苏州供电公司1 ；江苏省电力公司检修分公司2 ）
摘要：电力系统设计中，输电线路设计是一项至关重要的工作，其质量直接影响并决定整个电力系统的安全运行。在电力建设及电力系统设计工作中，务必要做好输电线路设计，保障电力系统本质安全。本文现结合当前国内输电线路设计，对电力建设中输电线路的正确设计方法作具体分析与论述，得出结论供参考。
关键词：电力建设；输电线路；线路设计
引言
做好电力建设中输电线路的设计可保障整个电力系统的运行质量，还可以节约线路成本，降低电力工程造价，为系统带来良好的经济收益。加强线路工程建设，合理组织、协调规划好线路工程是保证居民正常用电的重要前提。
图为某工程线路走径示例
一、合理选择线路路径
线路路径的选择可影响本体工程的多个单位工程，线路路径是影响工程造价的主要因素，路径的选择直接影响到工程造价，线路曲折系数越小，线路越短，造价自然就低。但路径的选择还受到诸多因素的影响和制约，片面强调曲折系数的大小，可能会增加额外的费用，反而使总造价升高。
路径的选择不仅要衡量经济性，还要衡量社会效益。在工程的路径方案选择中综合各方因素，推荐优秀的路径方案。路径的选择需按照已掌握的沿线路径资料，选出各有特点的两、三个路径方案进行比较，在大的方案中也可选出不同的小方案参加比较。各路径方案要从规划路径长度、可利用的铁路、公路、水路等交通条件，沿线路地形、地势、水文、地质、文物情况，包括特殊气象、污秽地区、森林、矿产、跨越河流、道路、房屋等综合考虑，通过选用的线路转角及线路曲折系数等比较各路径方案的优劣。经过对各路径方案的比对，除从技术上看出各路径方案的优劣外，还要从方便施工、降低造价、安全运行、经济运行、障碍物的处理及大跨越情况等方面进行全面分析比较后，推荐优秀的路径方案。
二、基础设计
杆塔基础是输电线路本体结构的重要组成部分，它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。施工工期约占整个工期的1/3-l/2，运输量约占整个工程的60%，费用占整个工程的20%一35%。基础选型、设计及施工的优劣直接影响着线路工程的建设质量。线路杆塔基础分为电杆基础和铁塔基础，其型式应根据杆塔型式、沿线地形、工程地质、水文以及施工、运输等条件进行综合考虑确定，按承载力的特性大致可分为钻孔灌注桩基础、人工“大开挖”基础、掏挖扩底基础、爆扩桩基础、岩石锚桩基础、倾覆基础等。在选择基础型式时，应充分利用当地原材料并符合技术经济要求。
三、杆塔设计
杆塔及其基础是输电线路结构的重要组成部分，它的造价以及建造工期在整个线路工程中占很大比重。而且杆塔及其基础自身的稳定性直接决定了输电线路能否长期运行，影响线路输电功能的发挥。在设计过程中应该严格把握杆塔的设置点，控制好杆塔之间距。这样既可以防止电力聚集造成输电线路损坏也能避免施工阶段出现各种安全问题而危害人员安全。设计时可以利用勘探时获取的信息包括北斗定位的地图信号制作定位弧垂模板，并在平断面图上依序确定各种杆塔的位置和选型，然后对定位后的档距、杆塔上拔、风偏、邻档断线和耐张绝缘子串倒挂等进行校验，从而确定线路铁塔的具体位置 杆塔型号。
杆塔的材质也是影响杆塔制作质量的重要因素，一般对高负荷的输电线路可以采用高强度钢材，同时也可以采用钢管塔替代角钢铁塔。钢管塔的承载力、稳定性都比较良好。随着材料科学的发展，复合材料的出现更是给杆塔制作带来了新方向，采用复合材料制作的绝缘杆塔具有强度大、重量轻、耐高温、耐腐蚀、绝缘性良好的特点，能够适应恶劣的环境。
