浅析全寿命周期的输电线路设计分析

邹双全+奚敏

摘 要：随着社会的进步和国民经济的发展，城市化进程不断的加快，人们对电能的质量和数量要求越来越高。而在输电线路建设以及发展的过程当中，系统全寿命有效的提升，是促进输电系统整体可持续发展最为重要的一个因素。只有加强对输电线路整体全寿命的管理，提升设计、管理等方面的工作质量，才能切实保证输电线路更为高效化、经济化的运行。本文首先简要分析了输电线路全寿命周期的设计理论，继而探讨了输电线路以及各部件的使用寿命，最后对输电线路全寿命周期的可靠性进行了总结。

关键词：输电线路；全寿命周期；设计理论

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0172-01

1 输电线路全寿命周期的设计理论

所谓输电线路的全寿命周期，指的主要是从输电线路的规划设计开始，直到老化弃用这期间全部时间的一个历程，其中还包含针对输电线路进行的施工运营。输电线路的全寿命性能主要包含适应性、安全性、经济性、环保性以及耐久性等各个方面。而对其的设计不单是对成本问题实施的分析，这只是众多需要分析的因素当中的一个。而全寿命性能最为基本的理念在于让给输电线路所具备的全寿命性能实现最优化。

在输电线路工程的设计工作当中，对线路的全寿命周期所实施的研究主要是围绕着系统当中各个部件所呈现的安全性和使用寿命，特别是因为线路腐蚀而导致系统整体安全性下降，各部件使用寿命降低的问题。输电线路所具备的安全程度主要受到系统全寿命的经济指标影响。针对全寿命经济所实施的分析以及研究应该切实明确输电线路所具备的使用寿命，将可靠性和安全性作为前提。由于构成输电线路的各个部件在预期寿命方面通常会呈现出比较大的差异，因此在对各部件加以使用的时候需要考虑到寿命匹配。所以说，对输电线路加以全寿命设计是具有多个层次、多指标以及多目标的一种研究，对全寿命理论所实施的设计是一项具有较强复杂性的理论系统。在对输电线路加以施工设计的工作当中，针对全寿命周期的设计不但要对周期经济做出考虑，还应该包含输电系统以及各部件使用寿命以及寿命匹配性。

2 输电线路系统以及各部件使用寿命

2.1 系统设计使用寿命

所谓设计使用寿命，指的是在不需要针对各个结构构件做出大量维修就能够达到的一个预期使用的时间长度。通常情况之下，设计寿命需要具有固定的保证年限，统计过程并不是所预期的一个平均值。如果所设计的使用寿命越高，那么反映出线路所具备的重要性也就越高，使得线路当中各个组成部件所具备的材料性能以及设计水平的可靠性就越高，同时也会呈现出更高的投资。输电线路系统寿命设计只是就线路组成主体结构来说的，并不是要求全部的部件都需要达到这个要求，有些部件是要在输电线路整体的使用年限之内加以更换的。在设计应用实践当中，电力设计人员需要结合相关的标准，跟用户或者业主一同探讨以及确认输电线路所呈现的设计使用寿命。目前，我们国家的电力行业在实施输电线路使用寿命设计方面并不具备一套较为明确的标准，这也就给线路设计维护以及主要部件更换等工作形成了一定阻碍，对线路的维护以及部件更换等工作，都是由电力企业工作人员凭借自己的工作经验进行，可能会导致大量资源以及能源的浪费。所以对输电线路的设计使用寿命加以研究显得尤为重要。

