简析架空输电线路的设计要点与设计要求

胡特 阚勇

摘 要：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、可靠性起着关键作用，基于此，本文简述了架空输电线路设计的重要性，对架空输电线路设计要点及其设计要求进行了简要分析，旨在提高架空输电线路质量。

关键词：架空输电线路设计；重要性；设计要点；注意事项

一、架空输电线路设计的重要性

架空輸电线路是输电线路的重要组成部分，其涉及电气、力学、机械等许多学科领域的知识，使得架空输电线路设计所涉及的专业知识面非常广，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。

二、架空输电线路设计要点的分析

1、路径设计要点分析。路径设计是架空输电线路设计中的基本内容，包括输电线路的可行性、经济型和技术性，其会直接影响线路的整体质量。设计人员在设计输电线路时，应尽量节省工程造价，并确保线路运行的可靠性和稳定性。在架空输电线路设计中，线路路径设计分为图上选线和现场选线两个步骤。在图上选线时，设计人员需先收集施工地质、气象、通信、水文、林业和交通等方面的资料，并在此基础上根据以往的经验在输电线路图纸上标出线路的起点、终点和必经点，并选择最合理的设计方案；在现场选线时，设计人员要提前徒步考察规划线路，需要投入较多的时间和人力，现场线路选线要以少占、不占林地、农田等为原则，为了方便维修和施工，应选择交通方便的路径。

2、杆塔设计要点分析。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和铁塔两种。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。

3、避雷线设计要点分析。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。

4、导线设计要点分析。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。

5、绝缘子设计要点分析。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。

6、防雷设计要点的分析。架空输电线路采用防雷装置防止雷电干扰和破坏整个线路。防雷设计包括以下四方面：（1）设备保护。当避雷器、计算机等相关设备遭到损坏时，相关人员应及时更换。（2）屏蔽保护。在确保线路有效连接的条件下，尽量屏蔽外部干扰信息。（3）接地保护。其原理是通过接地的方法，将输电线路中被施加的强电流、强电压导出线路，并导入地下，进而防止雷电对系统的干扰和破坏。（4）装置保护。设计人员应对相关防雷装置进行全面保护，并在一定条件下改进防雷装置。

三、架空输电线路设计要求的分析

1、输电线路路径设计要求的分析。线路路径设计目的就是尽量使路径走向更合理、杆塔布置更经济，同时减少对现有环境的影响，从而达到节省工程投资的目的。由于输电线路穿越空间有着严格的条件限制，因此输电线路路径设计是一项极为细致与复杂的工作。一般而言，输电线路路径设计是先在地形图上初步确定一条较好的路径，结合各重点区域踏勘进行局部调整。部分设计单位使用遥感图来进行线路的初选，这大大提高了线路初选的准确性和科学性。

2、、输电线路杆塔设计要求的分析。输电线路的直线塔和耐张塔均采用比较成熟的干子型塔。直线塔采用V型串布置型式，横担端部采用方形断面，可以在基本不增加塔重的前提下，增加横担刚度，保证节点连接可靠；直线转角塔采用L串，既可缩小极间距，压缩线路走廊宽度，又可减轻塔重。通过优化对比计算，根据架空输电线路铁塔的受力特点，塔身断面采用方型断面；并且对塔身斜材布置方式、铁塔接腿方式进行优化，使其达到最优经济坡度组合。此外随着科学技术的不断进步，输电网也日趋智能化，对于季节台风多发区可采取先进的传感技术和高速通信技术，来对绝缘子及导线情况进行检测，从而降低线路故障及线路事故发生概率。

3、输电线路绝缘配合及防雷设计要求的分析。主要表现为：（1）绝缘子片数选择要求。输电线路的绝缘配合主要是选择绝缘子型式、绝缘子串的片数和空气间隙。它们应同时满足工作电压、操作过电压和雷电过电压的要求。直流输电线路的绝缘子片数选择主要取决于工作电压下的污秽耐压特性。因此，一般是根据污秽性能选择绝缘子片数，再对操作过电压、雷电冲击及防覆冰闪络要求进行校核。（2）污区划分及盐密取值要求。准确划分全线污秽等级，确定各级污区范围是直流输电线路绝缘配置合理的重要前提条件。污秽等级的划分需根据线长等值附盐密度、结合污湿特征和运行经验三因素综合考虑。按此原则，对工程线路走廊沿线进行了污染情况调查，并按工程实际情况进行污区的划分。

4、输电线路交叉跨越设计要求的分析。当输电线路与甲类火灾危险性的生产厂房、甲类物品库房、易燃、易爆材料堆场以及可燃或易燃、易爆液体贮罐的防火间距不应小于杆塔高度加3m，还应满足其他的相关规定；当输电线路跨越220kV及以上线路，铁路，高速公路及特殊管道等时，悬垂绝缘子串宜采用双联串或两个单联串。

5、环境保护要求的分析。具体体现在：第一、输电线路的设计中应对电磁干扰、噪声等污染因子采取必要的防治策略，减少其对周围环境的影响；第二、输电线路设计应符合国家环境保护、水土保持和生态环境保护的有关法律法规的要求；第三、输电线路无线电干扰限值、可听噪声限值和房屋附近未畸变电场值应符合相关标准；第四、对沿线相关的弱电线路和无线电设施应进行通信保护设计并采取相应的处理策略。

结束语

综上所述，架空输电线路是电力系统的重要组成部分，其承担着由电源系统向电能消费系统进行电能传输、转换、调节和分配的重任，因此为了充分发挥其作用，必须对其设计要点及设计要求进行分析。

参考文献：

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