摘要：近几年，随着国民经济的快速增长，对电能的需求也逐渐增大，各地电网建设迅猛发展，随着电压的等级越来越高，网架的结构越来越繁琐，对高压架空线路设计的质量要求也提出了越来越高的要求。输电线路是电网的骨架，在城市电网的建设中，要充分考虑到各个方面的因素，避免出现关于输电线路的生态环境影响、智能化设计、在线监测等方面的问题。尽量做到能够合理施工、最大限度的降低工程的成本，并且能够保证工程的质量。因此，设计人员要不断地推陈出新，通过合理的设计方案使得高压架空输电线路的设计能够符合国情、达到工程技术性和经济性的平衡点。
关键词：高压架空；输电线路；优化
1架空输电线路的组成
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、线路走廊以及绝缘子共同构成了架空输电线路。
1.1输电线路导线
架空线路的导线一般由导电性能良好的金属制成，为保持合适的通流密度，导线应该根据工程输送容量的需要来选择截面，为降低电晕放电的可能，导线应具有较大的曲率半径。高压架空输电线路多采用分裂导线来提高输送容量，为防止架空输电线路的感应过电压和雷击过电压带来的伤害，多在输电线路导线的上方架设避雷线，对于重要的输电线路，通常设置两根避雷线且增大地线架保护角。在设计架空输电线路时，应考虑线路沿线的气候环境、自然条件、雷闪、雨淋、结冰、洪水、湿雾等的影响。
1.2输电线路绝缘子
作为高压架空线路的重要构件之一，绝缘子主要作用是在一定的荷载和过电压条件下，支撑导线，并使得导线的带电部分与大地绝缘。高压架空线路因其电压水平高，对绝缘的要求相应提高。绝缘子的性能主要取决于绝缘材料的质量，目前在高压架空线路上常用的绝缘子有：悬式盘型绝缘子、玻璃绝缘子、有机复合材料绝缘子等。在高压架空线路的设计中，应当注意绝缘子的机械荷载、电气强度、抗腐蚀、抗劣化的性能满足要求。
1.3线路走廊
线路走廊就是架空线路经过的区域，对于地面宽度和净空走廊具有一定的要求。在开辟线路走廊过程中会受到土地利用、自然环境及城市建设等多方面的影响，从而制约架空输电线路的发展。因此在当前架空输电线路中，通常采用同塔双回及同塔多回的架设方式，从而有效的实现线路走廊成本的节约。
1.4输电线路杆塔
高压架空输电线路杆塔多为钢筋混凝土杆塔或铁塔，是架空输电线路的主要支撑结构，高压架空输电线路杆塔根据需求不同又分为直线塔、转角塔、终端塔、换位塔、分支塔、轻重冰区分界塔、大跨越塔、特高压酒杯塔、分体塔、双柱塔等。架空输电线路杆塔的设计包括基础上拔稳定计算、基础下压和地基计算、构件和基础底板承载力计算等，这对于高压输电线路杆塔来说尤为重要。
2高压架空输电线路对城市的影响
在设计高压架空线路的过程中，需要考虑的因素有很多，以下是从高压架空输电线路给城市带来的不利影响来进行优化分析的：
2.1电磁污染
周围的电视和广播信号在高压架空输电线路的电磁场强度超过限值的情况下会被干扰，并有电磁辐射的产生。
2.2跨步电压
在高压接地网中会流过的大量直流和交流电流，行人在电流的入地点周围电位分布区行走的话，会在两脚之间形成电位差，而这种电位差就被称为跨步电压。行人在行走时两脚之间的距离通常为0.8m，当跨步电压大于定值达到40-50V时，就很有可能会被电击中。更加危险的是，一旦人们因为跨步电压而摔倒，就会使人的身体接触到这种电压，发生电击。
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2.3可听噪声
高压架空输电线路在设计时要考虑到噪声对人们的生活所产生的不便。因为电晕放电的缘故，高压输电线会产生频带很宽的噪音，尤其是特高压输电线路产生的宽频带噪声、无规则噪声、100Hz整数倍的纯音，会对人们的身心健康产生严重的影响。
3高压架空输电线路设计的优化措施
