高壓架空輸電線路設(shè)計(jì)的優(yōu)化

魏祥吉

摘要：近幾年，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，對電能的需求也逐漸增大，各地電網(wǎng)建設(shè)迅猛發(fā)展，隨著電壓的等級越來越高，網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)越來越繁瑣，對高壓架空線路設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求也提出了越來越高的要求。輸電線路是電網(wǎng)的骨架，在城市電網(wǎng)的建設(shè)中，要充分考慮到各個(gè)方面的因素，避免出現(xiàn)關(guān)于輸電線路的生態(tài)環(huán)境影響、智能化設(shè)計(jì)、在線監(jiān)測等方面的問題。盡量做到能夠合理施工、最大限度的降低工程的成本，并且能夠保證工程的質(zhì)量。因此，設(shè)計(jì)人員要不斷地推陳出新，通過合理的設(shè)計(jì)方案使得高壓架空輸電線路的設(shè)計(jì)能夠符合國情、達(dá)到工程技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的平衡點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高壓架空;輸電線路;優(yōu)化措施

一、高壓架空輸電線路設(shè)計(jì)的具體要求

（1）輸電線路桿塔。架空輸電線路的主要支撐結(jié)構(gòu)是輸電線路桿塔，它多半為鋼筋混凝土桿塔或者鐵塔，高壓架空輸電線路桿塔根據(jù)自身的特點(diǎn)可分為直線塔、換位塔、終端塔、分體塔等。輸電線路桿塔的設(shè)計(jì)最為重要，其設(shè)計(jì)包括基礎(chǔ)下壓計(jì)算、基礎(chǔ)上拔穩(wěn)定計(jì)算，基礎(chǔ)底板承載力等。

（2）輸電線路導(dǎo)地線。高壓架空輸電線路導(dǎo)線一般選用導(dǎo)電性能良好的金屬，導(dǎo)地線最好選用較大的曲率半徑，能夠出現(xiàn)電暈放電的現(xiàn)象;選擇截面能夠使導(dǎo)線保持通流密度;高壓架空輸電線路通常用分裂導(dǎo)線，這樣能夠提高輸送容量。因?yàn)榧芸蛰旊娋€路中的感應(yīng)和雷擊過電壓會對導(dǎo)地線產(chǎn)生不利的影響，因此應(yīng)該使用避雷線。

一般情況下，重要的輸電線路需要采用有效的保護(hù)措施，例如多增設(shè)避雷線;高壓架空輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注重架空輸電線路的路徑，來抵御輸電導(dǎo)線帶來的不利影響，還有外界的自然條件、線路周圍的氣候環(huán)境等。

（3）絕緣子。高壓架空輸電線路中重要的構(gòu)件是絕緣子，它不僅僅能在荷載和過電壓下支撐導(dǎo)線，還能夠使帶電部分與大地有絕緣效果。通常情況下，如果高壓架空線路的電壓水平較高，那么對其絕緣的要求也會隨之增高。絕緣材料的質(zhì)量情況會對絕緣子的性能有極大的影響。絕緣子分為玻璃絕緣子、有機(jī)復(fù)合材料絕緣子和懸式盤型絕緣子等;另外在高壓架空輸電線路設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意絕緣子的性能問題，它的電氣強(qiáng)度、荷載能力都有可能影響高壓架空輸電線路的設(shè)計(jì)。

二、高壓架空輸電線路的設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1高壓架空輸電線路對城市的影響

在設(shè)計(jì)高壓架空線路的過程中，需要考慮的因素有很多，以下是從高壓架空輸電線路給城市帶來的不利影響來進(jìn)行優(yōu)化分析的：

2.1.1電磁污染

周圍的電視和廣播信號在高壓架空輸電線路的電磁場強(qiáng)度超過限值的情況下會被干擾，并有電磁輻射的產(chǎn)生。

2.1.2跨步電壓

在高壓接地網(wǎng)中會流過的大量直流和交流電流，行人在電流的入地點(diǎn)周圍電位分布區(qū)行走的話，會在兩腳之間形成電位差，而這種電位差就被稱為跨步電壓。行人在行走時(shí)兩腳之間的距離通常為0.8m，當(dāng)跨步電壓大于定值達(dá)到40～50V時(shí)，就很有可能會被電擊中。更加危險(xiǎn)的是，一旦人們因?yàn)榭绮诫妷憾さ梗蜁谷说纳眢w接觸到這種電壓，發(fā)生電擊。

