电力系统中高压电缆输电线路设计分析

电力系统中高压电缆输电线路设计分析

张明磊、仲月、李帅、成生元、李磊

双登电缆股份有限公司 江苏省泰州市 22500

摘要：在电力系统中，高压电缆输电线路为重要的输电载体，能否得到科学设计将对输电工作质量产生直接影响。采用高压电缆能够使线路输电能力得到提高，但设计难度较大，出现故障难以得到有效维修。因此，还应加强高压电缆输电线路的设计研究，以便通过科学设计保证线路稳定运行。

关键词:电力系统；高压电缆；输电线路设计

中图分类号：TM736

文献标识码:A

引言

高压输电通常采用电缆、架空输电等方式。架空输电易于修护处理，电缆输电通常布置在地下，节省空间，美观性好，但由于地势限制，难以搭建且维修不便。工作人员应根据实际情况妥善选择适合的输电方式。

1电力系统中高压电缆输电线路设计流程

高压电缆输电线路具有容量大、输送距离长等特点，在线路设计方面容易受到各种复杂因素影响，给线路安全运行带来威胁。因此在线路设计方面，应做好准备工作，使线路设计得到完善。在前期工作中，还应加强线路环境、地区地形等各方面的勘查，在加强科学技术运用的同时，结合经验提出完善设计方案，加强线路设计可行性研究。通过深入调查，对线路建设使用的各种设备和材料展开分析，完成最佳方案的选择，能够使线路建设和使用风险得到降低。在实践设计工作中，还应加强线路设计过程管理，确认前期准备工作情况，并做好通信技术文件修订和管理，使线路潜在风险得到全面把控。通过综合分析，提出科学设计办法，能够使线路操作具有科学性。

2电力系统中高压电缆输电线路设计要点

2.1线缆选型

在电力系统中，设计高压电缆输电线路还应做好线缆选型。主干线路多采用软铝绞线，具有较高导电率，能够使线路损耗得到降低。在架空线路中，多采用损耗低、电阻小的同心绞线，拥有良好自阻尼性能。该类导线为密闭结构，能够避免钢芯被破坏，在恶劣环境中得到了广泛运用。在资金充足的情况下，可以采用复合绞线，拥有较强抗拉伸性能、抗扭转能力，并且热膨胀系数较低，综合性能优良。针对重要线路，还要使用单芯电缆，使接头数尽可能减少。在交流系统中，需要采用隔磁处理钢丝铠装电缆。结合线路气候、地理等条件，可以完成相应规格线缆选择。如在高温、高湿环境中，可以采用乙丙橡胶绝缘电缆，不仅拥有良好电气性能，同时机械性能较强。从电缆载流量上来看，管径达到50mm以上的管壁薄，容易出现冷弯变形问题。在室外环境中，电缆多明敷架设，容易受土壤水分迁徙因素影响，出现湿度和热阻系数变大问题。根据电缆温升、电压损失等因素，长电流回路应做好电缆截面选择，加强电流密度校验，保证线路运行安全性。在同一供电回路中，采用不同电缆应保证芯截面相同。为保证电缆安全运行，设计时还应保证电缆额定电压比安装点供电系统额定电压大，持续允许电流不小于负载电流，芯截面则需要达到线路短路时的稳定性要求。此外，还应加强长度验算，保证电压降、末端最小短路电流等达到要求，使电缆拥有良好耐放电性能。

2.2合理选择高压塔杆

在塔杆选型中，塔杆定位十分重要，在设计过程中应将距离设计置于首位。距离设计主要指塔杆从顶端到地面的具体距离，需要工作人员以精确数据作为参考，建立在科学、合理的原则基础上，完成相关运算。针对一些地形、交通相对复杂、特殊的区域，在设计过程中，工作人员应落实审查工作，把控档距设计，确保其均匀度，平衡理论要求与实际要求，避免出现较大空当。当出现高压输电线路需要经过山地情况时，工作人员应注意塔杆的稳定度，将安全问题作为核心。塔杆型号不同，在造价、施工使用、运行以及占地中均存在较大差异。塔杆工程的成本占工程总造价的30%~40%，在工程中占据重要位置，应结合实际妥善。针对高压架空导线，应做好距离控制，确保导线与地面、水面距离有足够的安全性。因此，要求塔杆设计应具有一定高度，线路连通杆高档距应具有高度匹配性和合理性。

