区域电网改造中高压输电线路设计现状研究

冯皓清 花 明

（1.杭州鸿晟电力设计咨询有限公司 2.浙江鸿能电务有限公司）

0 引言

伴随着时间的不断推移，人们生活水平不断提高，各个行业也获得了更好的发展，对电力需求日益增长，国家对“城网”和“农网”改造工作，投入大量的资金，通过更多变电站的建设以及对输电线路进行改造，在进一步提升供电可靠性、安全性，降低损耗率等方面发挥出至关重要的作用和意义，但是经过认真调查之后发现，在区域改造过程当中，还存在着规划缺乏合理性、套图设计等各种问题，需要相关工作人员进行深入的分析，再制定出完善的方法，将问题妥善解决。基于此，本文主要对区域电网改造当中高压输电线路设计现状展开深入探讨。

1 高压输电线路的主要特点分析

高压输电线路的主要内容包括：220V以下的输电电压，即可称之为高压输电，高压输电线路会根据结构的不同划分为两种形式，即架空输电线路以及电缆输电线路。架空输电线路主要就是将裸露线，以架设的方式设置在了地线杆上面，之后进行电能的输送，其最大的缺点就是容易受到外界环境所带来的影响和制约，但是最明显的优势与特点是无需投入太多的资金，而且给后期的维护以及检修工作打下良好的基础。现如今在电力网当中，有很大一部分线路都是应用的架空线路；而电缆输电线路主要内容包括：将电缆全部设置在地下，之后展开电能的输送，这种方法在前期需要投入大量的资金，但是因为电缆线路全部设置在地下，所以外力以及气象条件不会对其产生任何的影响，也不需要杆塔的帮助，保证城市景观不会受到影响，而且还有着跨海送电等优势与特点。将高压输电线路与低压输电线路进行比较，发现二者之间有着很大的不同与差异，高压输电线路具有几方面特点。其一，高压输电线路自身输送容量较大，在正常的情况之下，全部都是负荷中心，相应能源输送的线路或者是最关键的电源点对整体线路的电力运输产生了不同程度的影响，如果高压输电线路出现了安全问题，那么极有可能会增加大面积经济瘫痪发生的可能和概率，所产生的后果也非常严重，所以还需工作人员对安全问题加强关注与重视。其二，高压输电线路当中绝缘子的数量众多，而且绝缘子串相对较长，杆塔不仅高，而且吨位较大，如果因为某些原因而出现倒塌问题，会给修复工作带来许多困难，而且对备用件以及准备用品也提出了更高的要求，需对线路结构参数加强分析。其三，高压输电线路与之相关的预警参数较高，因为其额定电压基本比较高，所以带电体附近的电场强度也会很高。其四，在正常的情况之下，高压输电线路实际线路都会很长，而且所处在的地理环境较为复杂，甚至有些需要穿山越岭，再加上交通运输较为困难，如果发生了某些问题或者是故障，会给相关的维修工作或带来极大的影响［1］。

2 高压输电线路设计状况分析

通过区域电网进行分析，发现其具有线路走廊紧张、复合密度高等特点，对供电安全可靠性提出更高要求，所以区域电网无论是规划还是设计工作都有特殊性［2］。

（1）线路杆塔设计非常保守

在进行输电导线架设的过程当中，线路杆塔是非常重要的组成部分，主要作用就是防止电晕放电以及感应静电场对人产生影响和伤害，所以需要保持一定的高度，在杆塔上面架设的每一根输电线之间也要保持一定的距离。但是经过认真调查之后发现，在一些地区电网的设计过程当中，工作人员并未对特殊的地形以及气候条件加强关注与重视，导致杆塔和基础安全裕度非常大，增大了资金投入［3］。输电线路的设计需由专业工作人员对现场的实际环境进行认真勘查，对输电导线的安全系数、所需样例、导线的弧垂等各项内容进行深入分析，通过专用线路设计软件，对线路杆位线塔挡距进行合理的设置以及选择，但是一些设计工作人员对线路设计的主要原则以及技术方法掌握的还不是非常全面，在设计工作展开的过程当中，都会应用传统的方法，例如在确定杆塔之间的距离时，根据技术要求是200m的线路挡距，但是相关工作人员将关注的重点放在担心杆塔承受力不足等方面，所以将距离设置在150m，因为担心杆塔跨越距离不够的杆塔，原本可以使用18m呼称高的杆塔，但是却使用了21m呼称高，由此可以看出，设计工作人员在进行高压输电线路设计过程当中，都会遵循保守原则［4］。

此外，在高压输电线路当中，线路杆塔与导线也是最重要的组成部分之一，在输电线路设计的过程当中，线路角钢塔的选择是非常关键的，需要将导线截面与使用安全系数作为基础，之后展开相关的选择。同时，也可以套用一些定型截面导线的角钢塔，设计工作人员如果并没有按照线路工程的具体情况，在截面导线的线路工程当中所选择的定型角钢塔缺乏科学性与合理性，那么极有可能会出现资金浪费的问题。

