摘要：绿色电网的建设是践行电力行业绿色发展的重要组成部分，涉及到电网工程全寿命周期内的各个环节。本文结合新疆地区区域特点，从节能减排、环境保护和水土保持方面阐述了输电线路绿色设计和绿色施工的技术措施。
关键词：新疆地区；绿色电网；输电线路；设计；施工
1 前言
《国家电网公司绿色发展白皮书》（2010年）在国内首次提出了“绿色发展”的明确含义，指出：绿色发展，就是走实现能源的可持续和生产生活的环境友好、应对气候变化、增进生态文明的可持续发展道路。它以追求社会和环境的可持续发展为目标，以生产生活的低能耗、低排放、低污染或无污染为特征，以实现人的全面发展为中心。
绿色电网是一种资源节约、生态环保、标准规范、技术先进、经济高效的新型电网模式，相对于传统电网而言，具有安全水平高、配置效率高、综合效益好等优势，具体表现在系统集成性、技术先进性、节能环保性和绿色建设实施的严格执行性等方面。
输电线路，尤其高电压等级以及多回路输电线路，具有输送距离远、输送容量大、建设过程中占地面积以及原材料投入大的特点，在输电线路规划设计、建设施工、运行维护的全寿命周期践行绿色发展的理念和措施至关重要。
新疆电网已形成以乌鲁木齐为核心，东至哈密，西至博州、伊犁，北到阿勒泰，南至喀什、和田，覆盖全疆的输、配电网络。目前，新疆电网交流最高电压等级为750kV，220kV、110kV电压等级为主体。电网东西伸展约2200多公里、南北约3300多公里，覆盖地域约120万平方公里，是世界上覆盖面积最广的220kV区域性电网。
截至2016年底，新疆电网已建成750kV线路35条，总长度5785.2km，500kV线路5条，总长度188.8km。220kV线路533条，总长度20398.3km。±800kV直流线路1条，新疆区内长度165.6km。全疆电网共建成750kV变电站18座，主变32台，总变电容量49400MVA，220kV变电站170座，主变370台，总变电容量60406MVA。
2 输电线路绿色设计方案
电网工程绿色设计的概念可定义为：在电网工程中，保证工程预期目标实现的前提下，以3R为原则，面向电源接入、电网建设运营和需求侧管理三部分，实现生产、运营与维护三阶段低谐波、低辐射、低污染、高循环、高可靠和高节能等绿色目标而采用的集成设计方法。电网工程绿色设计不仅要实现产品消费者需要的基本性能，更要实现全寿命中“预防为主，治理为辅”的环境保护等绿色目标。
图1 电网工程绿色设计结构图
2.1 输电线路节能减排设计方案
2.1.1导地线节能措施分析
（1）减少能量损失
对具有相同导电体材质的不同截面导线，其电阻率与导线截面积呈反比例关系，因此增加导线的截面积有利于降低导线的电阻率，从而减少导线的发热损耗。
（2）输送功率增加
一般情况下，短距离的电能输送主要受限于导线的热容量限制，从而导致其输送电流收到限制。如果想让输电线路能够承载更大的输送电流，提高输电线路的输送功能，在不能改变导线升温的情况下，就要增加导线截面的面积来扩大输电功率。
（3）尽管地线损耗只占系统损耗的一小部分，但减小它也能带来可观的收益。最常用减小地线损耗的技术是分段和换位。
2.1.2 铁塔基础节能设计
（1）铁塔设计及优化
铁塔是支撑输电线路体系的重要组成部分，其造价在整个线路本体中占25％左右，因此铁塔耗量将直接决定着工程的造价。
1）杆塔选型
铁塔结构布置是否合理直接影响到铁塔受力的合理性以及结构的安全可靠度，并对线路走廊宽度、房屋拆迁量、树木砍伐量均有着重要的影响，最终影响到线路工程的建设质量和投资成本。
2）材料及截面选取
大规格（L220及以上）、高强钢（Q420及以上）角钢构件相对于常规组合角钢，铁塔耗钢量降低2~4%。
3）铁塔优化
对铁塔结构设计的优化需遵循以下原则：
a）以确保铁塔的强度、稳定和今后的安全运行为前提；
b）降低钢材耗量，使铁塔的造价经济合理；
c）构件的布置合理，传力线路直接、清晰，受力均匀合理；
d）合理布置节间，充分发挥构件的承载能力；
e）结合工程外部环境，提高铁塔对工程的适应性。
具体措施如下：
a）酒杯塔曲臂的布置型式推荐采用折线型式，建议上下曲臂长度比值在0.5～0.7之间。
