摘要：本文分析高压输电线路设计的主要技术问题，并提出了相应的解决措施。在线路设计中，铁塔结构的设计、材料的选用以及材料的安设都具有十分重要的意义。而确定合理的输电线路路径，对于施工质量以及所带来的经济和社会效益亦存在重要的影响。因而我们在设计的时候需要非常慎重，做好现场勘察工作，提出合理的方案。
关键词：高压输电线路；设计；技术问题
引言
在我国经济发展中，电力行业负担着为工业生产和居民生活输电、供电的重要任务，而高压输电线路则是这一任务实施的主要载体，其自身的安全性、稳定性与电力工程运行的效果之间存在着密切的关联，能够确保为企业生产和居民生活提供可靠、安全的供电。科学合理地设计高压输电线路，能够提升电网的运行效率，否则，就会导致难以估量的供电隐患，妨碍电网安全、稳定的运行，造成不同程度的经济损失。因而，我们应当充分重视高压输电线路设计中的技术问题，并采取有效的解决措施。
一、高压输电线路的电气设计
（一）高压输电线路铁塔结构设计
对于高压输电线路而言，其安全稳定、运行的主要保障是铁塔的建设。当前在我国的铁塔建设中，杆塔结构形式以拉线塔为主，而自立式的铁塔则属于辅助形式。前者可以分为三种主要类型：（1）绝缘支持式杆塔，其建设成本和技术要求较高。（2）拉线-拉索杆塔，这种铁塔比较紧凑，减少了相间距离，但往往需要较大的建设面积。（3）拉 V 塔，这种铁塔被大量运用在超高压输电线路的建设中。而后者因为具有较高的机械强度，与前者相比易于在运行中产生故障，一般分为单回线路自立式铁塔以及双回供架式铁塔。
第一，铁塔塔型和斜材的选择。我们在确定塔形的时候，应当慎重选择部位和布置方式。而且，我们还需要分析铁塔塔身的主材和不同环节的分段状况、接腿处状况等。由于确定主材以及分段要充分衡量斜材抵抗力矩因素所造成的影响。因而在确定斜材之时，我们应当重视分析其自身所具有的荷载力矩和长度。
第二，塔架结构设计中的材料布置。交叉斜材作为杆塔的主要布置形式，在实际建设过程中往往安设在导线横担的根部。在节点的位置，安设短角钢，能够提升塔架抵御纵向荷载的性能，避免节点板和主材之间产生弯曲变形的现象。我们在设计铁塔结构的时候，应当尤其关注节点板和主材的设计。出于提升稳定性的目的，我们在节点板和塔身间的重要位置都应当使用斜垫。如果我们使用单角钢作为塔身主材，就应当应用双排螺栓安装的方式，以提高铁塔的稳定性。而如果塔身使用四角钢作为主材，则应当使用制弯节点板。
（二）高压输电线路路径的选择
选择科学合理的线路路径，能够提升高压输电线路在运行过程中所产生的经济效益和社会效益，减少实际施工的困难，同时亦有助于实现输电线路的各项技术指标。在确定路径的时候，我们应当重视下列两个问题：一是输电线路的地面建筑情况和地下地质环境，应当尽可能保证选择的路径长度较短，而且转弯角度和穿越较少；二是应当尽可能避开房屋建筑、林木以及农田，以减少建设中可能发生的争议以及所需的补偿费用。
二、高压输电线路的防雷设计
在遇到雷雨气候的时候，由于高压输电线路处于室外环境中，受到雷击的可能性较高，就会频频导致线路保护跳闸的情况，而且雷击时所产生的强大电流将会借助输电线路损坏各种供电设施，对电力系统的稳定运行造成不利影响。因而，我们在设计线路的时候要高度关注防雷设计问题，并采取相应的技术手段。
（一）高压输电线路雷击原因分析
按照对输电线路雷击原因的分析，通常可以分为下列四种类型：杆塔因素、保护角度因素、绝缘子因素以及接地装置因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在线路铺设时，实践中所采用的水泥塔往往使用钢筋混凝土接地。钢筋属于导体，易于向地下引雷，从而造成杆塔爆裂的现象。若这座塔自身存在裂缝，产生爆裂现象的可能性就更高。按照目前的规范，二百二十千伏及以上的输电线路防雷使用的保护角度不应超过二百。一旦超过这个角度，防雷效果就会降低。但由于高压输电线路施工中各种因素的影响，目前并非所有线路都采用合理的保护角度，因此受到雷击的可能性就增大了。
