220kV架空输电线路设计的要点探析

220kV架空输电线路设计的要点探析

梁鹏

淮北万里电力规划设计院有限公司235000

摘要：220kV输电线路是我国当前电力系统中最为常见的一种，在对220kV架空输电线路进行架设的过程中，必须要考虑各种影响因素，比如鸟害、雷击、大风、冻害等。因此，本文对220kV架空输电线路架设中的设计要点进行了分析和具体阐述，仅供参考。

关键词：220kV；架空输电线路；防雷设计；防覆冰；防鸟害

随着架空输电线路工程不断增加，为了能够确保输电线路运行的质量，在进行线路设计时，要充分的借助现代化设备，基于电力负荷与线路运行环境等因素考虑，来选择输电线路与材料。220kV及以下架空输电线路设计，要避开雷电高发区域，合理的设计导线横截面积与材料。

1220kV架空输电线路的重要性及其特点

架空输电线路设计是一项综合性很强的工作，线路设计正确与否，不仅决定着线路工程建设本身的技术、经济合理性，也对电力系统运行的安全性、可靠性起着关键的作用。架空输电线路设计所涉及的专业知识面广，因此从事该项设计的人员不仅要掌握本专业的技术知识，而且还要了解相关专业的知识，熟悉国家有关规程规范及相关部门的特殊要求。此外随着计算机网络技术、传感技术的不断进步，设计人员更要不断优化对架空输电线路的设计，从而提高电网的可靠性，保障电网安全稳定的运行。

220kV及以下架空输电线路主要是在野外架设，分布面积较大，环境与地形条件差异大，加之线路结构组件数量较多，若设计不合理，极易给后期运行造成影响。因为线路较长，因此可以采取分支结构，以减少线路末端的电压与电能损耗，线路选择要避开竹林与树木区域，以确保线路运行的安全性。

2架空输电线路设计要点

2.1输电线路杆塔的设计要点分析

杆塔是架空输电线路的重要组成部分，其合理与否，直接决定着导线与地面、交叉跨越物之间的距离是否符合规程要求。目前常用的杆塔有钢筋混凝土电杆、铁塔和钢管杆三种。在线路总投资中，杆塔部分约占40%，因此设计时应尽量使所选杆塔结构简单、机械强度高、便于施工安装和维护。

2.2避雷线的设计要点分析

避雷线架设在导线上方，其主要功能是防止导线遭受雷击。架空线路是否架设避雷线应根据线路电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地已有线路的运行经验、地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等因素来决定。避雷线要求机械强度高，耐振、耐腐蚀，并具有良好的导电性和足够的热稳定性。

2.3输电线路导线的设计要点分析

架空输电线路的主体是导线，其担负着传输电能的作用。导线架设在杆塔上，在阳光、风、雨、冰雪、雷电和大气温度变化等自然条件和重力作用下运行，同时还会受到周围大气环境所含化学物质的侵蚀。因此，架空输电线路的导线应满足如下要求：（1）具有良好的导电性能（：2）必须具有足够高的机械强度，要能承受机械力的作用（3）架空导线在大气环境中运行，应能承受大气环境中有侵蚀性物质的作用，具有一定的抗氧化、抗腐蚀能力（4）价格低廉、质量较轻。

2.4输电线路绝缘子的设计要点分析

架空线路的绝缘子是用来支持导线并使之与杆塔间绝缘的，它由绝缘部件与金属部件胶装在一起而构成。绝缘材料有电瓷、钢化玻璃、塑料、环氧树脂及合成材料等，目前使用最广泛的是电瓷。绝缘子应具有足够的绝缘强度和机械强度，同时对化学杂质的侵蚀具有足够的抵抗能力，并适应周围大气条件的变化，如温度、湿度变化的影响。

3基于运行常见问题的220kV及以下架空输电线路设计

3.1输电线路设计

在进行220kV及以下架空输电线路设计时，输电线路选择较为复杂，需要综合分析，考虑到经济因素与环境因素的影响。因为线路选择的合理性，直接影响着后期施工与运行，对此需要加强此环境的设计管控。为了避免线路选择不合理，造成后期运行安全问题，在前期选择的过程中，运用数字化摄影技术以及GPS技术等，借助扫描仪与计算机信息处理系统等，来获取线路周围环境图像，比如正射影像图与数字地面模型等，以全面掌握线路架设周围的实地情况。线路设计人员在图形工作站前，利用立体眼镜，可以查看输电线路走廊环境，以选择输电线路。完成线路选择后，采集线路路径断面数据，获取路径断面图，通过外业调绘完成。因为输电线路架设环境的恶化，使得规划走廊内的输电线路不断更新，线路规划难度增加，为了避免重复作业，运用三维GIS技术，结合运用计算机图形技术以及数据库技术等，实现高效选线。

