许昌鲲鹏电力设计咨询有限公司 河南省 许昌市 461000
摘要：电力资源在当前社会经济发展中发挥着非常重要的作用，电力企业需要重视电力工程的建设工作，尤其要做好输电线路的优化设计工作，以此确保电力系统的正常、有序运行。现阶段诸多电力工程的输电线路设计工作存在问题，导致线路规划不科学，容易发生输电异常问题，所以可以依托现代化的全寿命周期管理理念进行线路的设计与应用，确保电力系统输电的安全性与可靠性。基于此本文对全寿命周期管理相关内容进行了概述，并且详细分析了该种管理理念应用于输电线路设计中的具体内容。
关键词：全寿命周期管理；输电线路；设计；应用
1输电线路全寿命周期的设计理论
所谓输电线路的全寿命周期，指的主要是从输电线路的规划设计开始，直到老化弃用这期间全部时间的一个历程，其中还包含针对输电线路进行的施工运营。输电线路的全寿命性能主要包含适应性、安全性、经济性、环保性以及耐久性等各个方面。而对其的设计不单是对成本问题实施的分析，这只是众多需要分析的因素当中的一个。而全寿命性能最为基本的理念在于让给输电线路所具备的全寿命性能实现最优化。
在输电线路工程的设计工作当中，对线路的全寿命周期所实施的研究主要是围绕着系统当中各个部件所呈现的安全性和使用寿命，特别是因为线路腐蚀而导致系统整体安全性下降，各部件使用寿命降低的问题。输电线路所具备的安全程度主要受到系统全寿命的经济指标影响。针对全寿命经济所实施的分析以及研究应该切实明确输电线路所具备的使用寿命，将可靠性和安全性作为前提。由于构成输电线路的各个部件在预期寿命方面通常会呈现出比较大的差异，因此在对各部件加以使用的时候需要考虑到寿命匹配。所以说，对输电线路加以全寿命设计是具有多个层次、多指标以及多目标的一种研究，对全寿命理论所实施的设计是一项具有较强复杂性的理论系统。在对输电线路加以施工设计的工作当中，针对全寿命周期的设计不但要对周期经济做出考虑，还应该包含输电系统以及各部件使用寿命以及寿命匹配性。
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2输电线路应用全寿命周期管理设计分析
2.1优化线路路径
输电线路设计之前要求设计人员能够深入到施工现场对该地区以及周边区域的地质地貌、水文以及气候等条件进行调查，并且整合电力工程的基本建设资料，综合分析所有资料，依托全寿命周期管理理念，利用地面模型初步确定路径方向，之后再次使用航飞正射影像技术对当前的路径方案进行分析，以此结合分析结果对路径方案再次进行优化，确保经过优化处理的最终线路路径符合工程建设质量以及造价的要求。此外在具体施工阶段，需要使用 GPS 系统进行定位勘测，据此确定输电线路路径方向上需要拆迁的房屋建筑数量、砍伐的树木量以及确定是否需要避开交通道路、杆塔埋入深度和具体位置、路径区域内是否需要架设铁塔等信息，以便施工单位能够借助于先进技术优势减少线路架设期间过度砍伐树木、大量拆迁、未远离湖泊而建设工程所致的成本、质量、延期施工风险，实现输电线路全过程的有效施工。
2.2导线和地线选型
首先在导线选型方面，需要根据全寿命周期管理要求选择不同类型的导线，之后从输电线路导线使用标准、是否受电磁干扰、截面积等方面对各个类型导线作以对比，再从导线的力学、电气（电能损失、干扰等）、每年使用费用等角度判断分析导线的具体性能和应用的经济价值，以此选择品质优良、价格合理的导线。选择导线期间年费用法为重要的判断指标，据此可以分析工程项目建设期间投资金额是否经济合理，应用在导线选择中可以根据导线使用年费用计算投资回报率，进而确定导线[4]。其次在地线选型中，输电线路中高压线路容易生成感应电流通路，若线路长时间存在此种通路易造成电能的大量损耗问题，所以需要使用具有绝缘性能的地线进行接地处理，有效预防感应电压造成的感应电流通路问题。其中在地线运行方式选择上主要采用单点接地方式，地线的一端绝缘，另一端则需要穿过杆塔实现接地，此为普通地线接地方法 ；如果使用的是光纤复合架空地线，则要求线路中间需要绝缘处理，而两端接地时则要通过杆塔。两种地线需要在靠近接续段的区域杆塔上做好换位处理，其中的光纤复合架空地线直接进行接地，而换位后两条线路中间段可以同时实现绝缘，以此使得感应电压和电流的发生风险明显降低，电损问题可以得到妥善解决。地线的选择也需要根据全寿命周期管理理念来进行全寿命周期成本的对比，以此选出最佳的地线。