杆塔基础，它的主要作用是保证铁塔在电网运行时不发生因受外力的作用发生变形甚至倒塌或者下沉的情况，基础工程合理设计直接关系到基面开挖量的大小、造价成本和输电线路的运行安全。在设计基础之前应该对当地的地质情况进行详细的地勘，根据采集的地质信息，因地制宜的选择基础型式。可以根据不同地质条件采用岩石锚杆基础、复合式沉井基础、螺旋锚基础等不同的基础型式，以确保基础制作的稳固。同时可以采用不等高设计，配合使用高低腿杆塔，精心设计换位点。设计时应该必须考虑好基础周边的排水处理，避免基础因雨淋、山洪冲击从而影响到杆塔的安全稳定。
杆塔定位后校验
1、各种杆塔设计条件检查
杆塔的荷重条件，包括垂直档距、水平档距、最大档距、转角度数等，应不超过其设计允许值。水平档距和垂直档距，初次可以在定位图上量得，复验时必须实地测量。图上量得的垂直档距是最大弧垂时的数值，当此值接近或超过杆塔设计条件时，应将其换算至设计气象条件下的数值，并检查是否超过设计允许值最大档距。受线间距离、悬点应力和断线张力等控制，实际最大的档距应小于杆塔设计时的最大档距。线路的转角度数应小于转角杆塔设计的转角度数，超过时应变动杆塔位置或更改杆塔型式或校验杆塔的强度。
2、直线塔摇摆角校验
有些位于低处的杆塔，它的垂直档即较小所以当风吹导线时，悬垂串摇摆较大、当摇摆角超过杆塔的允许摇摆角时，将引起带电部分对杆塔构件的安全间隙不够，所以必须对其进行校验。允许摇摆角根据允许间隙用作图方法确定，一般情况下平地摇摆角不符合要求的情况比较少，但在山区或丘陵地带，摇摆角超过允许值的情况比较多，此时一般解决的办法是：①调整杆塔位置；②换用较高杆塔或允许摇摆角度较大的杆塔；③采用V 形、丫形等形状的绝缘子串；④孤立档距可考虑降低导线的设计应力；⑤加挂重锤或将单联悬垂串改为双联悬垂串等。
3、直线塔的上拔校验
在定位时，若直线杆塔位于低处，除需校验摇摆角外，还需对其进行上拔校验。当杆塔的垂直档距为负值时则必定有上拔力产生。上拔力产生的气象条件一般为最低气温时，所以校验上拔时必须按此气象条件进行计算，或用此气象条件下的承载和应力计算模板系数K 值，选最小弧垂模板在定位图上找出杆塔的垂直档距对其进行校验。为了消除直线杆塔的上拔现象，可采用防止摇摆角过大的有关措施，必要时也可采用轻型耐张杆塔。根据经验，摇摆角常起控制作用，即摇摆角许可后，就不用再校验上拔了。
五、防雷设计
高压雷电流现象会产生数百万伏的冲击电压，这样的巨大电压对电气设备造成瞬间冲击，能够击穿绝缘并使设备出现短路，产生爆炸、燃烧等灾害。雷电流高热现象释放强大电流的同时，还会产生巨大的热能，雷击点会产生极高的热量，可能会熔化金属，引起火灾。雷电流产生的机械应力重点体现为线路和变电设备遭遇雷击后的爆炸、崩溃、扭曲等一系列危害行为。
六、结束语
输电线路是电力系统的重要组成部分，输电线路的设计规划对电力系统的安全、稳定运行有着重要影响。因此在进行输电线路规划设计时，要对所有可能会影响线路运行安全的因素作综合考虑，比如雷击、风速、温度以及建筑物垂直和水平距离、重要跨越、压矿等影响因素。工程实践证明，只有做好输电线路规划设计全过程，排除其中每一个环节所有质量因素的影响，才能真正做好输电线路的设计，保证线路规划设计质量，进而保障输电线路与整个电力系统的正常、稳定运行。
李钧（1975-）：大学本科，主要从事电网规划设计和建设管理工作；
刘焰峰（1980-）：大学本科，主要从电网运行和建设管理工作；
论文作者:李钧1,刘焰峰2
论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿
论文发表时间:2016/4/27
标签：杆塔论文; 线路论文; 基础论文; 路径论文; 工程论文; 方案论文; 型式论文; 《电力设备》2015年第12期供稿论文;