35～110kV輸電線路設計要點探討

山東合銳恒基電力設計咨詢有限公司 潘 威

1 引言

隨著社會的發展，人們對電力供應的需求日益增加，電力系統也在快速演變。架空輸電線路具有出色的性能，可以實現遠距離的輸送，覆蓋范圍廣，尤其適用于我國城鄉電網的建設。電力工程的設計是非常重要的，其能夠保證項目的順利完成。盡管近年來我國輸電線路設計取得了顯著進步，但仍有許多挑戰需要克服，例如，路徑選擇不當、桿塔選型不合理、導線選型不當、防雷措施不足等。這些問題的出現，嚴重阻礙了輸電線路的可持續發展，也拖累了電力工程的建設[1]。因此，必須采取有效措施對輸電線路進行合理規劃設計，以此有效降低輸電線路建設成本和提升輸電線路運行效率以及輸電能力。

本文將結合具體實例， 35～110kV 輸電線路的基本知識；35～110kV 輸電線路路徑選擇及桿塔結構設計；35～110kV 輸電線路導線截面積與電氣強度計算；35～110kV 輸電線路耐雷水平分析；35～110kV 輸電線路接地電阻值的確定方法等5個方面進行論述。

2 35～110kV 輸電線路設計技術要點現狀分析

2.1 路徑選擇難度大

高壓輸電線路的安全可靠性取決于其正確的路徑選擇，因此，正確的路徑規劃和設計對于保證高壓輸電線路的安全可靠性至關重要。合理的路徑規劃不僅能夠提高施工效率，還能夠降低成本，改善運行條件，并且提供技術指導。隨著時代的發展，輸電線路走廊的設計變得越來越復雜，需要考慮的因素也越來越多。這些因素包括，內容豐富、涉及面廣、政策性強、設計成本高、協調困難、出現問題的可能性等。

在線路工程中，必須面對許多挑戰，包括建筑、交通、管理、環境、政策、法律、市場、經營等。在選擇線路時，不僅要考慮這些挑戰，還必須綜合考量這些因素，以確保項目能夠順利完成[2]。這項任務不僅需要專業的技能，也需要豐富的經驗。只有通過不斷的學習和實踐，才能更好地應對這一挑戰。應該注意到，由于輸電線路建設是一項非常龐大而復雜的系統工程，所以所涉及的方面很多，需要各個部門之間密切合作，共同努力解決其中存在的各種問題。

2.2 桿塔選型不經濟

在高壓輸電線路建設過程中，桿塔工程造價占比較大，而桿塔的使用條件決定了桿塔的造價，因此保證桿塔規劃的科學性，可以使輸電線路工程的造價控制在相應的范圍內，可見，桿塔的選擇是輸電線路設計中的重要內容。在建設高壓輸電線路時，由于水文氣象條件復雜、地質條件復雜以及線路路徑較長等特點，設計人員在前期設計階段必須對所涉及的地形和周圍環境進行全面調查和分析，并且要科學規劃桿塔，以確保工程的順利完成，避免使用大型鐵塔，從而降低輸電線路建設的成本[3]。但是當前我國部分地區在桿塔選型上存在一些問題，例如為了節省資金，減少鐵塔數量，沒有充分考慮到當地的自然條件和經濟發展水平；或者因為缺乏相關專業知識，未能結合實際情況來合理地確定桿塔類型及高度，導致桿塔選型不合理，不僅增加了工程建設投資，還可能影響后期運行維護工作的開展。

2.3 導地線選型不合理

隨著我國經濟的不斷發展，供電需求日益緊張，各地區建設的輸電網絡也面臨著更多的挑戰。部分地區的輸電基礎設施薄弱，電力設備出現了過載問題，嚴重影響了電力系統的正常運行。由于供電設施的電損過大，一些地區的電壓出現了明顯的偏低，這給當地居民和城市發展帶來了極大的不利影響。目前，我國的輸電線路設計仍處于起步階段，缺乏對導地線的要求、傳輸特性、線路可靠性和傳輸容量的充分考慮。此外，由于施工單位為了節省成本，在采購和使用原材料時，經常會采取一些不合格的方式，這會嚴重危害輸電線路的安全。因此需要加強對導地線選型的研究，提高其合理性與科學性，以確保輸電線路能夠滿足現代社會的用電需求。同時，還需進一步完善相關法律法規，加大監管力度，嚴厲打擊違法違規行為，保障輸電線路工程質量。只有這樣才能更好地推動我國電力事業的可持續健康發展[4]。

