淺析全壽命周期的輸電線路設計分析

鄒雙全+奚敏

摘 要：隨著社會的進步和國民經濟的發展，城市化進程不斷的加快，人們對電能的質量和數量要求越來越高。而在輸電線路建設以及發展的過程當中，系統全壽命有效的提升，是促進輸電系統整體可持續發展最為重要的一個因素。只有加強對輸電線路整體全壽命的管理，提升設計、管理等方面的工作質量，才能切實保證輸電線路更為高效化、經濟化的運行。本文首先簡要分析了輸電線路全壽命周期的設計理論，繼而探討了輸電線路以及各部件的使用壽命，最后對輸電線路全壽命周期的可靠性進行了總結。

關鍵詞：輸電線路；全壽命周期；設計理論

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0172-01

1 輸電線路全壽命周期的設計理論

所謂輸電線路的全壽命周期，指的主要是從輸電線路的規劃設計開始，直到老化棄用這期間全部時間的一個歷程，其中還包含針對輸電線路進行的施工運營。輸電線路的全壽命性能主要包含適應性、安全性、經濟性、環保性以及耐久性等各個方面。而對其的設計不單是對成本問題實施的分析，這只是眾多需要分析的因素當中的一個。而全壽命性能最為基本的理念在于讓給輸電線路所具備的全壽命性能實現最優化。

在輸電線路工程的設計工作當中，對線路的全壽命周期所實施的研究主要是圍繞著系統當中各個部件所呈現的安全性和使用壽命，特別是因為線路腐蝕而導致系統整體安全性下降，各部件使用壽命降低的問題。輸電線路所具備的安全程度主要受到系統全壽命的經濟指標影響。針對全壽命經濟所實施的分析以及研究應該切實明確輸電線路所具備的使用壽命，將可靠性和安全性作為前提。由于構成輸電線路的各個部件在預期壽命方面通常會呈現出比較大的差異，因此在對各部件加以使用的時候需要考慮到壽命匹配。所以說，對輸電線路加以全壽命設計是具有多個層次、多指標以及多目標的一種研究，對全壽命理論所實施的設計是一項具有較強復雜性的理論系統。在對輸電線路加以施工設計的工作當中，針對全壽命周期的設計不但要對周期經濟做出考慮，還應該包含輸電系統以及各部件使用壽命以及壽命匹配性。

2 輸電線路系統以及各部件使用壽命

2.1 系統設計使用壽命

所謂設計使用壽命，指的是在不需要針對各個結構構件做出大量維修就能夠達到的一個預期使用的時間長度。通常情況之下，設計壽命需要具有固定的保證年限，統計過程并不是所預期的一個平均值。如果所設計的使用壽命越高，那么反映出線路所具備的重要性也就越高，使得線路當中各個組成部件所具備的材料性能以及設計水平的可靠性就越高，同時也會呈現出更高的投資。輸電線路系統壽命設計只是就線路組成主體結構來說的，并不是要求全部的部件都需要達到這個要求，有些部件是要在輸電線路整體的使用年限之內加以更換的。在設計應用實踐當中，電力設計人員需要結合相關的標準，跟用戶或者業主一同探討以及確認輸電線路所呈現的設計使用壽命。目前，我們國家的電力行業在實施輸電線路使用壽命設計方面并不具備一套較為明確的標準，這也就給線路設計維護以及主要部件更換等工作形成了一定阻礙，對線路的維護以及部件更換等工作，都是由電力企業工作人員憑借自己的工作經驗進行，可能會導致大量資源以及能源的浪費。所以對輸電線路的設計使用壽命加以研究顯得尤為重要。

