高压架空输电线路设计的优化分析

乔健

摘要：输电线路是整个电力系统构成的重要一环，是沟通供电与用电的枢纽，起着输送分配电能的作用。随着电网的不断发展，其复杂程度和密集程度越来越高，随之而来的就是不同线路之间产生干扰的概率逐渐增加。为了有效避免不同输电线路之间的相互影响，就要对架空输电线路的实际情况进行科学合理的分析，进而设计出符合实际要求的架空输电线路，确保整个架空输电线路能够进行平稳的运行，为电用户提供充足的电能供应。

关键词：高压架空输电线路;设计;优化

1高压架空输电线路对城市的不利影响

1.1电磁污染

通常，当高压架空输电线路的电磁场强度超过其最大限度值时，就会对周围的电视和广播信号产生干扰，同时还会产生电磁辐射。

1.2可听噪声

在对高压架空输电线路进行设计时，相关工作人员要考虑到其所带来的噪声是否会给附近的居民造成不便的影响。高压输电线产生的噪音频带比较宽，这是由于电晕放电的原因。一般来说，特高压输电线路产生的宽频带噪声、无规则噪声都会给人们的身心健康带来危害。

1.3跨步电压

大量的直流、交流电流高压会流过接地网，当行人行走于电位分布区的入地点周围时，在其两脚间会产生电位差，这种电位差即为跨步电压。通常来说，正常行走的路人的两脚间距为0.8m，而当其跨步电压达到40-50V时，行人有很大的可能性被电击。情况更严重的是，如果此时路人由于跨步电压的缘故而摔倒在地，路人的身体就会接触到这种跨步电压而受到电击。

2架空输电线路设计要点分析

2.1输电线路杆塔

高压架空输电线路杆塔多为角钢塔和钢管杆，是架空输电线路的主要支撑结构，高压架空输电线路杆塔根据需求不同又分为直线塔、转角塔、终端塔、换位塔、分支塔、轻重冰区分界塔、大跨越塔等。杆塔的搭建在整个线路施工中占有非常大的比重，是线路架设的前提，而杆塔类型的不同，其运输时间与费用、占地面积、运行安装、施工工期及建设造价方面都会产生很大的区别，所以对杆塔的基础类型加以确定是杆塔设计的关键环节，在对杆塔的基础选型以及施工的过程中，其相关设计不仅应该符合一系列的科学性标准和技术性要求，还应具体结合施工现场的地质情况与施工外部环境情况来予以选择，并最终计算出工程的整体造价。没有特殊要求的话，架空输电线路宜采用在技术上已经成熟的塔型，如果必须使用新型塔型，或依据设计需要对某种塔型予以改造，则需要反复进行校验，确保该塔型满足荷载要求后再投入使用。

2.2输电线路导线

架空线路的导线通常是选用导电性能良好的金属，为了防止出现电晕放电的现象，导线最好要有较大的曲率半径，为了使导线保持合适的通流密度，需要根据工程输送容量的需要来选择截面。高压架空输电线路多采用分裂导线来提高输送容量，为防止架空输电线路的感应过电压和雷击过电压带来的伤害，多在输电线路导线的上方采用避雷线，对于重要的输电线路，通常设置两根防雷线且增大地线架保护角。在设计架空输电线路时，应考虑到线路沿线的气候环境、自然条件、雷闪、雨淋、结冰等的影响。

2.3绝缘子

高压架空输电线路中重要的构件是绝缘子，它不仅仅能在荷载和过电压下连接导线，还能够使带电部分与大地有绝缘效果。通常情况如果高压架空线路的电压水平较高，那么对其绝缘的要求也会随之增高。绝缘材料的质量情况会对绝缘子的性能有极大的影响。绝缘子分为玻璃绝缘子、有机复合材料绝缘子等;另外，在高压架空输电线路设计中应该注意绝缘子的性能问题，它的电气强度、荷载能力都有可能影响高压架空输电线路的设计。在进行绝缘子的设计选型过程中，必须根据线路所经区域的环境污秽等级，充分的考虑绝缘材料的抗腐蚀性能、机械载荷能力等参数，选择满足设计条件的绝缘子。

3优化高压架空输电线路设计的措施

3.1优化线路路径设计

设计人员在设计输电线路时，应尽量降低工程造价，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。在图上选线中，设计人员需先收集施工地地质、气象、通信、林业和交通等方面的资料，在此基础上根据以往的经验在输电线路图纸中标出线路的起点、终点和必经点，并选择最合理的设计方案;在现场选线中，设计人员要提前徒步考察线路，需要投入较多的时间和人力，现场线路选线要以少占、不占森林、农田和果园等为原则，为了方便维修和施工，应选择交通方便的路径。

3.2智能在线监测系统

电网的重要组成部分就是输电网，随着经济的发展和科学技术不断提升，输电网也越来越智能化。为了顺应发展潮流，应当树立输电线路的防灾意识和建立安全信息共享平台。如果春夏季节雷雨频繁，通常会发生输电线路短路、绝缘子掉串现象和杆塔倒塌等危害事故。如果在运用先进的技术，进行智能化的操作，将情况及时传达到信号监控中心，有利于及时采取措施去解决此类问题。对其智能化不但能降低线路故障的发生概率，还能提高其恢复水平。

3.3城市地区高压架空线路的环境影响限值优化

目前我国以工频磁场0.1mT为工频磁场的限值，以4kV/m为居民区的工频电场评价标准。而对于架空线路的距离边导线投20m距离处以及噪声和电磁污染情况，以晴天的测试频率为0.5Hz为准，无线电干扰值为53dB。但是，目前我国采用的标准与国际导则和标准相比较还是存在一定的差距，具体表现在电磁污染以及噪声污染等方面，需要在这些方面做出改进，采取优化的措施拉近与国际标准的差距。

3.4加装绝缘子并联间隙

并联间隙雷电冲击50%放电电压和工频放电电压与线路绝缘水平相配合，以保证雷电过电压下先于绝缘子放电，而工频及操作过电压下不放电。一般线路绝缘子并联间隙目前用于两方面：作为“疏导型”防雷措施，用于保护绝缘子免遭雷击闪络损坏，降低线路雷击事件率，提高重合闸成功率。同时减少故障查找和巡检运维工作量，降低劳动强度;用于同塔多回线路相间或回路间形成不平衡絕缘配置，防治雷击多回同跳现象。

4结语

我国国民经济迅速发展，人们对于电能的需求量也日益增大。电压等级越高，网架的结构就越复杂繁琐，因此对高压架空输电线路设计的要求也比较高，尤其是线路设计质量问题。输电线路是电网的骨架，在城市电网的健身中尤为重要，要严格考虑到每个方面，避免出现一些问题。总之，设计人员要学会创新，吸收好的方法，通过合理有效的设计方案，使高压架空输电线路设计更加符合中国国情，适应经济发展潮流，达到技术和经济的互平衡。

参考文献

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