电力线路设计中的关键解析

电力线路设计中的关键解析

焦景涛吴海洋

(中国电建集团青海省电力设计院有限公司青海西宁810008)

摘要：当前，电力系统工程的发展和建设已经成为我国的主要经济产业之一，也是保证人民生活日常用电的主要手段。但是随着我国人口数量的不断增加，对电能需求更加迫切，因此，对电力工程的线路进行优化设计就逐渐体现其重要意义。而在优化设计的过程中，不仅要考虑线路的输送配电质量，同时还要注意环境等因素的影响，这样才能保证电力线路优化措施的科学性和合理性。

关键词：电力；线路设计；关键

1电力线路设计的相关原则

1.1经济性和实用性的设计原则

由于我们的电力线路假设工作量比较巨大，加上我们会有一定的支出预算。所以，电力线路设计的经济性和实用性就是我们需要着重注意的部分。经济性，主要是指在保证电力线路的基本质量的基础下，尽可能的减少原材料的浪费、减少人力资源的消耗，从而节省建设资金，以便更好的为电力事业服务。经济型的设计原则不仅仅体现在电力行业，在任何行业中都会强调经济性，每个人都想利用最少的钱获得最大的收益。实用性是指电力线路的设计要有极强的可操作性，能够使建设项目落地，真正的为社会大众服务，而不是仅仅为了形式，而忽略了电力线路设计的真正目的。

1.2避开特殊地形

电力线路的架设对自然条件要求相对较高，需要尽可能的保持电力线路输电的畅通，减少不必要的电力损失。一是要避开峡谷、高山等跨域地区，降低电力杆塔的支撑压力，延长其使用的寿命。二是要尽量减少穿越绿化带、植被区、高层建筑物等障碍物较多的地区，如果迫不得已必须进行穿越，那么我们就需要选择穿越最短的距离，这样做有两层原因，一是为了减少地区开发，降低设计的成本；二是防止外界因素对电力线路的威胁。

1.3保护生态环境的原则

电力线路的设计有两种途径，它们分别是图上的电力线路设计和实地的电力线路设计。图上的电力线路路设计不会属于室内工作，不会对外界环境产生影响。二实地的电力线路设计就会与大自然的平合并有一定的冲突。电力线路的设计是为了后期的线路架设，那么就会对当地的生态平衡造成一定的破坏，我们在实际的工作中，必须将这种破坏的影响降到最低，推进当地经济的可持续发展，促进绿色经济，构建人与自然和谐的社会环境。

1.4交通最优的原则

我们在电力线路的设计过程中，必须将交通要素纳入影响电力整体水平的指标之一。所谓的交通最有原则，就是距离公路距离最短，方便运输。我们在设计前期需要进行实地的考查，进行数据信息的搜集；中期需要实地的施工，包括运输原材料、工人的施工等；后期电力线路和电力杆塔的运营维护，都需要发挥交通最优的优势，减少繁琐的项目，力求最简便的活动方案实行。

2常见电力线路设计中问题分析及优化措施

2.1输电线路导线选择

在设计工作中需要根据发热条件校验导线截面，该校验环节是一切线路导线截面选择的必要条件，任何情况下均不得违反。各种导线允许长期工作的最大允许电流是可以根据查询数据表知道的，但给出的允许温度是按周围气温25℃为基准制定的，实际计算时如果不是25℃，则应按导线长期允许电流的温度系数进行校正。也可以根据输电线路损耗，进行选择导线截面。电网中导线的电阻一般要比电抗小很多，引起电压损失的因素主要是电抗而非电阻，因而不能用增大导线截面的办法来解决区域电网的电压质量问题，而应采用专门的调压措施。

2.2杆塔选型

不同的杆塔型式在造价、占地、施工、运输和运行安全等方面均不相同，杆塔工程的费用约占整个工程的30%～40%，因此进行合理选择杆塔型式十分重要。对于新建工程若投资允许，一般只选用一两种直线水泥杆，跨越、耐张和转角尽量选用角钢塔。对于同塔多回且沿规划路建设的线路，杆塔一般采用占地少的钢管塔，但大的转角塔若采用钢管塔，由于结构上的原因极易造成杆顶挠度变形，基础施工费用也会比角钢塔增加一倍。直线塔采用钢管塔，转角塔采用角钢塔的方案比较合理，能够满足环境、投资和安全要求。针对多条老旧线路运行多年后出现对地距离不够，造成隐患的情况，在新建线路设计中适当选用较高的杆塔，并缩小水平档距，可提高导线对地距离。在线路加高工程中，设计采用占地小、安装方便的酒杯型钢管塔，施工工期可由传统杆塔的3—5天缩短为1天，能够减少施工停电时间。