2.2 主要部件的使用壽命

輸電線路所覆蓋的范圍十分龐大。不同區域、線路，亦或是不同區段都將會遭受到形式不一自然環境的影響。因為輸電線路當中的部件眾多，種類也較為復雜，所以它們之間所具備的使用壽命也具備較大的差異。經過相關研究證明，腐蝕損壞是對線路當中各個部件最終使用壽命呈現形成影響最為主要的因素。經過腐蝕之后的導線會變得更脆，抗拉強性能減弱，讓其使用壽命明顯降低。地線通常是利用鍍鋅鋼絞線，它的鋅層受到腐蝕的話將會直接結束它的使用壽命。避雷針以及其它的一些金具等部件也將會遭受氧化腐蝕所形成的危害，輸電鐵塔以及鋼管桿如果鋅層遭到破壞也會有銹蝕的情況出現，導致鋼結構構建所具備的承載能力大幅度下降，這也就間接的導致了混凝土等結構遭到破壞。在對輸電線路使用壽命加以設計的過程當中，塔桿受到腐蝕破壞之后都是利用維護或者維修等處理方式，而導線、金具以及底線等都是做更換處理。所以輸電線路當中各個部件因為腐蝕所導致的自然壽命是在設計工作當中最應該值得注意的一個問題。

2.3 輸電線路的部件壽命匹配

在輸電線路當中，導線的造價通常都比較高，而且因為其懸掛于桿塔之上并不容易進行更換，使用壽命的長短不好控制。而地線較為容易更換，絕緣子的造價較低，同時比較容易更換。鐵塔雖然在地面上矗立，而且造價也比較高，不過相對來說更容易進行維護，它的使用壽命更加容易控制。而塔桿基礎的造價比價高，不過就目前的實際情況來說，通常并不需要進行維護，可以不跟其它的部件之間做匹配性的研究。因為相對來說輸電線路當中其它的部件更加容易進行維護或更換，而且有些部件的價格較為低廉，所以導線成了輸電線路各部件匹配當中的重點。

3 輸電線路全壽命周期的可靠性

在輸電線路當中的任何一個部件出現了問題，都將會給電力系統整體的供電安全形成較大的影響。如果導線失效的話，將會對輸電功能造成直接的威脅，而底線或者接地系統失效的話怎會提升輸電線路遭受雷擊的幾率，絕緣子出現失效情況的話會導致線路閃絡或者跳閘之類的事故出現，鐵塔以及基礎損害將會導致線路整體傾斜和倒塌。輸電線路所具備的安全性以及可靠性是其全壽命周期最為重要的指標。所以對線路整體以及各個部件所具備的安全性和可靠性加以研究具有非常重要的意義。

3.1 影響因素以及失效模式

對輸電線路的可靠性形成影響的主要因素包括機械以及電氣這兩個方面。在各種因素的影響之下，不可避免的會導致各個組成部件失效，給輸電系統整體形成十分嚴重的影響。而輸電線路所具備的復雜性、材料多樣性以及所處環境的多變性將會導致失效的模式呈現較強的多樣性。材料腐蝕老化、外力破壞以及覆冰過載等會導致鐵塔的倒塌失效，而地線失效一般是由于外力作用、風偏放電等導致放電跳閘，金具的實效也通常也是因為材料老化以及覆冰過載的問題。

3.2 各部件抗力統計特性

輸電線路的各個部件抗力統計參數以及分布類型通常很難直接獲取，往往是利用對其統計參數經過各個因素和抗力間呈現的函數關系進行確定，結合統計學的誤差傳遞公式算得抗力的統計參數。輸電線路所具備的安全性和可靠性是線路全壽命受氣設計質量呈現最為重要的一個標準。所以，輸電線路當中各個組成部件的抗力以及效應對應的統計參數，能夠給輸電線路當中各個部件的全壽命周期所具備的可靠性供給出一些數據支持。

4 結語

總而言之，在對輸電線路全壽命周期加以設計的過程當中，需要對各種影響因素做出綜合性的考慮，繼而為輸電線路的安全穩定運行提供保障。相關從業人員應該積極探索，對國外的一些先進技術和理念加以借鑒，與我國電力行業發展的實際情況相結合，繼而創建出一套符合我國國情的輸電線路設計體系，為我國電力行業的健康發展貢獻出自己的力量，為國民經濟保持高速的發展注入源源不斷的動力。

參考文獻

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