分析高壓輸變電線路的設計與維護重點

摘 要：高壓輸變電線路設計與維護是指電力企業在滿足經濟生產與社會生活的前提下，實現對輸變電線路的優化與升級。通過這種方式，不僅能從根本上提升我國電力企業的管理水平，解決其在發展過程中面臨的諸多難題，還能實現我國電力機構的優化與升級，促進電力企業的健康發展。對高壓輸變電線路的設計、維護進行分析與探討，能夠進一步提升我國電力市場的生態環境，保障我國的能源安全，促進我國經濟的健康發展。

關鍵詞：高壓；輸變電線路；設計與維護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.147

1 設計和維護的原則

高壓輸變電線路是電能傳輸、分配的綠色通道，貫穿于發輸變配電的各個環節，在整個電網系統電壓變換和系統安全方面起著“承上啟下”的關鍵性作用。高壓輸變電線路的設計和維護應遵循科學性和實用性原則。

首先，高壓輸變電線路設計和維護應當體現科學性原則。設計的科學性要具有統籌性、綜合性、人與自然和諧的特點，統籌線路主體結構的可靠性與生產維護的便利性，綜合考慮電力系統的近期目標和遠景規劃，達到輸電線路沿線與自然生態的和諧統一。

其次，高壓輸變電線路設計與維護必須遵循實用性原則。實用性原則即是對高壓輸變電線路的設計和維護進行優化，既降低設計與維護方面的資金投入，又提升項目開發的品質，提質增效。

2 高壓輸變電線路設計的重點

2.1 規劃路徑及定位

隨著全球定位系統、信息影像技術、遙感技術等現代測量、勘測技術的發展，高壓輸變電線路路徑規劃和定位有了更加科學合理的手段。從設計角度看，設計人員在全球導航系統的支持下，借助BAESYSTEM技術，能夠對規劃路徑周圍地理、地貌、氣候條件、生態環境等自然條件有一個細致全面的認識，可提高勘測的準確性和科學性，實現規劃路徑最優。從工程建設角度看，高壓輸變電線路具有建設難度大、地理環境復雜、建設周期長、危險性高等特點。科學合理的路徑規劃，可顯著縮短輸變電線路長度、有效降低工程建設的難度，減少不良地理環境對工程建設的影響，大大提升電網線路敷設效率。

2.2 桿塔的科學設計

國內高壓輸變電線路建設一直在路上，且發展迅速。有文獻指出，輸變電桿塔占據了30%線路建設成本，因此，高壓輸變電桿塔的設計不僅影響輸變電建設的效率和質量，而且對輸電線路工程造價及后期運行維護等產生較大影響。因此，設計人員要重視高壓輸變電線路的設計。只有實現對高壓輸變電桿塔的科學設計，才能夠最大限度地提升高壓電力建設工程的開發效率，促進建設工程質量的提高，有效降低資金投入，提高工程投資品質。架空線路使用的鐵塔有直線塔、轉角塔、終端塔、換位塔等特種功能塔。輸變線路設計時，桿塔搭配需要重點研究，桿塔的搭配要根據線路節點、地理環境和電力傳輸要求確定。因此，在桿塔設計的過程中，采用極限設計法，將桿塔設計與所處的周邊環境及電力線路的實際需求結合起來，進行綜合考量，在設計之初，確定電桿塔的極限值，對載荷系數、材料強度及工作條件等因素綜合考慮，如此設計出來的桿塔才能適應任何工況，確保桿塔的運行的安全性與穩定性，提升電網可靠性，促進我國高壓電網的健康發展，實現我國能源體系的多元化，保證我國能源安全。

2.3 導線材料的選擇

架空導線是電力傳輸的直接載體，輸變電導線材料直接決定了電力損耗、電力傳輸效率、架空線路的質量。選擇合適的導線材料，對電力傳輸的安全性和可靠性起決定性作用。導線材料的選擇主要考慮以下問題：電流密度、電暈、耐用性以及外界影響因素進行探討，例如：氣候條件及電磁干擾等對導線性能的影響。工程實踐證明，在1000米及以下海拔假設輸變電線路，推薦使用鋁絞線，電暈對電力傳輸質量的影響可不計。目前，銅線或符合金屬導線是我國主要導線材料。鋁導線具有質輕電阻小的特點，電力損耗小，輸電效率高。標準指出，導線與地線的設計時安全系數要大于2.5。值得注意的是，導線安全系數通常低于地線，從安全角度考慮，設計人員應該對輸電線懸掛點的張力進行數值計算，保證設計的科學性。地線材料應該選用鍍鋅鋼絞線和復合型絞線。選擇導線材料時，應該提出絕緣防護的要求，以保證電力傳輸的安全可靠。

3 高壓輸變電線路維護的重點

高壓輸變電線路為國民經濟發展提供了源源不斷的清潔能源，我國目前已建成多條大容量、超距離傳輸的輸變電線路，長期的在線工作會出現一些故障，例如：風偏、線震、污閃等，嚴重影響電力傳輸質量和電網安全。因此，加強高壓輸變電線路的維護成為電力企業的緊要任務。