3.2导线设计

架空线路主要是由杆塔、导线、避雷线、金具等构成，在进行设计时，需要考虑到导线运行时的常见问题，包括雷击问题与覆冰问题等，合理的选择金属线。导线为金属线，被固定在杆塔上，承受着拉力因素、冰雪因素等的因素，所以输电导线材料要具有较好的导电率，合理计算导线截面积，以确保电网运行的安全性，按照经济电流密度，进行导线截面积选择，同时需要考虑到电力负荷的增加，利用计算公式S=Imax/JEC，其中Imax指的是线路最大负荷电流，JEC指的是经济电流密度。在选择导线类型时，要基于使用环境与条件，来选择导线，重冰区使用铝合金钢芯铝绞线。

3.3防雷设计

220kV及以下架空输电线路架设环境较为复杂，极易受到雷电灾害的影响，为了降低故障损失，在进行220kV及以下架空输电线路设计时，要采取有效的防雷措施。以220kV架空输电线路防雷设计为例，按照DL/T620标准，若架设海拔＜1000m，最好使用8个绝缘子，若线路杆塔全高＞40m，而且为大跨越档位，当高度增加10m，则需要加设一片绝缘子，以提高抗雷击性能。通过增加耦合系数的方式，来提高输电线路耐雷击水平，为了优化杆塔接地装置，采取适当的接地线机构。

3.4杆塔设计

在进行220kV及以下架空输电线路设计时，杆塔设计需要考虑到基础型式，要尽量选择成熟杆塔，经过科学试验后，再确定应用。在进行杆塔型式在设计时，需要结合导线选型，考虑到地区地质与气象情况。杆塔高度的设计，需要在按照输电线路的实际情况，考虑到林木跨越要求与经济指标，留有裕度。在选择基础型式时，要考虑到全线的地形与地质。铁塔基础通常使用现浇钢筋混凝土立体柱式基础，若特殊情况，则使用灌注桩基础。

需要注意的是，在进行杆塔基础开挖设计时，应该根据工程地形条件、地质特征等进行合理开挖设计，从而提高岩石的整体结构性能。在进行杆塔基础浇筑设计时，应该以钢筋混凝土为基础，也可以适当的选择施工场地周围的砂石作为原材料。当浇筑设计完成之后，需要进行回填设计，在回填与夯实设计，需要对回填土的密度、与夯实密度进行一定的考虑，确保设计内容符合工程要求。在进行基础排水设计时，应该将杆塔基础设计在地下水位的下方，保持两者之间有一定的高度差。这种设计方法能够将基坑中的水及时排出去，避免壁坑出现下滑或者坍塌等严重现象，提高杆塔基础的开挖作业效率，使高压输电线路工程能够按时完成。

4220kV及以下架空输电线路设计存在问题与对策

4.1加强常见问题的管控

在进行220kV及以下架空输电线路设计时，为了避免后期运行发生安全事故，给电力系统造成影响，则需要做好前期勘查作业，充分的掌握线路架设区域内的环境情况。需要注意输电线路相位的对应问题，尤其是T接线路，需要明确原输电线路的相位情况，了解是否存在相位改变的情况，避免引发安全事故。同时还需要注意导线排列方式改变，需要做好线路间距检查，看其是否能够满足绝缘配合要求，避免存在电气距离不足问题，对后期运维造成影响。要严格遵守先勘查后设计的原则，严禁存在三边工程，即边勘察作业，边设计输电线路，边施工作业。

4.2做好实际勘察作业

在进行220kV及以下架空输电线路设计时，及时是运用了大量的先进技术，也必须要做好野外实际勘查作业，以充分的了解输电线路沿线的具体情况，包括地质信息、地貌与水文等，做到边勘察边记录，切不可以进行后补。若使用的耐张转角塔，其为船型横担，当转角＞50°时，则需要做好导线距离校验。若为T接线路，则需要合理的设计T接点杆型，并且明确连接方式。

5结束语

总而言之，220kV及以下架空输电线路设计需要考虑到雷电灾害问题与安全事故等的影响，严格按照设计标准，运用现代化设计技术，来选择输电线路路径与导线等，做好防雷设计与杆塔设计，加强质量管控。

参考文献：

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