摘要：近年来，国家电网建设规模迅速扩大，输电能力也极大增强，有效提升了供电可靠性。但是电网建设中依旧存在很多问题，需要有效加强设计工作，从根源上保障电网建设质量。结合近几年电网建设标准和要求发生一系列变化，深入研究高压输电线路设计工作过程中应注意的要点，以此有效提升高压输电线路可靠性。
关键词：高压输电线；设计工作；要点分析
引言
在高压输电线路中，电缆和架空输电线路是非常重要的组成部分。当前，我国运用比较广泛的输电线路是架空式的输电线路，其能够切实提高电网运行的可靠性。笔者从长期的高压输电线路设计经验中，并结合近几年来的电网建设新的标准和要求，总结出一部分设计应注意的事项，希望能够提高高压输电线路设计的质量，保证人们的用电稳定和生活质量。
1高压输电线路设计的重要性
高压输电线路是电力系统中的重要组成部分，是实现电力资源在电厂与变电站之间、变电站与变电站之间科学分配与传递的主要途径。一般35～220kV的输电线路称为“高压输电线路”，按架设方式分为架空输电线路和电缆输电线路两种。随着高压输电线路数量迅速发展，出现点多面广的特点，肩负电力事业重要使命。高压输电线路设计是高压输电线路建设管理工作中的重要环节，通过设计能够贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做到安全可靠、先进适用、经济合理、资源节约和环境友好，有效控制高压输电点线路运行过程中存在的风险，提高电力系统的供电可靠性。因此，加强高压输电线路设计要点的研究存在一定的重要性与必要性。
2高压输电线路设计工作中应注意的要点
2.1 路径选择
架空输电线路的路径选择是整个工程建设的关键，它的合理与否直接影响整个线路的经济效益和社会效益。近年来，随着电网的突飞猛进的发展，野外高压输电线路纵横交错，加上特种区域、重要交叉跨越、采矿等因素的影响，造成输电线路走廊的选择越来越困难。输电线路路径选择包含室内、室外选线技术，室外选线需对线路走廊内特种区域、重要交叉跨越、采矿区等因素进行详细调查，综合考虑交通运输、地形地质、微地形微气象区等因素，进行多方案比选，最终推荐最优路径方案。国家电网公司要求在可研阶段必须取得高压输电线路路径的各项协议，比如土地、规划、建设、乡镇、林业、采矿、高速公路、电气化铁路、文物、水利等相关部门的许可协议，同时取得环境水土保护等核准文件，保证线路走廊的合法性，以作为设计图纸审查的前提和依据。
2.2 污秽等级的选择
污秽等级判断与选择是输电线路设计绝缘配置的主要依据，应以省公司发布的最近年份的“电网污区分布图”为基础，综合考虑附近的环境、气象、污秽发展和运行经验等因素确定。绝缘配置是以线路电压的“爬电比距”为依据，不同污区的绝缘配置要满足不同的爬电比距要求。线路设计时，交流c级以下污秽区外绝缘按c级配置；c、d级污区按照上限配置；e级污区可按照实际情况配置，并适当留有裕度[1]。
2.3 绝缘子的选择
高压输电线路的导线通过绝缘子串挂在杆塔横担上，绝缘子串由连接金具和绝缘子组成，绝缘子的选型和配置决定了电力线路的绝缘性能。传统的瓷绝缘子已有100多年历史，近年来用量逐渐减少，而机电性能较好的复合绝缘子、钢化玻璃绝缘子等在高压输电线路上使用越来越广泛，大大降低了运行成本。复合绝缘子优点是重量轻、机电性能优、价格便宜、产品技术成熟等，缺点是不能满足线路全寿命周期40年，需要半周期（20年）更换一次，寿命期望值很难评定[2]。玻璃绝缘子优点是机电性能好、失效后可视且不掉串、可满足全寿命周期要求，缺点是较重、价格高。根据国家电网公司使用习惯和要求，35kV、110kV线路要求悬垂型和耐张型全复合化，220kV线路悬垂型采用复合绝缘子，耐张型仍以钢化玻璃绝缘子为主，逐步推广使用复合绝缘子。
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2.4 导地线选择