2.1.3可聽噪聲

高壓架空輸電線路在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到噪聲對人們的生活所產(chǎn)生的不便。因?yàn)殡姇灧烹姷木壒剩邏狠旊娋€會產(chǎn)生頻帶很寬的噪音，尤其是特高壓輸電線路產(chǎn)生的寬頻帶噪聲、無規(guī)則噪聲、100Hz整數(shù)倍的純音，會對人們的身心健康產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

2.2優(yōu)化高壓架空輸電線路設(shè)計(jì)

2.2.1城市地區(qū)高壓架空線路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化

在新建的高壓架空輸電線路導(dǎo)線的最低點(diǎn)大于12m的前提下，一旦導(dǎo)線按照逆相序進(jìn)行排列，那么就會使得地面1.5m處的工頻磁場<0.05mT、工頻電場<2kVm，同時(shí)使得離邊相導(dǎo)線的投影20m處的0.5MHz的無線電干擾值<43dB，而國家規(guī)定的限值是2.5kVm，以上數(shù)值都不符合國家規(guī)定。經(jīng)有關(guān)人士研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在城市地區(qū)的高壓架空線路下，一般不會出現(xiàn)工頻電磁場超標(biāo)的現(xiàn)象;但是如果架空線下存在建筑物時(shí)，就有可能存在電磁超標(biāo)的問題;而對城市居民居住的房頂和陽臺來說，有可能出現(xiàn)電磁場畸變的現(xiàn)象，這就超過了國家規(guī)定的限值，不符合國家的規(guī)定。鑒于以上調(diào)查結(jié)果，在對城市地區(qū)高壓架空線路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，最好要盡量改善高壓架空輸電線路下的建筑物畸變的電磁場，采取優(yōu)化措施，譬如：給桿塔增設(shè)屏蔽線、提高桿塔高度、給建筑物增設(shè)接地線等等。

2.2.2城市地區(qū)高壓架空線路走廊的設(shè)計(jì)優(yōu)化

目前，城市的使用空間越來越緊張，導(dǎo)致用地走廊的使用也受到限制。在社會高速發(fā)展的背景下為了要滿足大量的用電需求，在新建高壓架空線路時(shí)可運(yùn)用同塔多回、雙回的架設(shè)方式，在設(shè)計(jì)鐵塔類型的過程中可以運(yùn)用窄基鋼管塔或者鋼管桿等設(shè)計(jì)方案，以確保城市居民的用電需求。

2.2.3城市地區(qū)高壓架空線路的環(huán)境影響限值優(yōu)化

現(xiàn)如今，在設(shè)計(jì)超高壓輸電線路的過程中，對于工頻電磁場的強(qiáng)度限值方面，我國還沒有相關(guān)條文給予明確規(guī)定。但是從輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)定、我國環(huán)?？偩种贫ǖ沫h(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及其它國家的相關(guān)規(guī)定來看，目前我國以工頻磁場0.1mT為工頻磁場的限值，以4kVm為居民區(qū)的工頻電場評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。而對于架空線路的距離邊導(dǎo)線投20m距離處以及噪聲和電磁污染情況，以晴天的測試頻率為0.5Hz為準(zhǔn)，無線電干擾值為53dB。但是，目前我國采用的標(biāo)準(zhǔn)與國際導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)相比較還是存在一定的差距，具體表現(xiàn)在電磁污染以及噪聲污染等方面，需要在這些方面做出改進(jìn)，采取優(yōu)化的措施拉近與國際標(biāo)準(zhǔn)的差距。

三、總結(jié)

總之，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為一種趨勢，在其建設(shè)過程中，我們需要考慮其對城市的不利影響，并對高壓架空輸電線路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高應(yīng)對各種不利天氣的能力，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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（作者單位：國網(wǎng)吉林省電力有限公司四平供電公司）