作，線路設計正確與否，不僅決定著線路工程建設本身的技術、經濟合理性，也對電力系統運行的安全性、可靠性起著關鍵的作用。架空輸電線路設計所涉及的專業知識面廣，因此從事該項設計的人員不僅要掌握本專業的技術知識，而且還要了解相關專業的知識，熟悉國家有關規程規范及相關部門的特殊要求。此外隨著計算機網絡技術、傳感技術的不斷進步，設計人員更要不斷優化對架空輸電線路的設計，從而提高電網的可靠性，保障電網安全穩定的運行。

二、架空輸電線路的設計要點

1、輸電線路路徑的設計要點分析。線路路徑設計是架空輸電線路設計中的基本內容，會直接影響線路的整體質量。設計人員在設計輸電線路時，應盡量節省工程造價，并確保線路運行的可靠性和穩定性。在架空輸電線路設計中，線路路徑設計分為圖上選線和現場選線兩個步驟。在圖上選線時，設計人員需先收集施工地質、氣象、通信、水文、林業和交通等方面的資料，并在此基礎上根據以往的經驗在圖紙上標出線路的起點、終點和必經點，并選擇最合理的設計方案；在現場選線時，設計人員要提前徒步考察規劃線路，需要投入較多的時間和人力，現場選線時要以少占、不占林地、農田等為原則，為了方便維修和施工，應選擇交通方便的路徑。

2、輸電線路桿塔的設計要點分析。桿塔是架空輸電線路的重要組成部分，其合理與否，直接決定著導線與地面、交叉跨越物之間的距離是否符合規程要求。目前常用的桿塔有鋼筋混凝土電桿、鐵塔和鋼管桿三種。在線路總投資中，桿塔部分約占40%，因此設計時應盡量使所選桿塔結構簡單、機械強度高、便于施工安裝和維護。

3、避雷線的設計要點分析。避雷線架設在導線上方，其主要功能是防止導線遭受雷擊。架空線路是否架設避雷線應根據線路電壓等級、負荷性質和系統運行方式，并結合當地已有線路的運行經驗、地區雷電活動的強弱、地形地貌特點及土壤電阻率高低等因素來決定。避雷線要求機械強度高，耐振、耐腐蝕，并具有良好的導電性和足夠的熱穩定性。

4、輸電線路導線的設計要點分析。架空輸電線路的主體是導線，其擔負著傳輸電能的作用。導線架設在桿塔上，在陽光、風、雨、冰雪、雷電和大氣溫度變化等自然條件和重力作用下運行，同時還會受到周圍大氣環境所含化學物質的侵蝕。因此，架空輸電線路的導線應滿足如下要求：（1）具有良好的導電性能；（2）必須具有足夠高的機械強度，要能承受機械力的作用；（3）架空導線在大氣環境中運行，應能承受大氣環境中有侵蝕性物質的作用，具有一定的抗氧化、抗腐蝕能力；（4）價格低廉、質量較輕。

5、輸電線路絕緣子的設計要點分析。架空線路的絕緣子是用來支持導線并使之與桿塔間絕緣的，它由絕緣部件與金屬部件膠裝在一起而構成。絕緣材料有電瓷、鋼化玻璃、塑料、環氧樹脂及合成材料等，目前使用最廣泛的是電瓷。絕緣子應具有足夠的絕緣強度和機械強度，同時對化學雜質的侵蝕具有足夠的抵抗能力，并適應周圍大氣條件的變化，如溫度、濕度變化的影響。

三、架空輸電線路的設計注意事項

架空輸電線路設計應注意以下事項：（1）架空輸電線路設計應注意線路相位的對應。尤其是T接線路，一定要調查清楚原線路起止端的相位情況及線路中是否有相位改變的情況；另外是不同的用電系統相連接時一定要注意相位的變化。（2）線路導線排列方式改變的地方，如水平變垂直排列，三角變垂直排列等，必須要校驗線間距離是否滿足絕緣配合的要求。一旦發生電氣距離不夠的問題，解決起來將十分困難。（3）加強初步設計的野外踏勘工作。設計人員一定要親臨現場， 對輸電線路沿線地質、地貌、水文等情況詳細勘測，即看即記，不能過后補記。（4）“T”接的輸電線路，需設計出該“T”接點采用的桿型，并應具體說明連接布置方法。（5）嚴格執行先勘察、后設計、再施工的原則，嚴禁違反基建程序，邊勘察、邊設計、邊施工的“三邊”工程。

四、架空輸電線路的優化策略

1、輸電線路路徑的優化。在架空輸電線路的工程建設中，線路路徑選擇是重要環節之一，它與整個電網的安全、可靠和穩定有著直接的聯系。對于地形復雜的地區來說，線路兩端的變電站廊道會變得十分緊張，另外選擇的路徑要盡量避開廠礦企業、規劃區以及地質較差的地帶。因此，在路徑選擇上要充分考慮與公路、鐵路以及電力線等的交叉跨越點；盡量減小線路路徑，選擇交通運輸條件好，便于施工運行的路徑；制定好線路路徑后要上報給有關部門審核；施工過程中要注意測量的準確，與實際的地理情況相結合，減少曲折路徑。設計人員應該對地形圖進行認真仔細的分析，切實保證方案的可行。

2、輸電線路的智能化設計。當下，智能電網的概念逐漸普及，它集先進的網絡技術、傳感技術以及計算機技術于一身，實現了電網運行的安全、可靠、高效、經濟等。智能電網的主要優點在于：具有較強的自愈能力，運行經濟、可靠性高等。進行輸電線路的智能化設計是建設智能電網的重要環節。在實施遠距離大容量輸電過程中，需要不斷增強輸電線路防范故障以及抵御災害的能力；為此，建設相應的線路防災保障信息共享技術平臺十分必要，該技術平臺能夠監測到具有較大破壞力的自然災害信息并進行相應的分析和預報，提高輸電線路的綜合防災能力。經過電力工作人員多年的不懈努力，當下已經發明出一種新型的高級輸電線路安全運行監測系統。在該系統中，集成有全天候監測傳輸導線、絕緣子以及覆冰情況的相關機制；通過遠程視頻監測裝置還能夠實現遠程控制。同時，先進的傳感器亦被應用于該系統中，如：紅外、光纖、電流以及濕度等傳感器，大大提高了線路監測水平。

3、遠程無線通信方式。在架空輸電線路運行過程中，所采用的傳感器能夠獲取相應的監測信號，這些信號通過無線通信網絡實現遠程傳輸，被輸送至監控中心；另外，監測系統也實現了遠程設備的無人化巡視。這樣，運行人員能夠完全控制電力專網，對輸電線路的運行狀況進行隨時掌握。當下使用較多的遠程無線通信方式是分組無線業務方式，它與因特網相連，共同構成了中心計算機到多個用戶點的組網方式。GPRS技術也被運用其中，它能夠實現對資源的高效利用，具有較快的傳輸速度、網絡覆蓋面積廣等優點，在輸電線路的故障定位監測中較為實用。

結束語

綜上所述，架空輸電線路工程涉及電氣、力學、機械等許多學科領域的知識，工程建設中還會牽涉到許多行業和部門。架空輸電線路設計及其優化策略對電網的正常運行和電力行業的發展具有重要意義。

參考文獻：

[1]劉揚.淺析架空輸電線路設計[J].中國電力教育，2012

[2]伍豐力.淺析輸電線路設計中路徑與桿塔型選擇[J]，新疆有色金屬，2010

[3]秦海峰.城市緊湊型架空輸電線路設計的分析與研究[J].科技資訊，2014