电力工程高压输电线路设计要点探讨

电力工程高压输电线路设计要点探讨

林良嘉

东莞电力设计院有限公司 广东东莞 523000

摘要：高压输电线路是电网工程建设的重要组成部分，我国电网工程建设的范围不断扩大，高压输电线路建设的环境也更加复杂，需要跨越山谷和河流等不同的地形条件。为了保证高压输电线路能安全、可靠地运行，就需要结合高压输电线路建设的沿线地理环境情况及气象条件，明确输电线路设计的要点，为高压输电线路高效施工提供指导。基于此，本文分析了高压输电线路设计应考虑的因素，并提出了高压输电线路设计要点。

关键词：电力工程；高压输电线路；设计要点

前言

高压输电线路设计是一项复杂的工作，需要考虑多方面因素对线路运行质量产生的影响，具体包括选线及定位、杆塔及基础选型以及导、地线的选型等方面，保证高压输电线路安全可靠运行的同时，还应达到节能的运行要求。为了达到高压输电线路设计的目标，需要设计团队具备专业技术知识和设计能力，掌握高压输电线路设计要点，确保设计方案满足高压输电线路安全稳定运行的要求。

一、电力工程高压输电线路设计考虑的因素

（一）线路设计标准

高压输电线路对电能传输质量的要求较高，线路设计方案应符合国家和地方相关法律法规、标准和规范的要求，并且要综合考虑电力系统规划、线路运行维护等各方面因素。科学有效的设计方案，可以保障输电线路的经济性、可靠性，提高电能传输质量，降低电能损耗，确保高压输电线路稳定运行。在设计时，还应兼顾施工及运输条件，路径选择尽量方便施工和运输。

（二）设计气象条件

我国高压输电线路建设规模的不断扩大，线路沿线的地理环境及气象条件更加复杂，为了避免地理环境及气象条件对高压输电线路的运行可靠性产生影响，需要在线路设计过程中考虑海拔修正和恶劣天气的影响。设计时，应加强对沿线地理环境、地质条件和气象条件的调查。针对山区雷电高发的区域，应制定科学完善的线路防雷措施；针对恶劣天气下，高压线路的垂度以及覆冰等情况重点考虑，做好科学的预防方案[1]。在线路设计过程中需要选择最优的路径，并对杆塔、基础型式导地线选型予以确定。

（三）杆塔、基础选型

输电线路杆塔及其基础设计是电力工程中至关重要的环节，直接关系到整个输电线路的安全性、可靠性和经济性。应结合输电线路沿线气象条件和自然条件，对杆塔及基础型式开展综合性分析。在设计过程中应根据电压等级、线路回数、沿线地形、地质及水文条件、施工及运输条件等，根据综合技术经济比较，选择最合适的塔型及其基础。

二、电力工程高压输电线路设计要点

（一）输电线路路径选择

高压输电线路路径选择需要根据电网及城市规划、现有电力或其他重要管线的情况等进行规划，综合考虑运行安全、经济合理、施工方便的同时，结合实地环境情况，制定多条规划路径，并基于以上方面因素的分析，选择出经济性和安全性最佳的路线方案[2]。在制定的输电线路路径方案的比选过程中，应明确线路起点和终点以及中间点的位置信息，并掌握多方面的地形特点。高压输电线路规划过程中，还应结合军事设施范围、矿山发展规划以及水利设施规划等，避免与其产生不必要的冲突。确定最终的线路路径方案时，还应综合考虑施工的难度及运输的条件。

（二）输电导、地线的选型

高压输电线路设计中，导、地线的选择非常关键，作为高压输电系统重要的组成部分，导线的性能和质量以及节能性方面都需要综合地分析。

输电线路导、地线长期在旷野、山区或湖海区域运行，需要经常耐受风、冰等外荷载的作用以及气温的剧烈变化，因此在输电线路设计过程中，必须慎重选取导线与地线，要充分考虑导线的电气和机械特性，还应保证线路的造价经济和技术合理。要使输电线路能安全可靠地运行，导线和地线应具有较高的机械强度和耐振性能，并应具有一定的耐化学腐蚀能力。设计时可留有一定的安全裕度，特别是当线路为大档距和大高差，或位于严重覆冰地区时。在电气性能方面，导线材料应具有较高的导电率，但考虑经济性，一般不应采用铜线。要求所选导线除满足传输容量外，还应满足线路电压降、导线发热、无线电干扰、可听噪声、合成电场及地面磁场强度等多项要求。