高压架空线路的占地面积较广、电压较高、工频电磁场会引起高频信号而且周围会存在较强的电晕现象和电场效应。而且最近几年，一些大城市的高压变电站因为城市空间的日益拥挤、用地走廊的逐渐压缩逐渐向市区靠近，这样一来，设计高压架空线路的要求方面也显著提高了。
3.1线路设计标准化
如果新建的高压架空输电线路导线的最低点大于12M时，导线呈逆相序排列；此时地面1.5M地方的工频磁场小于0.05mT、低频电场小于2KVM，投影20M处的0.5MHz的无线电干扰值小于43DB，但是国家规定的限量值为2.5KVM，因此这些数值均不符合规定。经调查研究，城市地区的高压架空输电线路工频电磁通常不会超标，但如果存在建筑物，就有电磁超标的情况。在城市居民的阳台和屋顶上，电磁场有可能会出现畸变的问题。如果有此类现象发生，就超过国家规定的限值，因此不符合国家的规定。根据上述调查，在高压架空输电线路设计时，应该改善高压架空输电线路下畸变的电磁场，对其进行优化。
3.2城市地区高压架空线路走廊的设计优化
目前，城市的使用空间越来越紧张，导致用地走廊的使用也受到限制。在社会高速发展的背景下为了要满足大量的用电需求，在新建高压架空线路时可运用同塔多回、双回的架设方式，在设计铁塔类型的过程中可以运用窄基钢管塔或者钢管杆等设计方案，以确保城市居民的用电需求。
3.3切实加强高压架空输电线路绝缘配合设计的优化
在高压架空输电线路中，其绝缘配合主要是以惯用法为主，在具体的设计过程中，我们应切实强化对其的设计与优化。一是做好绝缘子串的设计。在绝缘子串设计时，首先应确保其在工作电压下不会出现污闪；其次是在过电压情况下操作时不会出现湿闪；最后是其对雷电冲击绝缘性能的优化。二是强化空气距离选择。在不同的要求下的空气间距要求不同。就工作电压对空气间距的要求来看，主要是考虑工频电压的升高和气象条件以安全裕度等方面的因素，从而更好地确保所设计的工作电压的空气间距负荷实际的需要。而就雷电过压对空气距离的要求来看，主要是尽可能地将绝缘子串沿面的闪络减少，从而将釉面损失减少。三是做好高压架空输电线路的防雷接地设计，主要是在全线中尽可能地采用双避雷线，以更好地确保其安全，对同杆塔架设的两回路线路或多回路线路应采用差异化防雷。在接地方面，主要是确保接地引出线和接地体之间的焊接质量，并确保杆塔的接地装置的引出线的截面积达标，同时对其进行热镀锌处理，最终满足实际施工的需要。
3.4优化高压架空输电线路的坏境影响
关于工频电磁场的强度限值，并没有给予明确规定，尤其是在设计超高压架空输电线路中。我国目前采用的标准和国际标准有差距，主要表现在电磁污染、噪声污染等方面，因此需要做出些许的改进，采取坏境限值优化措施来减少与国际标准化的差距。
4结语
在建设智能电网的过程中，对高压架空线路的设计、维护等方面的研究随着高压架空输电线路的不断增大而进一步加强。目前，我国的计算机网络技术、通信技术和传感技术不断发展，电网的发展方向也日益强大起来。然而，电网也因为大规模的区域联网而产生了各种各样的弊端，因此，要想保障电网安全稳定地运行，就必须要优化优化高压架空输电线路的设计，加强电网的自愈功能，对于电网应对冰灾、雨雪天气以及地震等自然灾害的能力也要相对提高。
参考文献：
[1]架空输电线路杆塔结构优化设计[J].杨茜.中国高新技术企业.2015（01）
[2]架空输电线路设计应注意的问题探索[J].单传成，王建明.现代国企研究.2016（12）
[3]关于架空输电线路运行维护相关问题的探讨[J].周欣跃.中国高新区.2018（06）
论文作者:马钦
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/16
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