（二）高压输电线路防雷方面的问题
第一，闪电的频率和随机性。夏季属于雷雨天气频繁的季节，雷电活动频发，而且现有的技术难以找到其规律。尽管随着技术的发展，我国的天气预报较过去更为精准，但依然难以对雷电活动进行精确的预测，这样就不易采取相应的预防措施，难以准确判断高压输电线路的闪络种类。
第二，高压输电线路防雷设计具有一定局限性。首先，因为我国各地区之间存在差异，难以采用统一的设计方法。在设计线路的时候，设计者应当充分考量线路所处地域的地质环境、天气状况等因素，有针对性地进行设计，而不能盲目地采用常规的设计方法。比如，若设计人员没有合理考虑本地土壤电阻率或接地电阻，就会增加线路遭受雷击的可能性。因为技术上的局限性，目前我国高压输电线路在焊接环节工艺水平不高，随着使用年限的增加再加上缺少维护，就会造成高压输电线路频繁跳闸的状况。
（三）高压输电线路防雷技术
第一，避雷线与避雷器。在设计过程中，我们添加避雷线以及避雷器，其主要目的在于产生雷击之时发挥分流的功能，把电流分别导至相应的地下和相邻的杆塔里。避雷线可以说是高压输电线路防雷的基本手段，在发挥分流功能的时候亦能够避免雷电损坏高压输电线，具备良好的保护功能。避雷线还能够借助导线所具有的耦合功能减少线路的绝缘电压，并借助对输电线电压的屏蔽，以降低雷电所导致的感应电压。我们在应用避雷线的时候，要考虑其所具有的特性，其避雷效果随着电压的提升而改善，因而采用较高的电压具有较好的性价比。通常情形下，我们安设避雷器和避雷线的位置都位于易于受到雷击的地点。而且，我们在安设的时候还应当细致分析该区域的地形状况、雷击跳闸状况以及线路状况等。
第二，提高绝缘功能。因为大跨越式的高杆塔在某些地形中得到较多的应用，其具有较高的点电位，受到雷击的可能性较高。因而我们在建设的过程中，应当强调扩大塔顶的空间，而且还要使用大爬距悬式绝缘子，以增加绝缘子的长度和串片数，提高高杆塔的抗雷击性能。按照目前的技术规范，如果杆塔的高度达到四十米以上的时候，每增加十米就应当增加一个绝缘子。在杆塔的高度达到以百米以上时，我们就应当按照实践经验来分析所需要使用的绝缘子数目。
第三，接地技术的应用。这一技术对于电力行业而言具有十分重要的意义，能够保证输电线路的安全性，在高压输电线路的防雷设计中亦不例外。这一技术可以实现对电流的分流功能，从而在雷雨天气减少电流所造成的冲击，而且还可以降低由于雷电所导致的感应电压。我们在高压输电线路的设计中，科学应用接地技术可以有效提升电力设备运转的安全性。
结语
建设高压输电线路有助于促进经济发展和改善人民生活，而铁塔的建设是其稳定运行的重要保证。铁塔结构的设计、材料的选用以及材料的安设对于铁塔建设都具有十分重要的意义。而确定合理的输电线路路径对于施工质量以及所带来的经济和社会效益都存在重要的影响，因而我们在选择的时候需要非常慎重，做好勘察设计工作。
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作者简介：张洋（1982-），男，汉族，大本，工程师，主要从事火力发电、光伏发电、风力发电、输电线路电气专业设计工作。
论文作者:张洋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：线路论文; 高压论文; 铁塔论文; 杆塔论文; 避雷线论文; 技术论文; 较高论文; 《电力设备》2019年第19期论文;