输电线路在运行时会出现微风振动、舞动等情况，会导致线路磨损、疲劳断股、绝缘子和金具损坏等。在设计时，需根据线路的地区条件、档距以及平均运行张力对振动强度的影响等，判断是否需要采取加装防震锤等防振措施。

（三）杆塔及基础选型

杆塔是高压输电线路规划设计重要的组成部分，对输电线路的稳定运行具有重要作用。在杆塔设计过程中，应组建专业的技术团队，对杆塔选型方案进行比较和优化设计，力求保证杆塔的结构形式简单，构件受力明确、结构传力路线清晰，强度、稳定性和刚度满足要求。同时，优化结构设计，减少材料品种，降低制造、安装和运行维护的工作量，使铁塔与基础总体造价最为经济合理。杆塔基础在设计时，根据沿线地形地貌、施工与运输条件、杆塔基础作用力特点，按照技术先进、安全可靠的原则，综合考虑各项经济效益和社会效益以及施工难度和速度，并考虑环保及水土流失等因素，选择适当的基础型式，减小施工开挖量和对环境的破坏，达到安全、环保、经济的设计目的。对重要线路以及特殊区段，为保证输电线路的安全可靠，可适当采取加强措施，重要性系数取1.1，使其安全等级有所提高。

（四）线路防雷设计

高压输电线路防雷设计过程中，应全面考虑线路的电压等级、沿线地区雷电活动的规律、地形条件、土壤电阻率等条件，同时结合当地现状线路的运行经验，根据技术经济比较结果，确定出合理的防雷保护措施。架设地线是线路最基本的防雷措施之一，可有效防止雷直击导线，且对导线有一定的屏蔽作用，降低导线上的感应过电压。在雷击塔顶时，可分流部分雷电流，减少流入杆塔的雷电流。针对发电厂及变电站进线段等重点区段，还应根据实际情况设计保护措施。为了有效防止反击，可采取增设接地装置或连续伸长接地线等措施，降低接地电阻。

（五）智能输电线路设计

高压输电线路作为智能电网的重要组成部分，其智能化水平也在不断提升。目前光纤通信线路在高压输电线路沿线的铺设已经相当完善，为高速、稳定的数据传输提供了有力保障。通过配置无人机、在线监测装置、机器人等智能装备，并建立输电线路管理平台，可实现对线路运行状态的实时监测和远程监控。无人机巡检系统的应用日益普及，成为传统人工巡检的重要补充，提高了巡检效率和准确性，在设计过程中，可根据新建线路的运维需求，配置无人机及机巢。对于重要交叉跨越、外力破坏隐患点等关键区段，可考虑配置视频监测装置。对于冰区、舞动区、沿海强风区等，可考虑配置相应的气象监测装置。智能装备应与线路本体工程同步建设、同步投运。随着科技的不断发展，新的监测技术、控制技术和通信技术将不断涌现，为高压输电线路智能化提供更加先进的技术支持。

结束语：

随着我国社会经济发展对电力资源需求量的增大，高压输电线路建设的要求也在不断提高。高压输电线路的科学设计，能有效降低线路损耗，提高电力资源利用率。因此，在高压输电线路设计过程中应考虑地质环境和气候因素对线路稳定运行产生的影响，并由专业设计团队，从导线节能性和线路规划以及施工运维难度等方面展开综合分析，抓好高压输电线路设计的要点，提出科学的输电线路设计方案，保障高压输电线路可靠、经济运行的同时，也符合节能运行的要求。

参考文献：

[1]罗永磊,傅华风,杨光耀.直流特高压输电线路工程PHC预制管桩基础设计应用研究[J].武汉大学学报(工学版),2022(S2):135-141.

[2]曹雨,林顺富,于俊苏,等.基于差分和变换的高压输电线路故障行波测距方法[J].水电能源科学,2019,37(12):5.