输电线路导线选型是根据线路输送负荷情况确定的，在可研设计阶段进行论证，结合负荷增长情况、当前导线规格型号和定型铁塔使用条件等因素确定。传统导线为钢芯铝绞线，近年来国家电网公司逐步推出节能型导线和特殊导线，如钢芯高导电率铝绞线、铝合金绞线、铝合金芯铝绞线、特强钢芯软铝型线绞线、碳纤维复合芯导线等等，可根据不同情况进行选择。架空地线也叫避雷线，其主要作用是线路防雷和支撑杆塔稳定作用，目前地线选型除传统的镀锌钢绞线外，还有铝包钢绞线、OPGW复合地线等，常常一个工程用到多种型号地线。OPGW的特点是内置有不同芯数的光纤，以达到通信的目的。目前110kV及以上电力线路上至少架设1根OPGW复合地线，有时2根均采用OPGW复合地线。良导体地线和镀锌钢绞线的使用是根据OPGW分流计算情况配置使用，污秽腐蚀严重地区宜用良导体地线代替镀锌钢绞线，以满足全寿命周期安全运行要求。经过多年的雷击断股断线事故分析，OPGW复合地线外层线股110kV及以下线路应选取单丝直径2.8mm及以上的铝包钢线；220kV及以上线路应选取单丝直径3.0mm及以上的铝包钢线，并严格控制施工工艺[1]。同时直线塔顶的直通式跳线与塔材的最小距离不应小于0.5m，防止雷击放电烧坏OPGW地线，造成断股断光芯事故。
2.5 导地线张力的选择
导地线使用的最大张力取值为导地线的计算拉断力（即破坏张力）除以张力安全系数的值。一般规定导线的安全系数不小于2.5，地线的安全系数不小于导线的安全系数。地线的最大使用张力取值上限是杆塔地线最大允许张力值，取值下限是满足导地线防雷配合要求的临界值，即在一般档距的档距中央，导线与地线间的间距应按S≥0.012L+1计算（单位：m，计算条件：+15℃，无风、无冰）[3]。求得地线张力安全系数范围后，根据工程具体情况在该范围内取值。
2.6 交叉跨越点选择
重要交跨物交跨点的选择也是影响线路路径选择的重要因素之一，交叉跨越分跨越和钻越两种情况。（1）新建线路钻越同等级及高等级电力线路，在选出钻越位置时，钻越点一般临近被钻越线路杆塔，而不宜选在远离杆塔而靠近档距中央的位置，拟建的钻越线路的杆塔也应临近钻越点。这样考虑的主要原因是：①紧邻杆塔位的导线对地距离一般较大，便于钻越；②杆塔位附近导地线弧垂变化很小，便于计算和控制交跨距离；③在外过电压情况下，由于紧邻杆塔，雷电流通过杆塔及其接地系能统迅速导入大地，能减少过电压对另一回线路的影响。另外，排塔定位的交跨距离不能直接作为最小安全距离使用，应是交跨线路双方导地线在各种工况弧垂变化情况下求得的最小交跨距离，在交跨图中应描述该最小交跨距离及对应工况。（2）跨越的情况比较复杂。近年来，党中央、国务院高度重视安全生产工作，对交通、电力等行业的安全提出更高的要求。国家电网公司在《国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）》的基础上，又发行了《架空输电线路“三跨”重大反事故措施（试行）》，对高压输电线路“跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道的架空输电线路区段”提出了更高要求，防止发生倒塔、断线、掉串等事故，防止发生因“三跨”导致较大的公共安全事件，贯穿于设计、建设和运检管理过程中[4]。
结束语
电网建设对于人民生活和社会经济发展都是非常重要的，所以，我们必须认识到高压输电线路设计的重要性，切实提高其可靠性。在设计的时候，需要全面的考虑到各种综合因素，根据地区的实际情况做好设计，只有设计的科学性，才能够给建设提供保证，才能够给将来的线路安全运行提供保证。
参考文献：
[1]国家电网公司.国家电网有限公司关于印发十八项电网重大反事故措施（修订版）的通知[Z]，国家电网设备〔2018〕979号.北京：国家电网公司，2018：59，49.
[2]邱志贤。高压复合绝缘子及其应用[M].北京三里河路6号：中国电力出版社，2006：11-13.
[3]GB 50545-2010，110kV～750kV架空输电线路设计规范[S].北京市：中国计划出版社，2010.
[4]国家电网公司.国家电网有限公司关于印发架空输电线路“三跨”重大反事故措施（试行）的通知[Z]，国家电网运检〔2016〕413号.北京：国家电网公司，2012：5.
论文作者:张文亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/18
标签：线路论文; 地线论文; 高压论文; 绝缘子论文; 杆塔论文; 导线论文; 国家电网论文; 《基层建设》2019年第6期论文;