高壓架空輸電線路設計的優化

溫龍

摘要：我國國民經濟迅速發展，百姓對于電能的需求量也日益增大。電壓等級越高，網架的結構就越復雜繁瑣，因此對高壓架空輸電線路設計的要求也比較高，尤其是線路設計質量問題。輸電線路是電網的骨架，在城市電網的健身中尤為重要，要嚴格考慮到每個方面，避免出現一些問題，比如監測方面。在高壓架空輸電線路中應做到合理施工，降低工程的成本，保證質量。所以在輸電線路設計中要推陳出新。

關鍵詞：高壓架空;輸電線路;優化措施

一、高壓架空輸電線路的設計要求

通常情況下，常用的送電線路有架空線路和電纜線路。現如今，國內外常使用架空線路來進行輸送電能。架空線路一般使用無絕緣的裸導線，通過絕緣子將導線懸架在輸電線路桿塔上，已達到送電的目的。因此，我們可以認為輸電線路導地線、輸電線路桿塔以及絕緣子共同構成了架空輸電線路。

1.1輸電線路導線

架空線路的導線通常是選用導電性能良好的金屬，為了出現電暈放點的現象，導線最好要有較大的曲率半徑，為了使導線保持合適的通流密度，需要根據工程輸送容量的需要來選擇截面。

高壓架空輸電線路大多數使用的是分裂導線，從而提高輸送的容量。由于架空輸電線路的感應過電壓和雷擊過電壓會給輸電線路導線造成不利的影響，所以會在輸電線路導線的上方使用避雷線。通常情況下，對于重要的輸電線路，會采取有效的措施進行保護，譬如增大地線架構的保護角并且增設兩根避雷線。在設計架空輸電線路的同時，要注意架空輸電線路的路徑應具備凈空走廊和充裕的地面寬度。除此之外，還要充分考慮到外界自然條件以及線路沿線的氣候環境等一切會給輸電導線帶來不利的影響。

1.2輸電線路桿塔

高壓架空輸電線路桿塔是架空輸電線路的主要支撐結構，大多數的高壓架空輸電線路桿塔是鐵塔或者鋼筋混凝土。高壓架空輸電線路桿塔根據自身的不同需求又可以分為轉角塔、直線塔、換位塔、終端塔、輕重冰區分界塔、分支塔、特高壓酒杯塔、大跨越塔、雙柱塔、分體塔等等。架空輸電線路桿塔的設計對高壓輸電線路桿塔來說是非常重要的，主要包括基礎下壓計算、地基計算、構件、基礎上拔穩定計算、基礎底板承載力計算等等。

1.3輸電線路絕緣子

輸電線路絕緣子是高壓架空線路的重要構件之一，絕緣子不僅能在一定的荷載和過電壓條件下支撐導線，而且能使得導線的帶電部分與大地絕緣。通常，由于高壓架空線路的電壓水平較高，所以對絕緣的要求也會相應提高。絕緣材料的質量對絕緣子的性能會產生重大影響，現如今，在高壓架空線路上經常使用的絕緣子有玻璃絕緣子、懸式盤型絕緣子、有機復合材料絕緣子等等。此外，在設計高壓架空線路的過程中，必須要注重絕緣子的電氣強度、機械荷載、抗劣化以及抗腐蝕的性能是否滿足高壓架空輸電線路的要求，以保證電網的安全性能，如圖1～2。

二、高壓架空輸電線路設計的優化措施

高壓架空線路設計占地面積廣，加上電壓過高可能會出現電暈現象和電場效應。尤其是最近兩年，由于城市空間的擁擠導致高壓變電站向市區靠近，因此更應該注重高壓架空輸電線路設計的優化措施。

2.1高壓架空輸電線路對城市的影響

高壓架空輸電線路設計中要考慮很多因素，應該從高壓架空輸電線路對城市造成的影響來分析：（1）電磁污染。如果電視和廣播信號的電磁場強度超過一定的限制，會產生電磁輻射現象，對人造成或大或小的危害。（2）跨步電壓。高壓接地網中有直流、交流電流。當行人在電位分布區走動的話，在兩腳間形成的電位是跨步電壓。行人行走時兩腳間的距離一般為0.8M，如果跨步電壓達到40～50V，極有可能會遭到電擊。如果行人摔倒會更加的危險。（3）可聽噪聲。高壓架空線路設計時應當考慮到噪聲的不便，如果電暈放電，會產生很大的噪聲，尤其是特高壓輸電線路產生的寬頻帶噪音會給行人造成嚴重的損傷。

2.2高壓架空輸電線路設計的優化措施

2.2.1城市地區的高壓架空線路設計的標準化優化

如果新建的高壓架空輸電線路導線的最低點大于12M時，導線呈逆相序排列;此時地面1.5M地方的工頻磁場小于0.05mT、低頻電場小于2KVM，投影20M處的0.5MHz的無線電干擾值小于43DB，但是國家規定的限量值為2.5KVM，因此這些數值均不符合規定。經調查研究，城市地區的高壓架空輸電線路工頻電磁通常不會超標，但如果存在建筑物，就有電磁超標的情況。在城市居民的陽臺和屋頂上，電磁場有可能會出現畸變的問題。如果有此類現象發生，就超過國家規定的限值，因此不符合國家的規定。根據上述調查，在高壓架空輸電線路設計時，應該改善高壓架空輸電線路下畸變的電磁場，對其進行優化。

2.2.2對城市地區的高壓架空輸電線路走廊的設計進行優化

城市的使用空間緊張，進而導致限制用地走廊的使用情況，隨著經濟社會的快速發展，用電需求不斷地增高，因此在高壓架空線路中可以使用多種架設方式，如同塔多回雙回。為了確保城市居民的用電需求，在設計鐵塔類型時采用多種設計方案。

2.2.3城市地區高壓架空輸電線路的壞境影響優化

關于工頻電磁場的強度限值，并沒有給予明確規定，尤其是在設計超高壓架空輸電線路中。我國目前采用的標準和國際標準有差距，主要表現在電磁污染、噪聲污染等方面，因此需要做出些許的改進，采取壞境限值優化措施來減少與國際標準化的差距。

2.2.4高壓架空線路的智能化

電網的重要組成部分就是輸電網，隨著經濟的發展和科學技術不斷提升，輸電網也越來越智能化。為了順應發展潮流，應當樹立輸電線路的防災意識和建立安全信息共享平臺。如果春夏季節臺風頻繁，通常會發生輸電線路斷電、斷線現象，和桿塔倒塌等危害事故。如果在運用先進的技術，進行智能化的操作，將情況及時傳達到信號監控中心，有利于及時采取措施去解決此類問題。對其智能化不但能降低線路故障的發生幾率，還能提高其智能化水平。

三、結語

在建設智能電網的過程中，對高壓架空線路的設計、維護等方面的研究隨著高壓架空輸電線路的不斷增大而進一步加強。目前，我國的計算機網絡技術、通信技術和傳感技術不斷發展，電網的發展方向也日益強大起來。然而，電網也因為大規模的區域聯網而產生了各種各樣的弊端，因此，要想保障電網安全穩定地運行，就必須要優化優化高壓架空輸電線路的設計，加強電網的自愈功能，對于電網應對冰災、雨雪天氣以及地震等自然災害的能力也要相對提高。

參考文獻：

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