高壓架空輸電線路路徑選擇研究

曹海濤

摘要：輸電線路是構成電力系統的一個重要部分，設計人員設計的電力輸送線路決定了電力系統的實際運行狀況。在設計電力輸送線路時，技術研發工作者應該將各種各樣的影響因素都考慮進去，其中應該涵蓋線路自身需要注意的因素以及電力輸送線路架設所在地的天氣狀況等因素，可極大降低供電安全事故發生的概率。本文基于高壓架空輸電線路路徑選擇研究展開論述。

關鍵詞：高壓架空;輸電線路;路徑選擇研究

引言

和低壓或普壓輸電線路相比，高壓輸電線路的運行要求更高，設計注意要點更多。通過本文的分析可知，設計單位需做好路徑與導線選擇工作，規范開展桿塔設計、防雷設計與防污損設計，提升高壓輸電線路的設計質量，為后續施工與運行奠定基礎，促進電力系統的可持續發展。

1線路路徑的選擇原則

在進行線路路徑選擇時主要注意以下幾點：①在選擇線路路徑時，應結合當地的實際情況，了解當地電網規劃部門5-10年的規劃方案，避免規劃設計中出現了中間發電站或者變電站。②當電力線路穿過覆冰地區時，要在認真調查和分析已有線路的覆冰類型的同時，盡可能地避免經過覆冰嚴重的地帶。③當電力線路需要穿過多氣候區域時，應該盡可能地縮短穿越長度。如果條件允許，則應避開多氣候區域，選擇氣候條件相對較好的區域設計線路路徑。④電力線路必須經過礦區時，則應該盡可能地縮短線路經過礦區的長度，將線路架設成垂直于礦區的走向，并采用分開架設的方式，從而避免地質沉陷對礦區線路造成影響。⑤電力線路穿過山區時，應盡可能地避開泥石流多發段、卡斯特溶洞、崩塌山體、懸崖、巖堆等穩定性較差的地段。如果線路沿著山麓通過，則應設置排水溝。如果線路經過山脊，則應沿山鞍設置排水溝。

2高壓輸電線路特點

高壓輸電線路呈現出如下特點：（1）運行安全性及可靠性要求較高，高壓輸電線路的容量較大，輸送電量較多，是為城市及鄉村居民供電的主要途徑，一旦高壓輸電線路出現停電事故，將會影響正常社會生產生活。（2）結構參數較高，高壓輸電線路的運行需大量的桿塔、絕緣子提供支持，其中，絕緣子串長度大、絕緣子片數量大，在桿塔出現倒塌事故后，絕緣子的修復難度較大。（3）運行參數較高，高壓輸電線路的額定電壓數值較大，會與附近的帶電體共同作用，產生電場強度。（4）高壓輸電線路的輸電路途較長，且架空線路會經過峽谷高山等惡劣環境，運維工作難度較大。

3高壓輸電線路存在問題

從低壓輸電線路與高壓輸電線路的對比結果可得出高壓輸電線路具備以下幾個特征，具體有：（1）高壓輸電線路具有較高的結構參數。高壓輸電線路具有桿塔高而且串長、絕緣子片數量大、體積較重的特點，因此，增加了輸電線路的修復難度。同樣的，這也使得高壓輸電線路所使用的備件備品也需要有很高的質量要求。（2）高壓輸電線路安全性能要求高，高壓輸電線路設計的過程中，需要加強對安全性的關注。由于高壓輸電線路主要是以負荷中心內部能源輸送線路為主，所以承擔的輸電量也比低壓輸電線路要高，若發生安全事故，便會導致極大的經濟、社會損失，可能會對城市運行造成威脅;（3），高壓輸電線路周圍的環境復雜，線路長度長，增加了通車的難度;（4），運行參數值高。高壓輸電線路的參數值整體來說較高，額定電壓會對附近電場強度造成影響，如果不及時加以解決，便會對居民用電造成不利影響。