2.2 主要部件的使用寿命

输电线路所覆盖的范围十分庞大。不同区域、线路，亦或是不同区段都将会遭受到形式不一自然环境的影响。因为输电线路当中的部件众多，种类也较为复杂，所以它们之间所具备的使用寿命也具备较大的差异。经过相关研究证明，腐蚀损坏是对线路当中各个部件最终使用寿命呈现形成影响最为主要的因素。经过腐蚀之后的导线会变得更脆，抗拉强性能减弱，让其使用寿命明显降低。地线通常是利用镀锌钢绞线，它的锌层受到腐蚀的话将会直接结束它的使用寿命。避雷针以及其它的一些金具等部件也将会遭受氧化腐蚀所形成的危害，输电铁塔以及钢管杆如果锌层遭到破坏也会有锈蚀的情况出现，导致钢结构构建所具备的承载能力大幅度下降，这也就间接的导致了混凝土等结构遭到破坏。在对输电线路使用寿命加以设计的过程当中，塔杆受到腐蚀破坏之后都是利用维护或者维修等处理方式，而导线、金具以及底线等都是做更换处理。所以输电线路当中各个部件因为腐蚀所导致的自然寿命是在设计工作当中最应该值得注意的一个问题。

2.3 输电线路的部件寿命匹配

在输电线路当中，导线的造价通常都比较高，而且因为其悬挂于杆塔之上并不容易进行更换，使用寿命的长短不好控制。而地线较为容易更换，绝缘子的造价较低，同时比较容易更换。铁塔虽然在地面上矗立，而且造价也比较高，不过相对来说更容易进行维护，它的使用寿命更加容易控制。而塔杆基础的造价比价高，不过就目前的实际情况来说，通常并不需要进行维护，可以不跟其它的部件之间做匹配性的研究。因为相对来说输电线路当中其它的部件更加容易进行维护或更換，而且有些部件的价格较为低廉，所以导线成了输电线路各部件匹配当中的重点。

3 输电线路全寿命周期的可靠性

在输电线路当中的任何一个部件出现了问题，都将会给电力系统整体的供电安全形成较大的影响。如果导线失效的话，将会对输电功能造成直接的威胁，而底线或者接地系统失效的话怎会提升输电线路遭受雷击的几率，绝缘子出现失效情况的话会导致线路闪络或者跳闸之类的事故出现，铁塔以及基础损害将会导致线路整体倾斜和倒塌。输电线路所具备的安全性以及可靠性是其全寿命周期最为重要的指标。所以对线路整体以及各个部件所具备的安全性和可靠性加以研究具有非常重要的意义。

3.1 影响因素以及失效模式

对输电线路的可靠性形成影响的主要因素包括机械以及电气这两个方面。在各种因素的影响之下，不可避免的会导致各个组成部件失效，给输电系统整体形成十分严重的影响。而输电线路所具备的复杂性、材料多样性以及所处环境的多变性将会导致失效的模式呈现较强的多样性。材料腐蚀老化、外力破坏以及覆冰过载等会导致铁塔的倒塌失效，而地线失效一般是由于外力作用、风偏放电等导致放电跳闸，金具的实效也通常也是因为材料老化以及覆冰过载的问题。

3.2 各部件抗力统计特性

输电线路的各个部件抗力统计参数以及分布类型通常很难直接获取，往往是利用对其统计参数经过各个因素和抗力间呈现的函数关系进行确定，结合统计学的误差传递公式算得抗力的统计参数。输电线路所具备的安全性和可靠性是线路全寿命受气设计质量呈现最为重要的一个标准。所以，输电线路当中各个组成部件的抗力以及效应对应的统计参数，能够给输电线路当中各个部件的全寿命周期所具备的可靠性供给出一些数据支持。

4 结语

总而言之，在对输电线路全寿命周期加以设计的过程当中，需要对各种影响因素做出综合性的考虑，继而为输电线路的安全稳定运行提供保障。相关从业人员应该积极探索，对国外的一些先进技术和理念加以借鉴，与我国电力行业发展的实际情况相结合，继而创建出一套符合我国国情的输电线路设计体系，为我国电力行业的健康发展贡献出自己的力量，为国民经济保持高速的发展注入源源不断的动力。

参考文献

[1]袁刚.基于全寿命周期的输电线路设计分析[J].科技创业家，2012，（19）：117-118.

[2]蒋胜先.35kV输电线路设计与施工方案研究[J].机电工程技术，2013，42（05）：52-54.

[3]李强.220kV输电线路设计要点分析[J].硅谷，2014，7（21）：163+170.endprint