3.1 質量的維護

通常高壓輸變電線路暴露于自然環境中，地理環境復雜，線路沿途氣候多樣。針對不同環境條件下采用不同的維護方式對提升整個線路的工作可靠性和穩定性意義重大。高壓輸變電線路質量的維護分為以下幾個方面：（1）地下水位較深地段的維護。地下水侵入桿內易造成桿塔侵蝕，因此要做好防水措施。常規做法是對桿頂或桿低進行封堵密封，防止地下水或雨污侵入腐蝕。（2）冰凍期的維護。冰凍期來臨之前，維護人員及時對線桿進行檢查，對出現積水的電桿積極采取排水措施。通常在電桿根部距地面10-20CM開小孔排水，若出現土壤封凍層較厚，可以用鐵管引水的方法解決。（3）塔桿質量維護。桿塔進場或立桿之前要仔細檢查桿塔質量，存在質量缺陷，必須在立桿前對質量缺陷進行修復；桿塔組立過程中需小心操作，避免暴力作業導致的桿塔的損壞。

3.2 桿塔的維護

輸電線路桿塔是架空線路的支撐系統，其安全可靠工作是保證高壓輸變電架空線路系統安全、經濟、穩定運行的保證。近年來電力輸送壓力的陡增為桿塔的維護帶來了一定難度，表現在惡劣工況與周邊復雜地理、氣候環境的難度；塔架更高、塔基占地面更廣、立塔環境險惡；新設備投運、輸電可靠性要求更高與運維難度更大的矛盾。因此，需要從多個方面入手，搞好桿塔線路的維護。首先，應加強制度建設、制度管理、制度執行。桿塔的維護必須遵守電力行業有關標準和規程，做好巡檢和反事故措施工作。線路運行維護要落實設備缺陷管理制度，做到發現設備缺陷及時記錄、及時上報，分類處理、盡快解決。做好計劃管理制度，提前做好運維年度、季度、月度計劃，并做好準備工作。運行部門應做好線路運行故障分析統計工作，掌握故障機理、總結經驗，提高專業管理水平。其次，搞好線路管理，改進運維措施。2008年的冰凍災害對輸變電線路的損害仍然記憶猶新。自然災害面前，我們應該加強與氣象、水利、自然資源等有關部門的專業合作，建立自然災害預警機制，做到自然災害可預測、有預警、能防范、最大限度降低自然災害對輸變電線路設施的破壞。加強電力設施保護宣傳工作，防止外力破壞。

3.3 絕緣的維護

高壓輸變電線路的維護屬于高壓帶電作業，危險性較大，因此必須按照高壓帶電作業要求，提前檢查絕緣工具是否完好、質量是否滿足國家標準。同時，要求所有的工作人員持證上崗，嚴格按照高壓電工作業要求按步驟進行作業，核對線路名稱和標號，確認無誤方可掛地線。輸變電線路絕緣的維護重點做好以下幾個方面：（1）實施維修作業時，作業人員與帶電體之間的距離在安全邊界以外，并且具有安全可靠的防護措施，例如同桿近距離作業或交叉穿越等存在防護困難的作業時，應主動采取停電措施，防止出現誤碰觸電造成人員財物損害。（2）實施接地操作時，作業班組按照安全操作規程將線路的名稱、標號核實無誤，拉閘已停方可掛地線，防止誤登帶電線路桿塔設備接地線，同時做好安全防護措施。（3）帶電維護作業前，檢查作業工具絕緣是否合格，質量是否達標，作業人員是否熟悉操作規程。作業時，作業人員應該嚴格按照安全操作規定進行各種作業。（4）設置專責監護崗位，安排專責監護人員積極協助作業人員，保證安全監督的行之有效。

3.4 科學的運維體系

科學的運維體系對保證輸變電線路的運行的質量和水平意義重大。從能源供應角度看，其不僅能夠提升電力事故的處理效率，保障電力系統的平穩運行而且降低電力事故對國民經濟造成的損失和破壞，構建一個更為環保高效的能源供應體系。

隨著無人機、智能巡航機器人等高科技裝備的發展為高壓輸變電線路提供了更加便利安全的的運維方式和手段。借助先進的儀器設備，工作人員能夠盡早發現輸變電線路中存在的問題，并及時處理題。先進的設備帶來的不僅是工作效率的提升，更多的是帶來運維方式和體系的變化。電壓等級的提高，必然導致輸變電線路的復雜，鐵塔越來越高，越來越大，建立科學的運維體系更加緊迫且必然。

4 總結

高壓輸變電線路在我國電力運行中具有非常重要的意義。且隨著技術水平的提高其設計與維護要求也不斷提升，本文分析高壓輸變電線路設計與維護的重點，就輸變電線路與維護提出了幾點建議。高壓輸變電線路的運行和維護屬于危險性較大工程，需要設計人員、作業人員與運行維護人員多方共同的努力，以期能夠提高電路運行質量、保證輸電以及作業安全。

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作者簡介：關云萍（1986-），女，滿族，黑龍江哈爾濱人，本科，工程技術人員，研究方向：輸電線路工程設計。