4主要優化流程

a.輸電線路施工建設開始時，首先對線路路徑進行規劃，設計人員根據一定比例的地圖對線路周圍環境進行分析，并選擇適合的大致路徑，選擇不少于2條的備用路徑方案;然后通過實地勘查，對方案進行對比，根據線路設計專家給出意見，經單位審核同意后，線路路徑方案初步確立。b.通過GIS系統搜集周圍地理環境信息，通過桿塔平端面圖對桿塔位置進行優化選擇，分析各個地理位置的經濟性，確定桿塔位置。初選桿塔位置、線路走向、路徑長短以及跨越物對地距離都應符合規程要求。路徑選擇依據安全可靠，符合路徑選擇的經濟性和合理性。c.初選線路路徑確定后，進行現場勘查。主要勘查實際地理環境對線路影響，包括重要跨越的實際高、低是否滿足安全要求，制定保證線路施工的可靠方案;搜集沿線的氣候條件，規劃區域（包括拆遷、新建建筑等）和污穢等級信息并進行判斷，必要時對初選線路路徑進行修正。d.對桿塔位置進行終選定位工作。將2次勘查的桿塔位置具體地理位置逐一放入實際地圖中，包括轉角塔位是否合理、平斷面測量以及桿塔實際定位工作。這些工作落實完成后，現場核準相關參數和地理位置，安全措施落實完成后進行下一步施工。

5線路選擇問題的解決方法

5.1利用計算機生成線路規劃

使用計算機生成路徑的主要思想：收集大量數據，并將收集的數據、地形、地貌輸入計算機，然后通過計算機找到合適的路徑。例如，設置一條線從線路起點開始向終點靠近，如果遇到障礙物無法避免時盡可能選擇障礙物小的，同時記錄障礙物的大小和類型。不斷改變延伸的方向一直持續到線路終點。借助計算機處理問題的高速度可以快速找到各種理論上存在的路徑。然后進行初步人工篩選。通過設置不同的參數與相應實際問題的難度系數，分好不同的路徑并加以計算。最后再用節省成本的原則找出成本最低的幾條路徑。

5.2三維線路路徑的選擇

在科技時代背景下，三維全景可視化平臺應用范圍越來越廣泛，為了選擇科學的線路路徑，可以借助建模技術，設置三維場景，為線路設計人員呈現直觀的畫面。在這一三維空間，設計人員能全面的了解輸電線路，并可以對其不合理的地方進行優化。同時發揮其交叉跨越分析功能，以便對其路徑進行有針對性的調整，從根本上提高線路選擇的科學性。另外，在三維可視化場景下，為設計人員呈現了更加直觀的畫面，可以了解線路經過的地貌、地形，進而對其影響因素進行比較全面的分析，并進行相關的操作，以便提高路徑設計的有效性。例如，轉角塔與直線塔互換、追加新線路等，進而可為架空輸電線路的施工奠定良好基礎。

5.3合理選擇路徑

在確定輸電線路的具體架設路徑之前，我們的設計人員要詳細的分析線路索要經過的區域跟地方環境，還有水域情況和天氣情況，然后在方案當中選出最合適的架設路徑。同時在線路的架設路徑中我們還要考慮其他的道路施工和線路周圍的其他項目對于架設工作的影響，進而能夠保證我們的架設路徑可行并且經濟安全。同時我們要根據相關的法律法規來確定我們的路徑，既要滿足我們的設計要求，也要符合我國的法律法規，同時還要保證便于檢修。

結束語

高壓輸電線路包括電纜輸電與架空輸電2類，架空輸電線路露天運行，其工作環境更為惡劣，設計要求更高。目前架空輸電線路設計面臨路徑選擇難度大、施工協調性差等問題，成為電網建設的關注熱點。就此，設計單位需結合高壓輸電線路的組成及設計規范，開展精細化、標準化設計工作。

參考文獻

[1]蘇海鋒，石經緯，梁志瑞，武長青.基于GIS和改進元胞自動機的輸電線路路徑自動選擇[J].電力自動化設備，2016，36（12）：109-114+122.

[2]李立達.高壓架空輸電線路路徑選擇的新問題及應對措施[J].企業技術開發，2016，35（17）：108+122.

[3]徐道林，李汶江，羅旭，黃昊，周茂，鄭煒，郭恒，武長青，蘇海鋒.輸電線路路徑自動選擇方法及元胞自動機模型[P].CN105608276A，2016-05-25.

[4]梁昊.影響電力工程輸電線路設計的因素[J].科技與創新，2015（18）：129-130.

[5]劉利鋒，肖木南.淺談輸電線路設計中的路徑選擇[J].才智，2015（13）：383.