b）对塔身口宽和坡度的优化，设置横隔面位置，能够消除塔身交叉斜材的同时受压情况、优化斜材受力降低钢材耗量。
c）交叉斜材与水平面的夹角宜控制在35～45之间，塔腿斜材与主材的夹角不宜小于20。
d）对曲臂“K”节点、交叉节点、变坡节点、单变双节点进行了优化设计，优化后既能保证传力良好，又能降低板重。
（2）基础设计及优化
基础设计优化措施主要有以下几点：
1）基础偏心设计，通过对掏挖基础采用地脚螺栓预偏心设置、斜插入角钢连接等措施，可有效降低直柱基础材料量约10～15％。并且经过大量计算分析，当基础埋深满足H＝4～6D时，基础综合原材料消耗最低。；
2）基础埋深与桩径（底板宽度）比值；
3）采用高强度地脚螺栓，通过受力分析及工程应用情况调查，基采用42CrMo材质的地脚螺栓，可降低塔脚板重量约44％，方便施工和运输。塔脚板宽度减小后，又能有效增加地脚螺栓对基础的偏心距，从而对基础各项指标进一步优化。
2.2 输电线路环水保设计方案
新疆地区生态环境脆弱，工程建设会在一定程度上造成自然环境破坏。如何处理好工程建设和环境保护之间的关系，以使得输电线路建设不仅能带动经济发展，同时又能最大程度地降低工程建设对线路途径地区环境的不利影响，是输电线路建设必须考虑的问题。
环境保护及水土设计方案如下：
1）将线路走廊规划与城镇规划统一协调，避让风景名胜区、自然保护区、矿区等敏感区域，尽量少占用耕地；
2）通过导线选型与地线绝缘，降低线路电能损耗，同时将线路走廊范围内的无线电干扰和可听噪声水平限制在安全范围以内；
3）线路经过林区和行道树时，均按高跨处理，尽量少砍或不砍伐树木；
4）路径尽可能避开村庄，有效缩小线路走廊，减少房屋拆迁；
5）针对冲积平原、山前戈壁平原、剥蚀低山地貌，选用合适的塔位位置，尽量减少对环境的破坏；
图2 戈壁地区挡水埝实景图
6）因地制宜地采用等长腿配等高基础、长短腿配不等高基础的设计方案，减少土石方开挖，防止水土流失；
7）针对不同的地形地貌，因地制宜的选用合理的基础型式，以减小基坑开挖对边坡地质条件和力学边界条件的破坏，保证边坡的稳定；
8）针对线路沿线地形地貌、水文条件及植被覆盖情况，制定相应的余土处理方案、塔基防冲刷措施、防风固沙措施、表土剥离及回覆方案，保证环保、水保措施的落实；
图3 风积沙地区草方格固沙措施
3 输电线路绿色施工方案
建设坚强智能电网，是为全社会打造强大的能源配置绿色平台，保障更安全、更经济、更清洁、可持续性的能源供应。作为电网重要组成的输变电工程，在建设中应该全面推进绿色施工，以新技术、新材料、新工艺为手段，以最少的资源消耗和环境代价满足电网建设的需求，同时也是建设单位应该承担的社会责任。
3.1 环境保护与水土保持
3.1.1 大气环境保护
（1）施工对运输过程中的土石采用帆布或其他遮盖措施，防止扬尘污染，施工面集中且有条件的地方可进行洒水降尘等措施。
（2）包装物、旧棉纱等固体废物分类存放，严禁就地焚烧；施工人员必须承担消除烟尘、灰尘飘洒的义务，现场禁止一切焚烧物料的行为；施工完毕后，应做到“工完、料尽、场地清”。保证整个施工基面干净，不留任何污染物。
3.1.2 声环境保护
（1）车辆在行驶过程中（特别是在保护区及野生动物通道附近）尽量不用喇叭，防止噪声污染。
（2）施工机械应正确使用，避免操作不当产生噪声污染。
（3）使用低噪声的施工方法和工艺，避免夜间施工，将施工噪声影响减到最低限度。
3.1.3 固体废物处置
（1）各施工迹地生产废料（废弃机具、配件、包装物、固态浸油废物等）、生活垃圾不得随意丢弃，对生产、生活垃圾进行分类（可降解和不可降解）收集，建筑废料、生活垃圾和弃渣分类处置，集中运送至当地环保行政主管部门指定场所处理。
（2）弃渣不得堆放于河道、沼泽、湿地以及植被较多地段。
（3）施工现场搭建临时厕所；施工营地设置垃圾箱。
（4）施工现场未使用完毕的砂石料不能就地丢弃，应运输至其他工地或同生产废料一起运至指定地点堆放。
3.1.4 水土保持措施
（1）塔位环保水保措施
1）植被保护措施：施工前，在塔基周围设置围栏或隔离彩带限制塔基施工占地范围；对部分重型机械停放处铺设棕垫；临时弃土、剥离的表层土及砂石料堆放前铺设彩条布。