2.4 防雷保護措施不當

經過多年的研究發現，在電力系統中，50%～60%的故障都是由雷擊導致的。特別是在山區和高海拔地區，由于地形和氣候條件的限制，這些故障往往都是由雷擊導致的。在強烈的雷雨天氣中，室外電氣設備的回路系統受到強烈的沖擊，導致大范圍的破壞，其中包括絕緣構件的破裂、線路的斷裂、電纜的燒斷以及設備的爆裂，從而帶來無法估量的損失。因此，為了保證電力系統運行的安全性和可靠性，必須采取一系列有效的防雷保護措施。但是，當前許多電力企業仍然沒有意識到這一問題的重要性，或者說其并未認識到雷電防護工作對于整個電力系統的重要意義。這種情況下，即使有再好的防雷裝置也無濟于事。

3 35～110kV 輸電線路設計要點分析

3.1 35～110kV 輸電線路路徑選擇

正確的送電線路路徑的選取至關重要，不但能夠極大地提升線路的經濟效益，而且可以有效降低工程建設的投入，同時也能夠提高施工的便捷性、質量和運行的安全。因此，在設計過程中，必須把路徑的優化作為最終目標，以確保國家的發展利益得到最佳的實現。在考慮到各種因素的基礎上，決定采取一種綜合性的電力系統規劃方案。這種方案將包括當地的城市發展、自然環境和文化遺產的保護、軍事和通訊基礎設施的安排、森林資源、礦產資源、水文和地質條件、交通和周邊環境的整治。此外，還需要對該地區的地形地貌進行詳細的勘測和研究，并結合相關資料進行全面評估，從而確定最合適的線路路徑。

在具體實施過程中，首先會充分了解工程所在區域的情況，然后通過多種渠道收集有關信息，如衛星遙感技術、地圖測繪等方法來獲取最新數據，最后經過專業人員的分析和判斷后得出最優路徑?？傊侠砜茖W的路徑選擇是保證電網建設順利開展的前提保障，只有這樣才能盡可能地發揮其作用，使得整個項目取得良好的效果。

通過仔細的調查與分析發現，為了確保安全，高壓輸電線路的設計必須不斷改進。為了做到這一點，必須加強對施工周圍環境的監督，及時發現問題，并采取有效的措施，以期獲得更好的結果，同時有效地運用人力、物力資源，達到最大的經濟效益。在開展勘探活動之前，必須對周圍的電力網絡情況進行詳盡的考察，并結合多種因素，精心篩選出有效的資源，經過深入的研究和分析，最終提出一份完善的、符合實際的高壓輸電線路規劃方案。為了實現最優的結果，應該盡可能選擇低彎道、少拐角、短路線、地勢平緩、方便交通、優越的地質環境、減少建筑物對土地的占用等措施。同時也需要協調好與公共交通、鐵路、水利、城市規劃和航空等部門的關系。

3.2 35～110kV 輸電線路桿塔選型

在建造高層建筑時，會考慮使用不同種類的塔柱。例如，混凝土電桿、鋼管桿和鐵塔都是常見的選擇。此外，還有一些特殊的塔柱，其能夠承受更大的壓力，因此也被稱為高層建筑。桿塔的類型各異，但都能滿足特定的應用需求。懸垂直線桿塔是一種常見的桿塔，能夠抵抗垂直和水平的負載，而且在線性行駛時也能保持足夠的穩定性，從而能夠應對突發的斷線事件或者其他緊急情況。耐張型桿塔具有極高的安全性，不僅可以抵御外界的沖擊，還能夠有效地阻擋外界的風險，使得桿塔不會倒塌，大大降低了事故的發生率。此外，桿塔還具有良好的穩定性，能夠承受外界的轉角和張力，使得其在不同的環境中都能保持穩定。當線路轉角小于3°時，懸垂轉角桿塔的使用可以有效地緩解角度對結構的不利影響。終端桿塔作為連接線路與入口的第一個重要支柱，不僅要確保線路的穩定性，還要承受一定的拉伸壓力。一般來說，這類桿塔可以有效地改變角度，以便承載更多的負載。因此，在設計和施工過程中，必須根據實際情況精心挑選合適的桿塔，以確保輸電線路的安全性。

