高压输电线路电气设计探讨

摘要：高压输电线路一直是我國输电网的重要组成部分，在输电需求逐渐增高的今天，更是受到了社会的广泛关注。高压输电线路电气设计作为高压输电线路的重点，在高压输电线路的建成与工作中扮演着重要角色，对高压输电线路的安全、质量和工作效率有着重大影响。不过目前我国高压输电线路电气设计还存在一些问题，对我国高压输电的发展产生了一定的阻碍作用。本文将简单介绍高压输电线路电气设计及其问题，并探讨合理的解决方案。

关键词：高压输电线路；电气设计；问题；优化方案

高压输电线路主要包括架空输电线路和电缆输电线路两种，前者是通过电线杆、高压塔等将输电线悬在空中，而后者则是把输电电缆铺设在地下。由于高压电缆输电线路后续维护工作较为困难，所以我国主要应用的是高压架空输电线路。因此，高压输电线路电气设计也是主要围绕这一类型的输电线路展开。

一、高压输电线路电气设计的内容

（一）分析阶段：分析阶段主要是对高压输电线路电气设计提供数据基础，因此分析阶段的主要工作，就是将高压输电线路电气设计的相关因素，如建设成本，项目规模，施工环境，施工材料等，进行全面而详细的调查与分析，以此保障高压输电线路建设施工的可行性。在进行具体的分析时，尤其需要注意高压输电线路的施工风险，该风险可能由资金成本、施工技术、自然灾害、施工材料等因素引起。而如何规避施工风险，便是高压输电线路电气设计在分析阶段的重探索内容。[1]

（二）初步设计阶段：初步设计阶段，就是指设计人员依据分析阶段所提供的综合数据，制定处一个或多个设计草图，最终选择最优设计草图，并不断优化设计过程。在设计草图的过程中，需要对高压输电线路的输电路径、自然防护、输电设备等进行综合考虑，确保高压输电线路能正常、高效、安全运作。其中输电铁塔作为重要的输电设备，需要对其安放位置、安防环境、防雷防震措施等进行充分考虑和分析，做好输电铁塔的防护设计。

（三）施工图设计阶段：施工图设计阶段作为高压输电线路电气设计的最后一个设计阶段，其设计内容主要是围绕高压输电线路的施工展开，对施工的各个细节进行合理的规划与科学的规范。在这个阶段，无论是输电路径平面图，还是输电铁塔施工图，又或者是机电安装施工图，都应该做到详细而完善，为最终高压输电线路的施工建设提供详细的指导。

二、高压输电线路电气设计常犯的错误

（一）线路抗冰性能欠考虑。由于高压输电线路较长，所以在设计时需要依据自然环境情况，合理加强其抗冰性，防止冰雪天气对高压输电线路的正常工作造成影响和破坏。然而在实际设计中，偏南方地区的设计人员往往会会忽略掉这一点，因为他们认为自然气候变化不是太大，下雪结冰的几率也较小。实际上，在部分南方地区的高海拔地带，也有可能出现结冰的现象，甚至会比较严重。线路缺少抗冰性的话，高压输电线路受到冰霜的影响较大，因此属于较大的安全隐患。[2]

（二）输电路径设计不合理。输电路径设计是高压输电线路设计的重点，其需要从成本、地理条件、施工难度、技术支持等诸多方面进行综合考虑，并最终确定最优输电路径。但在进行输电路径设计时，经常出现很多对影响因素欠缺考虑与分析的现象。例如，部分输电路径设计忽视了经济方面的因素，输电路径设计跨度过大，导致投资成本和施工量都大量增加。又或者部分输电路径设计忽略了地理条件，只是一味地以最短输电路径为设计原则，却没有考虑到沿途高山绝岭的影响，导致施工难度呈阶梯状上升。又或者部分输电路径设计使用了较为复杂的路径设计方案，却没有足够先进的技术来支持施工路径的建成。

