关键词：高压输电线路；电气设计；存在问题；解决措施
1、高压输电线路电气设计过程
高压输电线路的主要功能是进行输电，高压输电线路的构成部分有：导线、绝缘子和避雷线等等。做好高压输电线路的设计工作，提高输电的安全性和可靠性。
1.1、初步设计
高压输电线路的电气设计工作具有一定的难度，因而需要做好前期的准备工作。在前期的准备工作中，需要合理的分析高压输电线路的设计过程和设计所需要的条件，以提高设计的合理性。此外，在前期的准备工作中，要合理分析当地的地形，明确设计成本，从而实现合理选择材料和有效控制设计成本的目的。另外，设计人员需要做好实地考察的工作，并且进行有效的分析和研究，以提高设计的科学性和合理性。
1.2、进行设计初期分析
在进行高压输电线路电气设计初期，需要进行设计方案的拟定，依据设计的实际情况进行设计方案修改，提高电气设计施工的准确性。为此，设计人员需要对高压输电线路设计地区的气象条件、最终选择的输电线路、应用导线的尺寸、有关的防雷抗冰施工的方案、输电铁塔的确认工作进行综合分析。原因在于，外部的环境、输电设备线路质量对高压输电线路设计质量和水平有重要影响。因此，有关电气设计人员需要对这些情况进行考虑分析。
1.3、进行施工阶段分析
在高压输电电气设计施工中，有关人员需要进行紧密的配合，对施工过程中存在的不合理问题有效解决，对不符合施工实际情况的方案进行及时调整，有利于确保施工正常进行，优化施工的流程，提高施工人员的水平，保障施工的质量。
2、高压输电线路电气设计问题
2.1、输电线路结构混乱
如果输电线路发生故障时，将导致大范围停电现象，很多时候是由于输电线路结构不合理造成的。如果输电线路过于长，并且没有分流结构，这会造成大量的电路浪费，线路末端输出电压的降低，对供电电压和供电质量产才恶劣影响。输电线路网络结构极其不恰当，会影响高压输电网不能和中压电网互相配合，会出现许多输电线路出现两个电源“手拉手”的问题，还会造成供电质量差、运行成本高、变电站分布比例失调等问题。
2.2、杆塔基础型号选择不恰当
在高压输电线路中，导线是被固定在杆塔上的，因此，杆塔是高压输电线路的关键构成元素。杆塔的结构设计是以绝缘强度和机械强度为依据来进行的，并且由钢材或钢筋混凝土建造而成，为了保障杆塔的抗压性和稳定性，杆塔基础型号的选择过程需要严格地按照地质和地形条件来进行，所以，杆塔的选型一定要因地制宜。
2.3、没有进行有效的防雷与抗冰设计
我国大多数的高压输电电气设计环境为地势复杂、较为空旷的地区。因此，存在大量的雷电和冰雹等恶劣天气。而电气设计人员没有对这些情况进行充分考虑，导致了电气线路在恶劣天气的影响下非常容易造成线路短路、漏电问题的出现，直接提升了线路设计的成本，不利于后期的高压输电线路后期维修工作。
3、高压输电线路电气设计改进方法
3.1、科学地选择路径
科学地选择高压输电线路需要综合考虑多方因素，这不仅是指地形地貌等自然环境，也需要考虑闹市、街区等人文环境。在对施工各方面因素进行实地考察之后，应该综合各种限制因素，选取对工程最为有利的线路。选择高压输电线路的时候，要尽量避开山林、闹市等地区，避免雷电发生的时候造成的人员伤亡和房屋损坏，此外，设计还应减少转角和曲折线路，保证便捷与高效。
3.2、不合理的杆塔基础型号选择
在进行高压输电线路电气设计和施工过程中，杆塔是用来对线路等进行有效固定的，因此线路是否能够长时间稳定运行，同杆塔型号是否符合线路设计要求和标准具有直接影响。因此选择杆塔过程中，传统的设计人员仅从杆塔成本的角度出发进行了考虑，认为只要能够对线路进行固定即可，而忽视了杆塔不同的型号及结构，会对不同的线路造成不同的影响。
3.3、加强高压输电线路防雷抗冰设计
从前面高压输电线路设计中存在的问题可知，气候条件特别是冰冻对高压输电线路的影响很大，尤其是雷雨和冰冻等气象会造成漏电现场发生，这要求我们必须加强高压输电线路的防雷抗冰设计。在高压输电线路设计的过程中，抗冰设计能提升线路的稳定性，防雷抗冰设计应充分思量当地的气候条件和土壤特性，确保导线材料具有非常高的机械强度，降低恶劣天气对线路造成的不良影响，降低跳闸或短路事故发生的概率，从而保证雨雪天气中线路的正常运行。
3.4、输电线三维模型的建立
输电线弧垂是输电线路的基本特征, 且弧垂的计算、调整及观察在输电线路施工中是极其重要的 ,所以为了逼真表现输电线路的真实形态,必须建立输电线的三维弧垂模型, 而不是以简单的两点一线来代替。在输电线路中, 输电线是以杆塔为支撑物、以绝缘子为悬挂点而悬挂起来的 。对于悬挂在两固定点 A 、B 的一根柔软的(指不承受弯曲应力)且重量沿线长均匀分布的绳索, 其所形成的形状为“悬链线” 。在输电线路中 ,所使用的档距都比较大,输电线材料的刚性影响可以忽略不计,同时输电线的重量沿线长均匀分布, 所以输电线悬挂形状也可以认为是“悬链线”,如图 1 所示。悬链线方程式如下：
以上各式中 ,坐标原点位于输电线悬挂点 A ;最大弧垂点为 O ;l 为档距(两悬挂点间的水平距离);h 为高差(两悬挂点间的垂直距离);β 为高差角,tanβ=h /l ;φ表示输电线比载 ;σ表示输电线各点的水平应力(最低点的应力)。为了尽量使弧垂误差最小 , 输电线公式的选用应遵循如下规则:①在一般情况下,当 h / l≤0. 15 时,采用平抛物线公式(3)计算 ;② 当 h l > 0. 15 时 , 应考虑用斜抛物线公式(2)计算。建立输电线三维弧垂模型的具体实现流程。
结束语
总之，要确保高压输电系统的安全，提高电气设计的质量是关键。用电量的增加使得线路故障增加，给故障检修人员的带来了新的挑战。在电气设计过程中，方案不合理、图纸不准确的问题导致其设计存在缺陷。要解决这一问题，要从根本上提高设计人员的素质和专业技能，并对施工图纸进行检查，严格按照正确的程序操作。针对高压输电线路设计中易出现的问题采用对应的策略，以满足我国电网安全运行的需求，促进经济的发展。
参考文献：
[1] 姚宏胜，易资兴.基于高压输电线路电气设计探讨[J].好家长，2017(21):242.
论文作者:耿怀玉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/7
标签：线路论文; 输电线论文; 高压论文; 杆塔论文; 电气设计论文; 导线论文; 防雷论文; 《电力设备》2018年第3期论文;