為了確保桿塔的可靠性、可持續性、可操作性，設計師應當深入分析桿塔的荷載特性，并將其作為線路結構設計及桿塔規劃的基礎。同時，應當嚴格把關桿塔的投資，盡可能地降低其成本，以達到更好的安全性、可靠性及高效性。在制定輸電線路方案時，設計者需要對當地的氣候、地形、河流等因素進行深入研究，并結合實際情況進行精準分析，以便確保桿塔的安裝。此外，還需要仔細考量桿塔之間的空間聯系，以及桿塔頂部與地表的距離，以保證安裝的準確性。為了提高輸電線路的安全性和可靠性，應該充分利用先進的計算機技術，結合當地的地質環境，仔細篩選出符合要求的桿塔，并對其間的距離進行有效的管理。通過對這些桿塔的深入分析，已經找出一系列適用于輸電線路建設的優秀方案。經過全面的研究，發現一些有效的方法可以應用于此項目，包括改變塔型、調整桿塔的間隔以及調整塔頭的擺動角度。

3.3 35～110kV 輸電線路導地線選型

在設計輸電線路時，應該全面考慮多方面的因素，其中導地線的選擇至關重要。不僅影響著系統的輸出容量，還會直接影響到其機械強度和電氣特性，因此，應該根據過去的設計和運行經驗，以及當前的實際狀況，進行綜合評估，以確保最終的輸電線路的安全可靠。經過詳細的分析發現，采用具有良好的電氣、機械特性和低廉的價格的導線，是實現節能目標的理想選擇。這些導線不僅具有良好的節能效果，還能夠滿足復雜的運行要求，尤其是在高負荷的情況下，其節能效果更為顯著。

此外，由于輸電線路所經區域地形地貌較為復雜，氣候條件也不盡相同，因此，對于不同地區的輸電線路，需要采取相應的措施來保證其正常穩定運行。例如，在一些海拔較高的地方，為了避免出現覆冰等問題，可以采用耐低溫的導線材料；而在一些風沙較大的地區，則需要采用防蝕性能好的導線材料等。

為了確保OPGW 光纜的安全性，在設計過程中必須嚴格遵守一系列規定，例如，單相接地故障電流必須達到最大值，短路故障切除時間必須控制在0.5s 以內，以確保光纜的短路熱容量達到規定的標準。當OPGW 系統發生短路故障時，由于故障點與廠（站）之間的距離越來越遠，短路電流會顯著下降，特別是在接近廠、變電站的幾檔，電流會達到極限，這也是OPGW 系統可靠性的關鍵因素。

3.4 輸電線路設計人才培養

為了保證35～110kV 輸電線路的安全和可靠性，提高從業人員的能力和素質是非常重要的。這個任務涉及的領域非常廣泛，技能標準非常嚴格，所以需要建立一個多方合作的機制，邀請許多專家來共同參與，以確保項目的順利實施。為了滿足未來的需求，必須加強對年輕一代的培養，鼓勵其在實際操作中不斷學習，不斷積累經驗，并且通過舉辦各類培訓課程來提升員工的綜合素質，使之具備足夠的能力去完成所承擔的職責。此外，還應該注重團隊協作精神的培養，讓所有人都能夠充分發揮自己的作用，形成一個團結、高效的工作氛圍。

4 結語

為了保證35～110kV 輸電線路的安全和可靠性，提高設計和施工人員的能力和素質是非常重要的。這需要涉及許多不同的領域，需要滿足高標準的技術要求。因此，需要建立一個多方合作的機制，邀請專家來參與，以確保所有的基礎設施項目能夠順利實施，為我國的輸電網絡的發展提供技術支持。同時，還需要加強對于相關從業者進行培訓，使其更加熟悉并掌握最新的技術標準和規范，從而在實際工作中作出更為準確、合理的判斷和決策。只有這樣才能有效地提升我國電力行業的整體水平，實現可持續健康發展。