2.3基础工程与杆塔的优化设计
结合全寿命周期管理理念来优化基础工程方案设计时，需要重点做好基础工程型式的选择工作，选择过程中要考虑到输电线路路径设计区域内的地质地貌条件，以此确定方案，进行方案优化设计时需要结合以下注意事项来进行 ：若线路路径范围内的地基属于丘陵地貌，在开展基础工程的桩基础建设中采用斜插入角钢进行钻孔，当丘陵地貌较为平坦时则可以直接使用斜柱板式基础进行作业 ；若地基属于岩石层时，则需要应用岩石锚杆基础、斜插入角钢岩石基础作业 ；若地基为软土地基，属于含水量较高的粘土，在开展基础工程作业中则可以使用斜柱板式基础。因此通过对不同地基因地制宜的使用相应的作业方式，不仅可以提高线路架设效率，而且可以减少材料的使用量，输电线路总体的成本可以得到有效的控制与降低。杆塔在输电线路设计中属于重要设计内容，其材料成本较高，基本占据工程项目全部投资的三分之一，所以在优化设计中需要把握好杆塔使用的型号以及不同型号使用的数量，以此确保全寿命周期内杆塔使用成本的经济性。在优化杆塔时需要对输电线路施工区域内气候、地貌以及工程电压等级等情况做好调查，结合不同区域地形的差异确定各个区域具体使用的杆塔型号，其中的转角耐张塔注意不可过多使用，输电线路走廊宽度也需要合理压缩，要求优化设计后的工程不会影响输电线路架设沿途区域居民的正常生产与生活。同时在规划杆塔时，需要结合最终确定的路径方案内容、工程建设区域地质地貌条件下常用的杆塔类型，来规划符合本地区设计情况的杆塔方案，如果为平地施工区域要进行平腿设计，山地以及丘陵地貌的山区则进行长短腿设计，杆塔基本为直线型。如果部分地区无法使用杆塔则需要设计铁塔方案，即为双回路铁塔，该种铁塔优化设计时需要使用的钢材型号为 Q420，属于高强钢材料，作业期间铁塔的自重较轻，耗材情况较之于常规设计使用的钢材量明显减少。
2.4接地方案优化
当前一些输电线路常规设计期间忽略了接地材料的腐蚀问题，导致线路接地效果较差，在全寿命周期管理的干预下，要求设计人员重视接地材料的防腐蚀处理。通常情况下如果接地线路架设区域属于强腐蚀地基，多采取大直径的接地材料解决该问题，但是从实际情况来看该法不能完全解决接地材料腐蚀问题，而且一般使用5~10年需要进行质量检查与更换，后续维护成本较高。所以可以使用镀铜钢接地材料进行接地处理，将该材料与常规使用的圆钢接地体进行全寿命周期费用比较，结果可知镀铜钢接地材料不仅具有极佳的耐腐蚀性，而且价格合理，成本低。
3结语
总而言之，在对输电线路全寿命周期加以设计的过程当中，需要对各种影响因素做出综合性的考虑，继而为输电线路的安全稳定运行提供保障。相关从业人员应该积极探索，对国外的一些先进技术和理念加以借鉴，与我国电力行业发展的实际情况相结合，继而创建出一套符合我国国情的输电线路设计体系，为我国电力行业的健康发展贡献出自己的力量，为国民经济保持高速的发展注入源源不断的动力。
参考文献
[1]袁刚.基于全寿命周期的输电线路设计分析[J].科技创业家，2012，（19）：117-118.
[2]蒋胜先.35kV输电线路设计与施工方案研究[J].机电工程技术，2013，42（05）：52-54.
[3]李强.220kV输电线路设计要点分析[J].硅谷，2014，7（21）：163+170.
论文作者:郭少凡
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/18
标签：线路论文; 寿命论文; 杆塔论文; 周期论文; 地线论文; 导线论文; 路径论文; 《防护工程》2018年第31期论文;