论述220kV架空输电线路设计要点

论述 220kV架空输电线路设计要点

杨诚

苏文电能科技股份有限公司 江苏省常州市

摘要：在220kV架空输电线路设计的过程中，为了能够提高整体输电线路设计水平，推进系统的安全稳定运行，就需要根据现场实际情况对输电线路设计内容进行优化。鉴于此，为了能够满足输电线路设计方案的要求，本文结合笔者多年工作实际，在论述220kV架空输电线路特点的基础上，对220kV架空输电线路设计的要点内容进行综合论述，希望探究之后可以给该领域的设计人员借鉴。
关键词： 220kV；输电线路；设计要点；分析
0引言

对于220kV架空输电线路设计而言，在设计的过程中需根据项目的实际要求，构建出科学设计方案，从而对输电线路安全运行提供技术保障。因此在线路设计的过程中，需要根据现场实际情况，对设计方案进行技术经济综合分析，探寻出更为科学的有效设计手法，以提高整体设计方案的质量。

1 220kV架空输电线路的特点

和其他电压等级的输电线路对比，220kV输电线主要有如下特点：220kV输电线路一般作为市（区）域联网的主干线路，负责为整个市（区）域内用户供电，线路路径一般较长。从实际情况分析，中国幅员辽阔，为了减少对社会环境的影响，很多220kV架空输电线路都是架设在高山、峡谷或者人迹罕至的地带，地形条件复杂，交通运输状况较差，输电线路在运行维护管理难度较高。其次，220kV输电线路的各项运行参数要求较高，且输送的额定容量也比较高，所以在运行的过程中容易产生比较大的电场强度。最后，220kV输电线路需要配置的杆塔高度较高，且安装有大吨位、大体积的绝缘子，绝缘子串比较长，为了输电线路的安全稳定运行，预防可能发生的影响线路安全运行的事件，要准备足够且适用的备品与备件。220kV输电线路作为市（区）域联网的主干线路，在电网中作为中坚力量，如出现影响线路安全运行的问题或者事故，则会导致严重的后果和影响，造成较大的财产损失与人员伤亡事故，故保证其安全稳定的运行至关重要。

2 220kV架空输电线路设计要点分析

2.1 杆塔设计

杆塔是架空配电线路中的基本设备之一，主要作用就是给就输电线路提供支撑，让系统可以稳定的运行，所以杆塔高度和强度均须满足线路运行要求。选择不同形式的杆塔结构，对于220kV输电线路的建设、管理、投资等方面均存在一定的影响，所以应该引起足够的重视。在220kV架空输电线路杆塔结构的设计中，应综合分析现场的实际情况，气象条件、自然环境等因素，确定最佳的杆塔结构形式，并有利于施工环节的管理和控制，保证设计方案更具科学性与合理性，以降低项目工程造价。在杆塔投入使用前，进行必要的试验也是必不可少的，确保各项性能指标合格才能投入使用。

2.2 基础设计

杆塔基础是整个输电线路的支撑结构，对于线路运行安全性和稳定性存在直接影响，且该结构在施工工期、造价方面占比较大。比如某220kV输电线路工程中，基础工期就占据整个工期的一半，成本为总项目成本的1/3。就目前来讲，在地质较好的地方，我国的220kV架空输电线路很多都是采用浅基础的结构形式，和其他建筑物基础形式有着很大的差异。同时由于杆塔基础受力较为特殊，特别是转角杆塔的基础在同时受到下压力、上拔力、水平力的条件下，如设计不合理，容易发生变形或者损坏的问题。这就需要在基础设计中，综合分析各个角度和方向上的受力，通过土的重力来抵抗各个力的作用。

由于220kV架空输电线路路径一般较长，沿途的地理条件、气候环境方面会存在着一定的差异，所以在设计环节应综合分析各个方的因素，了解基础荷载、基础承受力等要素，提高杆塔基础结构的总体性能。比如在山区地带分布着较多的岩石材料，一般会选择应用岩石嵌固基础或者锚杆基础，同时为了减少对周边环境的影响，减少土方开挖，杆塔通长采用高低接腿的方式。因为铁塔接腿和土层覆盖厚度方面的影响，基础主柱露头值一般比较大，这就导致基顶水平力在锚桩和岩石间会产生较大的作用，单根锚桩利用斜柱式露头的方式传输水平。这些设计方案较为简单，可以消除外部作用力的影响，保证锚桩顶部结构的完整性和高性能，提高设计效果和结构质量。因此，在基础结构设计中，需要综合分析各个方面因素，提高基础结构设计水平和效果，达到力的平衡，让基础结构更加稳固，提高应用效果和质量。