（2）复合绝缘子组件配置缺乏合理性

绝缘子的主要作用是支撑以及悬挂固定的导线，并让导线与杆塔之间保持一定的距离，复合绝缘子就是至少由两种绝缘部件所构成的一种具有聚合物特点的绝缘子。复合绝缘子最明显的优势与特点就是体积较小、重量轻、安装过程非常简单，而且抗氧化能力非常高、机械强度高等，故而得到广泛的应用并获得一致好评。但是复合绝缘子的形状以及安装方式非常多，工作人员需要按照大气污染程度以及污秽性质等各种因素来选择出不同的技术方法以及维护方案，才能够将复合绝缘子的闪络电压大幅度的提升。经过认真调查之后发现，一些设计工作人员对复合绝缘子的技术要求产生忽视的态度，甚至选择一些机电性能无法满足安全运行的复合绝缘子［5］。

（3）高压单芯电缆敷设和安装过程当中所存在的问题

当工作人员参与到区域电网线路改造过程当中去之后，会发现高压单芯电缆所应用的范围越来越广，如果设计工作人员对单芯电缆的实际敷设以及安装过程当中的要求掌握得还不是非常全面，就会造成高压单芯电缆敷设和安装的过程当中存在着某些问题。

3 区域电网改造中高压输电线路设计问题的解决方法与策略

（1）汇集数据，展开深入分析，进行合理规划，保证电网运行安全

区域供电企业需将自己的作用全部发挥出来，结合区域具体情况，将各种统计数据进行大量的汇集、整理以及分析，全面了解与明确区域经济规划以及发展前景，查找区域供电网络当中所存在的问题，之后展开合理的规划工作［6］。

（2）杆塔的档距以及安全裕度要具有科学性与合理性

在区域电网改造过程当中，35kV与110kV是最常见的高压架空线路钢管杆，工作人员在进行杆塔装置设计的过程中，通过合理应用计算机技术、智能制造技术等将设计过程中所存在的问题妥善解决。同时，设计工作人员还需对钢管杆的档距数值、基础合适形式进行全面的了解，例如工作人员在进行35kV架空线路钢管杆的架设工作时，经过专业的测量和计算之后，线路安全系数选择5.0，设置在160～180m最为合适，此数值可以有效地确保输电线路对地距离以及安全裕度。但是事实上，在某些区域电网输电线路档距都非常小，处在110～130m之间，并且线路转角耐张杆塔非常粗，一些大转角杆塔根部直径已经超过1.5m。另外，钢管杆基础图形并没有经过专业工作人员的设计以及计算，而是以直接的方式，套用商家所给出的说明书，所以造成个别转角杆塔基础混凝土达到了200m，安全裕度极大［7］。

（3）重视复合绝缘子组件的配置工作

输电线路在工作的过程中，绝缘子是非常关键且重要的组成部分，绝缘子自身如果遭受到了雷击带来的影响，那么线路事故所出现的损失远比线路跳闸之后成功合闸的损失更大一些，所以需重视绝缘子组件的配置工作。首先，与生产企业进行良好的沟通与交流，生产出符合当地运行环境、并且有足够裕度的绝缘子。其次，应用专业的方法，对复合绝缘子展开专业的检测，以定时、定期的方式对复合绝缘子串盐密度展开测量。再则，通过合理使用抗应力、耐腐蚀芯棒，大幅度提升芯棒的抗应力腐蚀能力，确保密封具有牢固性特点，大力保护护套。最后，在220kV合成绝缘子两端设置加装均压环，在110kV导线侧面设置均压环。同时，如果经过认真调查和研究之后发现，此地段鸟害非常严重，这时在线路改造设计过程当中，还需制定更加完善、健全的方法，对运行线路的直线杆塔悬垂串与耐张杆塔跳线串第一片绝缘子应用大盘径空气动力型绝缘子等［8］。

（4）降低杆塔接地电阻

当出现雷击事故之后，对输电线路会产生不同程度的影响，其中跳闸就是最明显的表现，所以想要进一步降低输电线路雷击跳闸的概率，还需要降低线路杆塔接地装置的冲击接地电阻。经过认真分析和了解之后发现，接地电阻较大的线路杆塔，如果受到了雷击所带来的影响，线路绝缘子被击穿的可能性是非常大的，导致重合闸失败。如果雷击问题非常严重，雷击过电压就会进入到变电站当中去，对变电站中众多重要设备产生影响，所以在输电线路进行改造的过程中，接地电阻需满足相关规程以及要求，应用接地模块环形集中接地装置等各种有效的方法，帮助线路接地提升可靠性。不仅如此，值班人员也需要将自己的作用全部发挥出来，以定时、定期的方法，对接地电阻是否真正满足了规程要求进行认真的检查，如果在检查过程当中发现问题，需及时进行整改［9］。

（5）单芯电缆以及敷设方式的选择

高压电缆在一般的情况之下都是单芯电缆，单芯电缆线芯在电流通过时，会出现磁力线交链铝包，之后产生感应电压，所以在进行单芯电缆选择的过程当中，必须要满足相关技术要求，在正常的情况之下，金属护层只一端接地时，在护层的上面，无论是哪一个点位的正常感应电压都要小于50V，单芯电缆的接力主要通过线路载流量来进行相关的计算，判断其可以应用哪种接地方法［10］。

4 结束语

总之，伴随着城市化进程不断的加深、加快，我国对电力需求也提出更高的要求，需要不断健全与完善电力系统的安全性，而且切实做好区域电网的改造等各项工作。因此，相关工作人员在日常的工作当中，需要不断进行经验的总结与认真学习，大幅度提高自己的综合素养与工作能力，结合具体情况，对设计过程中存在的问题展开深入分析，之后制定出完善的方法，将问题妥善解决，保证输电线路设计过程当中能够变得更加完善，满足城市发展过程中所提出的需求。