输电线路设计过程中的关键因素及其管控方式分析

谭文韬TAN Wen-tao

（苏州电力设计研究院有限公司，苏州215011）

0 引言

输电线路项目长期以来都是电网投资的重点领域和关键内容，其设计方案的合理性将直接关系到区域电网结构和电网投资规模。因此，输电线路项目设计时必须综合性的分析各类影响因素并制定具有针对性的管控措施，不能仅仅满足于对特定因素的要求，应该全方位的考量设计方案的合理性，从项目工程全寿命周期的角度评估设计方案的质量，有针对性的优化输电线路项目设计方案中的各类关键因素，确保输电线路项目在安全性、投资规模、工程进度和资源环境利用等方面都能实现综合最优化的目标[1-3]。

本文首先梳理了输电线路设计过程中需要考虑的各类重点因素，包括安全可靠因素、经济效益因素、资源环境因素和施工难度因素几大类，并逐一对各项因素进行具体分析和梳理，形成了输电线路设计过程中的关键因素。与此同时，针对不同类型的因素，制定分类分项的管控应对策略，帮助实现输电线路设计过程中关键因素的管控，确保设计方案能够实现综合最优化[4-5]。

1 输电线路设计方案

本文在进行输电线路项目设计关键因素和管控方式的研究中，重点选取S 区域A 变电站110kV 线路送出工程作为典型案例，分析输电线路项目设计方案的全过程，进而明确设计过程中需要考虑的关键因素及其管控方式。

1.1 项目概况

S 区域A 变电站110kV 线路送出工程位于长江三角洲平原区，整体地形较为平坦，交通和运输均较为便利，整体区域水系较为发达，因此，在进行设计过程中对路径中的地形参数进行确定，即平地占70%、河网占20%、泥沼地占10%。结合工程项目前期的地质情况分析和现场查勘的结果，线路涉及区域无明显不良地质活动。本线路工程涉及区域将覆盖城市郊区、居民集中区和工业园区等地带，可能会穿越35kV 线路、国道省道以及河流等。

1.2 影响因素

在项目设计过程中，首先需要进行安全因素的评估，包括满足绝缘配合设计，即架空线路中要保障电气安全距离（如导线与杆塔的距离、中央导线与底线的距离、不同导线间的距离等），确保导线与地面和各类跨越物间的最小安全距离。电缆线路中要保障导电线芯与外部环境的隔离，选用合理型号的电缆及其附件，减少护层上的环形电流，确保电缆运行过程中的安全性。其次，本项目在进行线路设计过程中，需要尽量考虑周边环境的影响，做好电缆线路的防火等工作，在穿越城市主干道及居民区域时候，本项目可以采用电缆穿越的方式，避免架空线路对工业和居民区域规划的影响，并重点考虑线路通道沿河流和道路布置，便于后期施工运行。此外，项目方案在设计过程中，需要重点关注城市内各类市政管线的布局，尽量避让燃气和通信等管网，在交通便利区域可采用全机械化施工方式。

1.3 方案确定

在方案确定的过程中，需要全面考量整体区域的电网结构、线路的路径长度和覆盖范围、周边自然环境和城市规划布局、施工条件和便利程度等多种因素，在各个可行方案中选取经济性最高的方案，在确保方案安全合理的前提下，实现经济性的最优。此外，在方案确定的过程中，除了将客观的影响因素纳入到方案比选中外，应该结合整个输变电工程在中期和长期的规划，免于之后出现线路交叉等问题，提前考虑到电力未来的规划布局。

经过项目整体情况的分析，针对各类影响因素进行综合考量，最终确定项目的设计方案。本工程新建线路路径总长6.6km，其中新建双回架空线路路径长2.6km，新建双回电缆线路路径长4.0km。导线采用2×JL3/G1A-300/25 钢芯高导电率铝绞线，地线采用2 根48 芯OPGW-120 光缆。新建双回角钢塔12 基，其中双回路直线塔4 基，双回路耐张塔8 基。具体情况如图1 所示。