2.3 导线设计

架空输电线路中导线作用就是电能的输送，导线都是架设在输电线路杆塔上，高压线路采用的也均是裸导线。从实际情况分析，由于导线长期处于自然环境中，一直受到自然环境的侵蚀影响，所以对于导线的质量要求非常高。设计人员需综合分析输电线路经过区域的自然环境和气象条件，了解不同导线材质的强度、电气性能等，并进行经济技术综合分析，最终选择最为合适的导线，满足电能传输的需要，促进总体应用效果的提升。目前我国的220kV架空输电线路导线一般都是采用钢芯铝绞线，其内部是钢线，外部包裹一层铝线铰制而成，其强度性能较高，且电能传输效果好。由于220kV架空输电线路的电压等级高、输送容量大，在保证其输送容量的前提下，通常会采用两根或者两根以上的导线。

2.4 路径设计

输电线路路径设计环节，设计人员需从技术经济性、可行性、可靠性、安全性等方面出发，保证路径设计达到科学性与合理性的要求。路径设计工作对于线路的设计，安全施工、运行有着直接的影响，并且关系到整个工程的造价，所以选择合适的路径设计方案至关重要。在220kV输电线路路径设计环节，要从图上选线、现场选线方面出发。前者是设计人员根据掌握的现场资料，结合线路路径卫片，以及地质、气象、水文、交通、矿产、人文环境、林区、自然保护区、军事保护区、地方发展规划等综合分析各项资料后，在路径图上标记好起点、必经点、转角点与终点；后者是设计人员根据图上选线的成果，进入到现场进行全面的勘察，根据现场实现情况，避开各种不良地带，优化线路路径，并且以线路最短为设计原则，同时提高交通便利性，为今后线路的运行提供良好基础。同时需根据地方电网的规划情况，特别是在变电站周边合理规划规划进出线位置，多采用同塔双回或者多回的方式，减少线路走廊宽度，避免线路之间的相互交叉，减少电网的运行风险。

2.5 防雷设计

由于输电线路的处于露天的自然环境中，在雷击密集区域，很容易造成雷电故障，因此在设计环节就需要做好220kV架空输电线路的防雷控制，以确保整体电网的安全性以及稳定性能得到提高。在防雷设计阶段，对常见的防雷技术策略进行分析按照输电线路的结构及类型，合理的选择的防雷设计方案：

①采用双地线保护：220kV架空输电线路全线架设双地线，线路保护角不大于0°。

②装设避雷器：在合适的位置上设置避雷器，并且通过计算机进行合理的监测与分析，了解运行状况，将雷电现场的电力快速引入到地下，提升防雷的质量和效果。

③接地保护：设计人员综合分析220kV输电线路所经区域的地质情况，根据土壤电阻率选择合适的杆塔接地方式，降低杆塔接地电阻，必要是可以采取换土的方式。

3 结语

综上所述，220kV输电线路是我国电网核心组成部分，将各区域变电站以及变电站和用户紧密联系起来，给人民日常生活、生产提供保障。设计人员设计时综合分析220kV输电线路的各项要求，掌握各种影响因素，了解具体的情况，确定最佳的设计方案，提升输电线路的设计水平，为220kV输电线路安全、稳定运行提供技术支撑，给社会提供充足的电力能源，为社会的可持续发展起到一定的推动作用。

参考文献：

[1] 黄涛涛,王瑞.浅析220kV输电线路工程设计与施工[J].建筑工程技术与设计,2016,(34):587.

[2] 张占凯,徐驰名,周明杰.浅析110kV输电线路工程设计施工[J].机电信息,2015,(6):111-112.

[3] 李艳军.浅析110kV输电线路工程设计施工[J].工业C,2015,(054):215.

[4] 蔡毓斌.浅析110kV输电线路工程设计与施工[J].大科技(科技天地),2011,():338-339.

[5] 张振宇.浅析220kV输电线路工程设计与施工[J].科技展望,2016,26(1):110.