2）水土保持临时措施：施工前对熟土进行剥离并单独堆存；临时弃土、剥离的表层土及砂石料堆好后用纤维布或彩条布苫盖；为保持稳定，用草袋或编织袋装土对其进行拦挡。
3）水土保持工程措施：施工结束后对塔基区进行土地平整。
图4 塔基施工场地彩旗绳限界
图5 堆土底部铺垫彩条布
（2）施工道路环保措施
1）植被保护措施
施工前，应对施工道路采用彩条彩带或花杆围栏进隔离，以限制车辆和人员的活动范围在有植被段；新布设的施工道路应避免车辆与原地面直接接触，采用棕垫隔离的方式对植被进行保护。
2）水土保持工程措施
A、从附近公路进人作业带应设置“入口”路标和用警示带标明施工便道范围和走向；
B、施工便道由于施工机器碾压形成浮土，应将浮土铲除并集中堆放，施工完成后应及时处理；
C、施工中使用的简易戈壁便道应严格限制在已有的范围之内，严禁乱碾乱压；
D、施工便道使用完之后应将便道区域压实，覆土层较厚的便道需压实后进行砾石层覆盖；
E、施工车辆在运输施工材料时由于保管不当造成螺栓、垫圈等丢失在施工公路上，施工单位每天派人及时回收，以免由于大风将其刮到戈壁深处。
3）植被恢复措施：对破坏的草地进行植被恢复。
图6 临时道路彩旗绳限界
（3）施工营地措施
新建施工营地周围设置简易围栏，以限制营地内车辆和人员的活动范围，在植被生长较好的地段，为避免营地内车辆对植被的直接碾压，在车辆或机械停放处铺设棕垫。
（4）牵张场措施
架线施工时，应提前选好牵张场，确定牵、张机及吊车等大型机具和线材的摆放位置，对机具和材料的摆放位置范围铺设草垫或棕垫以及枕木，防止机具、材料的碾压而破坏地表植被。应积极采用新技术，采用无人机等展放导引绳，当采用人工展放导引绳时，应规定只设一条展放通道，施工人员不得随意踩踏出多条通道。
牵张场使用完毕后，对植被被破坏的区域进行土地整治，并恢复植被。
（5）农田复耕与施工道路修建
输电线路工程施工特点是一次性建成投产。在施工过程中占用了场地，施工完毕后即应恢复，以确保农田复耕。施工期间需要修建道路，原则上利用现有道路或在原有路基上拓宽。
3.2 节约材料与材料资源利用
（1）现场临时道路选线设计与永久道路相结合，尽量在永久道路位置布置施工临时道路，施工时基层材料以永久道路标准施工，永久道路建设时只进行面层施工，以后进行面层施工，避免重复建设，提高材料利用效率；
（2）施工单位应根据施工进度、库存等情况合理安排材料的采购、进场时间和批次，减少库存；
（3）加强现场材料贮存管理，做到堆放有序、储存环境适宜、装卸方法得当、制度健全，责任落实，防止材料损坏和遗洒；
（4）采用技术和管理措施，提高模板、脚手架、围栏等再利用材料的循环周转和使用次数；
（5）优化工程的孔洞预留、铁件预埋、管线路径等方案，做到一次到位，避免二次施工；
（6）采用低损耗、高性能新材料（设备），如低耗能变压器、新型导线、线路金具、高强钢杆塔等，既节约施工用材料，方便施工，同时也降低电网损耗，提高电力系统安全稳定性。
4 总结
在国家电网公司绿色发展的大背景下，绿色电网正在如火如荼地发展。我国新疆地区幅员辽阔，输电线路工程建设项目众多但生态环境敏感且脆弱。在输电线路的绿色发展需要在设计、施工、运维等全寿命周期内的各个阶段在技术和管理理念上不断探索创新和丰富、积累技术和经验。
参考文献
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[5]潘星星. 环境保护在电网工程设计中的应用[J].黑龙江科技信息. 2016(04).
第一作者
马忠龙，国网新疆电力有限公司建设分公司，第一项目管理部，287929119@qq.ocm，17690739858。
第二作者
蒋平，国网新疆电力有限公司建设分公司，第一项目管理部，417799578@qq.ocm，15299193579。
论文作者:马忠龙,蒋平
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签：电网论文; 线路论文; 措施论文; 植被论文; 铁塔论文; 导线论文; 工程论文; 《电力设备》2019年第16期论文;