220kv 架空输电线工程技术设计

张召 保定吉达电力设计有限公司

一、输电线基础设施——杆塔的选择思路

我国疆土面积辽阔，各地气候显著不同，因此在设计杆塔的第一步就是要考虑相应的气候选择合理的杆塔。在潮湿的南方需要考虑耐腐蚀的构成材料，在北方还要在耐腐蚀的基础上考虑冰雪带来的负载问题。同时，由于输电线产生的磁场问题，我们更要科学合理地设计杆塔的位置以及与绝缘线的协调性，保证工程技术的安全性。同时由于工程造价巨大，成本问题也是需要考虑的第一要务。因此，要在工程初始阶段有一个成本大致预算，结合不同的地点，以及各地方政府具体规定来建造杆塔。而且在建造的时候还要综合设计方案的可靠性，材料在运输过程中的折损以及运送费用，整体工程需要占用多少的实际面积，以及初步的施工竣工时间，还有人力资源的使用等。要做到科学合理，清晰高效，既保障工程质量，又可以在控制成本的基础上超额完成任务。

二、南北通道一“线”牵——导线的工程设计

导线的选择，要充分结合材料的抗拉强度，断面收缩率以及断后伸长率等金属学因素。还要在保证正常工程质量的基础上尽量降低工程成本，为国家节约资源。同时材料还要考虑其对环境的影响，以及后期更换的简易性，同时更要确保整体材质的工程质量。众所周知，一个工程所需要的导线数量往往十分巨大，导线需要将数以万计的电流合理安全的运输到全国各地，同时还要长时间保持高压状态持续工作。而且南北地域差异明显，地区气候各不相同，近年来南方多有极端天气现象产生，狂风暴雨多有发生，北方雨雪灾害、山洪等频发。因此，需要考虑导线的综合性能，例如：承载重量的能力、硬度、强度、材料的耐腐蚀性能以及导线电流的流通性是否良好，还有材料的焊接性能是否优秀等。同时还要兼顾成本和使用性能。在我国常见的导线材料有钢芯铝绞线、铝绞线、铜质绞线、钢绞线和绝缘导线五种。他们各有其优缺点。铜质导线的导电性能优异但其强度硬度需要提高。铝制导线的重量占据优势，但其导电性能以及成本造价成本过高。钢绞线的质量较好但其质量和耐腐蚀性能较差，绝缘导线只在特殊情况下使用而且工程成本巨大，平时很少使用，因此钢芯铝绞线成为了首选材料，既有铝元素保护可以很好地适应各种气候环境，耐腐蚀性能优异，又因为钢的加入，保证了整体的强度硬度，同时也兼顾了成本和材料的可取性。而且该种材料有良好的导电性，尤其是面对大电流排放时表现优异，非常符合输电线的需求，广泛应用于我国各种输电工程的建设。

三、纵横南北更需“线路”清晰——论排兵布“线”的艺术

一条完整的线路设计是工程能否成功的关键因素。要充分考虑在布线时的地域差异、成本控制以及布线的精准度。同时由于受到地球自转以及地球磁场和电流磁场的双重因素，合理的设计布线尤为重要。在布线过程中要充分保障施工人员的安全性，同时还要考虑后期维护的便捷性，还要考虑自然因素。在布线经过人类居住地的时候，布线的高度、长度以及稳定性都要充分考虑。在工程实施之前，要到实地去仔细考察，要充分准备，设计出最优路线，不能浪费国家资源。同时布线的精准度将会直接影响整个工程的稳定性和可靠性。要结合实际，反复测量，优中选优，严把品控，将安全生产技术带到千家万户。

四、饱经风雨更需预防雷电——论抗衡极端因素的能力

架空运输线又称为国民生命线，需要考虑如下几个因素，首先的就是气候因素。我们国家南北天气各有不同，北方大多四季分明，冬天有降雪产生，南方多是阴雨连绵，潮湿寒冷，还有的地区例如新疆西藏等，早晚温差明显，而四川等地更是四季高温，因此运输线在实际应用中应该充分考虑不同情况。在降雨较多地区要涂上一层保护层，以保障其耐腐蚀性能。在北方降雪气候，要将输电线在出厂前进行相应的热处理，以保障其强度硬度，在温差较大的地区更要添加相应的合金元素，以降低材料应力，保障其良好的塑性，在高温地区更应该增加输电线的耐热性。其次，由于其特定的作用以及构造，雷雨天气往往是输电线的“大考”，在雷雨季节，由于其高度以及空间性，高空输电线经常受到雷电的“照顾”，稍有不慎就会因此火灾后果不堪设想，同时由于其输电的特殊性，一旦在雷雨天出现电源裸露或者泄电，将会对百姓安全以及周边动植物生存构成巨大威胁。因此在设计输电线的时候一定要考虑雷电因素，通常在工程设计初期，都会加入地线，保障输电线的安全稳定，但单纯靠底线支撑不能保证绝对安全，因此往往还会加入相应的避雷措施，以充分保障其在雷雨极端天气的稳定性。

五、细节决定成败——工程设计的其他因素

一个完整高质量优秀的工程设计，应该在充分保障性能的基础上兼顾成本和环境因素，以及磁场对地区的影响。通常在设计时候尽量让整体工程以最小的占地面积以及宽度完成最大的任务，同时更要考虑，由于磁场因素对电线的影响，以及对周围环境的影响，要合理设计各杆塔之间的距离高度以及绝缘性，更要考虑后期保养的便捷性。而这里，最重要的注意事项就要数环境。随着我国时代的进步，科技的进步，现在人们越来越重视我们人类对栖息环境的影响。要充分考虑特殊地区的环境因素，在水资源丰富的地区，要充分保障工程施工时的灰尘问题，绝对不能以破坏水资源为代价来进行生产建设。路线设计时候要充分考虑可能出现的极端环境，例如山洪多发区、地震多发区和泥石流多发区就要合理的避开，不能一味追求速度而放松警惕。政府部门在设计的时候更应该多去实地进行相应的研究，将理论充分结合实际以达到最优目的。

综上所述，输电线是我国国民生产生活的生命线，要在保障其使用功能基础上，充分考虑其对环境的影响，同时还要保障其对各种各样极端天气的适应性，要在保证质量的前提下，合理降低成本，科学控制工程造价以及空间结构设计。在“一带一路”伟大倡议的影响下，我国的高压输电线技术将会愈加完善迎接新的发展机遇。