图1 S 区域A 变电站110kV 线路送出工程路径图

在方案设计时，本项目采用电缆线路避开丙类仓库（易燃易爆地区），并采用电缆线路绕行通过规划高压燃气阀站（沿阀站围墙外走线），架空输电线路线路尽量以双回路同塔出线，通道之间控制适当的距离，尽量减少占用土地。此外，本工程中部分新建电缆通道两侧的地下管线、绿化较密集，考虑施工空间有限并减少迁移工作量，不具备放坡开挖条件，考虑采用拉森桩支护开挖。架空线路的设计也避让了中心城区等工业和居民聚集的地方，避免大范围的房屋迁移和城市土地占用，提高了项目的经济效益。

2 输电线路设计过程中考虑的关键因素

输电线路项目设计是一个周期性的过程，在不同阶段下需要考虑的因素是复杂多样的，输电线路项目在设计过程中必须综合考量各类型因素的实际情况，进而制定出最为合理的设计方案。目前，单一因素或较少因素的考虑已经无法满足新型环境下对输电线路设计的要求，设计工作必须全方位和多角度对输电线路设计过程中考虑的关键因素进行分类和整合，结合实际情况对重点因素进行管控。本研究将输电线路设计过程中考虑的关键因素分为四大类，分别是安全可靠因素、经济效益因素、资源环境因素以及施工难度因素，具体情况如下：

①安全可靠因素：安全因素是输电线路设计过程中需要考虑的首要因素，设计项目的安全性和安全等级必须完全满足设计区域与设计项目中的各项要求，该因素也是整个输电线路项目设计时设计人员最为关注的因素。设计方案选择过程中，与安全可靠相关的因素主要有三个方面，一是方案所选区域的自然环境，如风荷载情况、覆冰情况、地震等级和气温等都可能造成安全性问题，在设计过程中必须加以重视和体现。二是方案所选区域的土质情况，复杂的土质情况是导致倒杆或者坍塌事故的主要原因之一。三是电气安全距离，输电线路项目的放电距离（包括对地、对构筑物以及对人）必须严格遵循规范标准，否则会有严重的安全隐患。

②经济效益因素：经济效益因素也是输电线路设计过程中不可绕开的因素，输电线路项目设计在满足各项要求的前提下，经济性就成为了衡量方案优劣的重要评判指标，如何让方案在满足设计标准和规范的前提下尽可能节约投资也是设计人员应该注重的关键问题。同样满足安全性条件下不同设计方案的路径长度、输送容量、材料选择、土建规模以及耐久程度都将对项目整体的经济效益产生影响，设计工作就应该选择方案合理且经济效益较高的方案，优化项目的经济投资。

③资源环境因素：输电线路项目在考虑资源环境因素时具体可以分为两个侧重点，一是考虑项目对自然环境的影响，即设计方案应该尽可能减少对地形地貌、敏感区域和生物植被的影响，二是考虑项目对土地资源的占用，即设计方案应该尽可能减少对土地资源的占用，减少基础沉降和土体开挖，合理利用走廊通道，确保在项目可行的前提下尽可能减少土地资源的使用占用。资源环境因素也是目前输电线路设计过程中正逐步受到重视的一大类因素。

④施工难度因素：输电线路项目在设计过程中进行施工难度因素衡量主要通过几大方面，一是政处部分的难度，如路径方案中征地和赔偿等协调处理的难度，二是地基处理的难度，即方案沿线地质和场地情况等的施工处理难度，三是线路迁移的难度，即考虑线路迁移过程中施工的难度情况，如施工场地，机械设备等的要求符合程度。只有将上述施工难度因素在实际输电线路设计过程中加以考虑，才能使项目在实际施工过程中更加顺利的推进。