在高压输电线路设计中，塔杆主要起到线路固定的作用，是线路完整性的重要保障。基于传统设计，其将线路固定作为设计的第一要素，对塔杆型号选择重视度不高，一旦塔杆型号选择失误，不仅会增加塔杆设计成本，还会对实际线路效果造成严重影响，为线路后续使用埋下安全隐患。为确保线路设计的优化，工作人员应全面落实塔杆选型工作。（1）在实际路线实施区域系统勘察基础上，做好专业分析，优化塔杆基础型号选择。如果输电路线经过山林区，设计人员应将安全因素作为一项重要内容，保证最终的塔杆设计能够与区域高度契合。（2）不应将价格作为选择塔杆型号的主导因素，应在合理成本范围内做好塔杆费用的分配。

在输电路线结构方面，塔杆基础是设计人员需要思考的重要条件。在整个电网建设工程中，工程造价、工期以及劳动消耗量都是极为重要的部分，塔杆基础的施工量和运输量占总工程的50%左右，成本占总成本的1/3，设计人员应高度重视塔杆基础工作，按照原定设计施工基面，完成坑深设计，当设计尚未明确施工基面时，坑深可根据拉线基础中心地面标高确定。

2.3导线设计

在高压输电线路设计工作中，导线设计是极为重要的一环，导线设计合理性将会直接影响输电线路设计合理性。因此，为了提高设计质量，相关工作人员在开展导线设计前应该做好准备工作。比如，开展全面性信息收集与整合，制定设计表格，明确导线设计要求等。做好准备工作后，设计人员应该以保障设计方案可行性为基础开展工程设计。在此环节，需要分别开展导线的放线设计和连线设计。在放线设计环节，保障导线质量不受损是第一要务，设计时应注意导线放线阶段是否存在分股或线路损坏，以免对导线使用造成干扰。在连线设计环节，相关工作人员需要重点关注导线连线方式的科学性。比如，合理连接架空导线和压接式耐张线夹。

2.4防雷设计

防雷设计是高压输电线路设计工作中不可或缺的一环，是保障电力输送安全的重要方式。在设计中，相关工作人员需要以防雷、避雷和降低损失为首要目标。为此，开展高压输电线路防雷设计时，设计人员应该做好雷电屏蔽保护设计。比如，增设避雷装置，绕过易发生雷击的区域、安装自动合闸装置或强化线路绝缘性等。在防雷设计工作中，相关工作人员应该从线路自身性能、干扰结构设计和避雷装置布设等方面着手，强化线路的防雷避雷能力。

2.5绝缘设计

提高高压输电线路的绝缘性，可以大大提升线路运行安全，将会为保障电路供应平稳可靠提供巨大帮助。因此，在开展绝缘设计工作时，相关工作人员需要基于电力行业的相关规定，做好高压输电线路绝缘性控制，使其达到标准水平。在实践工作中，我们应该重点关注高压输电线路的性能和使用情况。比如，优化高压输电线路绝缘材料选择，基于材料的绝缘程度和适应性开展筛选，分析和判断材料的抗污染性、抗电性和抗氧化性，为选出最具实用价值的绝缘材料奠定基础。

结束语

综上所述，在高压电缆输电线路设计中，还应实现线路合理规划，科学完成路径和线缆选择。实际在线路设计过程中，还应掌握线路设计要点，合理进行接地、防雷等各环节设计，以便取得理想设计效果，使电力系统运行质量得到提高，为人们安全、可靠用电提供保障。

参考文献

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