2.3输电线路路径选择

在电力线路的具体设计中，为了达到有效合理地缩短线路施工的长度以及降低电力线路投资数额的目标，设计人员要对每一条电力线路进行徒步的勘测，通过比较，最后再确定最终方案。一般而言，电力线路的路径选择工作主要分为图上选线、野外选线两个步骤。设计人员一般会先进行图上选线，即先拟定许多路径方案，然后再进行相关的资料收集以及野外踏勘，得到所需数据后再进行技术上的经济分析对比，最后取得相关单位同意并签订协议书，从而来确定一个可行的路径推荐方案。

线路设计者在进行图上选线时，通常会在五千分之一、一万分之一或是更大的比例地形图上来进行。图上选线首先是要在图板上标出线路的起始点，然后用不同颜色的线条将可选择的方案走向标注出来，形成初步的若干个路径选择方案。接下来就是设计者按这些方案进行前期资料的收集，后再依据收集到的相关资料，对不合理的方案进行排除，对剩余的方案进行计算和比较，直到剩余2-3个比较优秀的方案。对于最后剩余的方案，要等到实地的野外踏勘之后才能取舍，选择最佳的路线。

2.4线路防雷接地设计

防雷接地的主旨是优化输电线路防雷接地系统，降低防雷接地电阻。在具体的输电线路设计中应该一方面避开地下水位较高的区域，控制接地电阻的增大；另一方面避免在土质电阻率波动范围较大的区域设计防雷接地体系，以防止出现在特殊气候下大地电阻的土壤增加而引起雷击事故；此外在湿润的盆地地形中要设立防雷接地的附属设备，以提高防雷接地系统的安全。

2.5直线杆塔的上拔校验

在定位时，若直线杆塔位于低处，除需校验摇摆角外，还需对其进行上拔校验。当杆塔的垂直档距为负值时则必定有上拔力产生，而这种上拔力产生的气象条件一般为最低气温時（重冰区有时在覆冰和相应风速时），所以校验上拔时必须按此气象条件进行计算，或用此气象条件下的比载和应力计算模板系数K值，选最小弧垂模板在定位图上找出杆塔的垂档距对其进行校验。为了消除直线杆塔的上拔现象，可采用防止摇摆角过大的有关措施，必要时也可采用轻型耐张杆塔。根据经验，摇摆角常起控制作用，即摇摆角许可后，就勿需校验上拔了。

2.6线路是否具备抗冰的性能

高压输电线路的地理位置不尽相同，因此在电气设计环节中，需要工作人员全面进行考虑，外界的气温变化会对输电线路产生怎样的影响，在设计时针对线路的抗冰性能进行研究，以此确保高压输电线路在运行过程中能够更完全、有效的进行输电工作。在设计时，工作人员需要对相应地区的浮冰进行处理，这要求电气设计人员不仅考虑到天气的不可抗力因素，还需要考虑到不同地区地质对于输电的影响，在冰冻较为严重的路径，选择抗冰塔辅助完成高压输电线路的任务。与此同时，还需要强化高压电缆，最好选择绝缘度较高的材料。

结论

综上所述，电力线路的设计工作是一项综合且复杂的工作，做好这项工作是我们能力的体现。我们在以后的实际工作中，要遵循相关的设计原则，既要符合经济性、实用性，又要保护好生态环境，同时针对不同的自然环境采取不同的设计方法，普遍实现特殊问题特殊对待的工作纲领。对于我们自身而言，需要不断的强化设计能力意识，创新工作方法，为我国电力事业发展做出贡献。

参考文献：

［1］苏毅能.电力工程高压输电线路设计要点分析［J］.通讯世界，2017（03）：152-153.

［2］刘应增.电力工程线路设计中的优化设计分析［J］.科技与企业，2015（22）：153.

［3］周振宇.浅析电力工程高压输电线路设计要点［J］.科技与创新，2015（18）：101-102.