高压架空输电线路设计的优化论文_李少军

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摘要:我国国民经济迅速发展,百姓对于电能的需求量也日益增大。电压等级越高,网架的结构就越复杂繁琐,因此对高压架空输电线路设计的要求也比较高,尤其是线路设计质量问题。输电线路是电网的骨架,在城市电网的健身中尤为重要,要严格考虑到每个方面,避免出现一些问题,比如监测方面。在高压架空输电线路中应做到合理施工,降低工程的成本,保证质量。所以在输电线路设计中要推陈出新。

关键词:高压架空;输电线路;优化措施

一、高压架空输电线路的设计要求

通常情况下,常用的送电线路有架空线路和电缆线路。现如今,国内外常使用架空线路来进行输送电能。架空线路一般使用无绝缘的裸导线,通过绝缘子将导线悬架在输电线路杆塔上,已达到送电的目的。因此,我们可以认为输电线路导地线、输电线路杆塔以及绝缘子共同构成了架空输电线路。

1.1输电线路导线

架空线路的导线通常是选用导电性能良好的金属,为了出现电晕放点的现象,导线最好要有较大的曲率半径,为了使导线保持合适的通流密度,需要根据工程输送容量的需要来选择截面。

高压架空输电线路大多数使用的是分裂导线,从而提高输送的容量。由于架空输电线路的感应过电压和雷击过电压会给输电线路导线造成不利的影响,所以会在输电线路导线的上方使用避雷线。通常情况下,对于重要的输电线路,会采取有效的措施进行保护,譬如增大地线架构的保护角并且增设两根避雷线。在设计架空输电线路的同时,要注意架空输电线路的路径应具备净空走廊和充裕的地面宽度。除此之外,还要充分考虑到外界自然条件以及线路沿线的气候环境等一切会给输电导线带来不利的影响。

1.2输电线路杆塔

高压架空输电线路杆塔是架空输电线路的主要支撑结构,大多数的高压架空输电线路杆塔是铁塔或者钢筋混凝土。高压架空输电线路杆塔根据自身的不同需求又可以分为转角塔、直线塔、换位塔、终端塔、轻重冰区分界塔、分支塔、特高压酒杯塔、大跨越塔、双柱塔、分体塔等等。架空输电线路杆塔的设计对高压输电线路杆塔来说是非常重要的,主要包括基础下压计算、地基计算、构件、基础上拔稳定计算、基础底板承载力计算等等。

1.3输电线路绝缘子

输电线路绝缘子是高压架空线路的重要构件之一,绝缘子不仅能在一定的荷载和过电压条件下支撑导线,而且能使得导线的带电部分与大地绝缘。通常,由于高压架空线路的电压水平较高,所以对绝缘的要求也会相应提高。绝缘材料的质量对绝缘子的性能会产生重大影响,现如今,在高压架空线路上经常使用的绝缘子有玻璃绝缘子、悬式盘型绝缘子、有机复合材料绝缘子等等。此外,在设计高压架空线路的过程中,必须要注重绝缘子的电气强度、机械荷载、抗劣化以及抗腐蚀的性能是否满足高压架空输电线路的要求,以保证电网的安全性能,如图1~2。

二、高压架空输电线路的设计优化措施

2.1输电线路的路径优化性选择

在选择输电线路路径的过程中,设计人员要对当地的水人、气象以及地质情况进行充分的调查研究,有针对性的进行架空输电线路的优化设计,确保其与当地的实际情况相适应。在优选输电线路路径时,要尽可能的避免一些地质不良、水文气相较差的地段,降低输电线路受到的外界不良影响,提高输电线路抵抗各种自然灾害的能力。同时,对于一些危险性较高的地段要予以特别的重视,确保输电线路能够与其保持一定的安全距离,进而确保架空输电线路的安全运行。在条件允许的情况下,架空输电线路设计时,尽可能的与已有或是拟建成的电力线路并行,减少交叉跨越的现象,有效的降低建设成本。

2.2杆塔的优化设计

杆塔型式选择的是否恰当对于其工作状态具有十分重要的影响,选择适宜型式的杆塔不仅能够为架空输电线路提供稳固的支撑,而且还能降低杆塔工作过程中的维护费用,为企业带来良好的经济效益。因此,在杆塔的设计过程中,要优先选择运行经验丰富具有代表性的杆塔型式,由于此类杆塔经过了长时间的运行,其质量能够得到有效的检验,因此此类杆塔往往具有优良的性能,能够适应多种不同场合的要求。在选用新型杆塔时,要组织专家对其进行科学合理的论证,重点讨论杆塔的技术经济性,在确保安全的情况下,尽量减少杆塔的使用和维护费用,进而为企业营造良好的经济效益。对于新型杆塔中存在的问题,要进行充分的论证,并结合杆塔运行的实际情况,并提出全面的解决措施,进而在实际工作中对其存在的缺陷进行有效的改善,从而为输电线路提供安全稳固的支撑。杆塔的具体埋设方式要充分的考虑到当地实际运行经验、运行情况以及地质情况等,进而优选最适宜的埋设方式,而对于其高度的优选,要根据输电电路的电压和运行要求进行优选。对于一些特殊的难以立杆地段和需要跨越的地段,可以将水泥杆与铁塔进行优化组合,进而有效提高杆塔整体的稳定性,从而为架空输电线路提供稳固的支撑。

2.3架空线路走廊的设计优化

对于设置在城市的架空输电线路,由于城市能够提供的空间非常有限,进而导致用地走廊的空间受到不小的限制,严重的影响了其正常的架设工作。为了确保电用户的用电需求和电力输送的安全性,在新建高压架空线路时可通过运用同塔多回、双回的架设方式对架空线路走廊进行科学合理的优化,在设计铁塔类型的过程中可以运用窄基铜管塔或者钢管杆等设计方案,以保证城市居民的用电需求。同时,还要对架空线路走廊的周围环境进行充分的分析研究,并确保具有足够的安全距离,当架空线路与周围物体距离过小时,需要采取有效的处理措施,避免输电电路对周围的设施造成不良的影响。

2.4防雷接地设计

防雷接地设计对于架空输电线路的安全运行具有十分重要的现实意义,能够保障架空输电线路在恶劣的天气条件下进行正常的工作。科学合理的架设避雷线是最简单最经济也是最有效的防雷措施,其工作原理是通过将雷电有效的引入到大地,进而避免雷电击中输电线路,进而有效控制流经杆塔的电流大小,从而降低绝缘串子中的电压,对其起到良好的保护作用。由于不同的输电线路所采用的防雷线路不尽相同,因此在实际的防雷设计过程中,要结合线路的实际情况进而性有针对性的设计,进而对输电线路形成有效的保护。同时,随着输电线路电压的不断升高,所采用的避雷线效果也需越来越高,对于高压的架空输电线路更是要采取高质量的防雷措施,进而避免高压输电线路受到雷击而造成不同程度的损坏。

三、结语

总之,随着时代的不断发展,智能电网已经成为一种趋势,在其建设过程中,我们需要考虑其对城市的不利影响,并对高压架空输电线路进行优化设计,提高应对各种不利天气的能力,保障电网的安全稳定运行。

参考文献:

[1]周象贤.高压架空输电线路短时输电能力评估方法研究[J].浙江电力,2016(4):1~5.

[2]马御棠.地线绝缘化对超高压线路耐雷性能研究[J].电气应用,2016,35(20):65~68.

[3]饶卫申.北京地区高压架空输电线路污秽分析及预防处理措施[J].机电信息,2016(30):19~20.

论文作者:李少军

论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期

论文发表时间:2019/8/5

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