（三）输电杆塔型号选择不合理。无论是电线杆还是输电铁塔，其型号选择都应当以实际施工要求为标准，不得随意选择。部分高压输电路径的设计选择了错误的输电杆塔型号，从而使得其绝缘强度和机械强度与实际施工要求有出入，更与其放置地的地形及地质条件不和谐。输电杆塔的型号选择不合理，会对高压输电线路电气设计造成严重影响。输电杆塔的抗压性和稳定性因为输电杆塔型号不合理会大幅降低，进而导致输电杆塔无法为整个输电路径提供强度支持。同时会使输电杆塔的施工图设计出现偏差，留下极为严重的安全隐患。

三、优化高压输电线路电气设计的方法

（一）加强抗冰设计意识。为了保证高压输电线路的稳定性和安全性，有必要对其进行合理的抗冰设计。在我国北方，抗冰设计基本上得到了普遍重视，但在我国中部及偏南地区，很多高压输电线路电气设计对抗冰设计的重视程度较低。因此，这些地区的技术人员在进行高压输电线路电气设计时，需要加强抗冰设计意识，并合理对线路抗冰性能进行设计。一般来说，在进行抗冰设计时，需要充分考虑地质条件、湿度、风向、气候变化和冰厚等情况，并根据这些情况采取合适的措施增强输电线路的抗冰性。最常见的高压输电线路抗冰设计是加强导线抗冰性能和采用重型抗冰塔。加强导线的机械强度能有效减少提升导线的载荷能力，从而防止冰霜对导线产生过重的压力而导致导线遭破坏，另外也能在导线上附加预绞丝提升对导线的保护能力。

（二）设计合理的输电路径。在设计高压输电路径时，设计人员必须综合考虑各影响因素，制定并选择最优输电路径设计方案。好的高压输电路径基本要求是路径在合理情况下最短，输电杆塔跨度适宜，路径曲折、转角等情况少，路径上地质优良不易沉降，地形变化小。在此基础之上，还要尽量保障高压输电路径的经济成本投入小、施工难度低、自然条件适宜、技术支持足够、交通环境便利等。由此可见，合理的高压输电路径设计必须严格依据相关设计标准，同时结合实际情况，实现输电路径能满足各方面的要求。这就意味着，在设计高压输电路径时，设计人员不能追求极端，例如不能一味追求高压输电路径的短，这样只会造成路径设计在其它方面失衡，最终使得高压输电路径存在诸多安全隐患。与此同时，设计人员也应当清楚影响高压输电路径的各因素轻重地位，优先考虑影响关系大的因素，如当经济成本和环境交通互相冲突时，需要优先考虑经济成本。

（三）选择合理的杆塔型号。高压输电线路电气设计作为高压输电线路的重点，对高压输电线路的安全、质量和工作效率有着重大影响。而选择合理的杆塔型号，又是高压输电线路电气设计的关键内容。输电杆塔的型号选择主要是以高压输电线路规模及杆塔放置地区的地形和地质条件为依据的。输电杆塔作为输电线路的支撑，往往对其自身的机械强度要求非常高。而且，输电杆塔也是电工进行高压输电线路维护工作的重要地方，对其绝缘性也有严格要求。一般来说，高压输电线路的规模越大，对输电杆塔机械强度和绝缘性的要求就越高。根据不同的地质及地形特征，也应当选择不同的杆塔型号。针对和黄土地基、岩体地基、软体地基以及冻土地基等，必须选择科学、合理的杆塔型号，从而保证杆塔在对应地基上的稳定性。

结束语：高压输电线路电气设计是保证高压输电安全和质量的基础，同时也是我国电网建设中的重要一环，具有非常重要的地位。高压输电线路电气设计需要综合考虑经济、地形、气候、技术等因素，并在不断的优化与改进中达到最优，从而最大化高压输电线路的工作效率与安全性。采取合理的改善措施来改善我国高压输电线路电气设计中存在的问题，能有效提升高压输电的安全与性能，同时促进我国电网运输进一步发展。

参考文献：

[1]苏伟.高压输电线路电气设计问题及完善建议分析[J].科技展望.2017，（27）：114.

[2]杨睿.高压输电线路电气设计的问题及改进方法探讨[J].科技创新与应用.2017，（25）：95-96.

作者简介：施博文，男，20岁，黑龙江工业学院 电气与信息工程系，15级电气工程及其自动化专业，在校学生。endprint