结合上述关键因素可知，在输电线路设计过程中安全可靠因素是前提条件，必须完全满足并达到相关要求，资源环境因素和施工难度因素是重要条件，应该尽可能考虑这两部分中的因素，有助于提升后期设计方案的合理性和可行性。经济效益因素是比选不同方案的重要依据，在满足各项约束条件的情况下，经济效益的好坏无疑是衡量一个方案的重要标准和依据。

3 关键因素的管控应对措施分析

前述章节的四大类因素都是输电线路项目在设计过程中需要考虑的重点因素，针对每一类型的重点因素都需要有相应的管控应对措施，从而实现输电线路项目设计的合理化，其具体的应对措施如图2 所示。

图2 输电线路设计过程中关键因素的管控方式分析

①安全因素管控应对措施：针对输电线路设计过程中的安全可靠因素，其在管控应对时应该注重对路径的选择，结合前期勘察和综合分析设计合理的线路路径，使得上述因素对于输电线路项目安全可靠性的影响降至最低。其次，充分结合地质条件和周边环境选择安全可靠的基础选型，充分结合路径方案和气象条件选择安全可靠的杆塔类型，确保最终设计方案满足各项标准规范。

②经济因素管控应对措施：针对输电线路设计过程中的经济效益因素，其在管控应对时应该注重对多路径的模拟和多情景的对比，对材料和设备进行比选，形成经济效益最优的方案，提升整体工程的投资效益。与此同时，在考虑输电线路项目经济因素时，不仅需要考虑工程项目当前的造价情况，更需要结合整体的远景规划来确定容量和规模，实现周期内经济效益的最优。

③资源环境因素管控应对措施：针对输电线路设计过程中的资源环境因素，其在管控应对时应该对路径沿线自然环境和土地资源的勘察，明确沿线地形地貌和通道布局，对能够避让的区域要进行合理的避让，对能够充分利用的土地资源要高效充分利用，从而实现对环境破坏最新和对资源利用最充分的两个目标。

④施工因素管控应对措施：针对输电线路设计过程中的施工难度因素，其在管控应对时应该对方案沿线的场地和地质情况进行详细勘察，路径选择要结合后期施工难度进行综合性考虑，尽可能在条件允许的情况下选择施工难度较小的方案，避免后期项目在推进过程或者项目投资额度方面产生问题，进而影响项目的正常投运。

综上所述，不同的影响因素有着不同的管控措施对其进行管控和约束，安全可靠因素的管控方式侧重于关键安全因素的指标判断和分析，经济效益因素的管控方式侧重于不同方案和情景的对比分析，资源环境因素的管控方式侧重于地形和空间的分析，施工难度因素的管控方式侧重于地质和政处等情况的分析。

4 结论

输电线路项目设计开展过程中应该关注和解决的重点问题是多样化的，在设计时必须做好充分的前期准备和综合因素的考量，制定好各类因素的合理管理措施，实现项目设计的合理化。本研究针对输电线路设计过程中的关键因素及其管控方式进行研究分析，形成了如下结论：

①输电线路项目设计过程中需要考虑多类型的因素，单一或少数因素的考虑不能适用线路设计的新型要求，必须梳理和形成完善的关键因素体系并制定对应的管控措施，确保输电线路项目设计满足各类型的需求。

②输电线路项目设计关键因素主要分为安全可靠因素、经济效益因素、资源环境因素以及施工难度因素，其中安全可靠因素主要与方案设计时的自然气候特征、区域土质情况和电气安全距离等有关；经济效益因素主要与设计方案的路径长度、土建规模、材料选择以及输送容量等有关；资源环境因素主要与设计方案的沿线地形地貌、土地占用以及通道利用等有关；施工难度因素则与设计方案的政处、线路迁移难度和地基处理等有关。

③不同类型的关键因素需要侧重于不同的管控内容，安全可靠因素的管控重点是要充分考虑周边环境和地质条件来选择合理方案；经济效益因素的管控重点是要进行多情景模拟和多方案对比；资源环境因素的管控重点是要减少环境破坏和充分利用土地和通道等资源；施工难度因素的管控重点是寻找沿线政处和地基处理等较为建议的方案。