摘 要:输电线路是电力系统的重要组成部分，担任着输送和分配电能的任务。因此对于输电线路的设计应进行全面充分的研究，其设计必须做到安全可靠、经济适用。本文阐述了110kV输电线路设计的重要性，并对110kV电压等级中输电线路的基础设施设计以及整体线路设计的要点进行分析与探讨，以期能够为110kV输电线路设计工作提供参考。
关键词:110kV；输电线路；优化；设计要点
引言
随着电力工业蓬勃兴起，电网规模日益扩大，电网设备数量不断增加，输电线路设计成为一项常规性的工作。我国现阶段的输电线路设计过程中其结构主要可以分为电缆结构以及架空结构这两种结构，其中后者使用最多。通过架空线路，可实施远距离输电，有效节约资金，同时，还可以进行系统间的联网。目前110kV输电线路架设具有一定的复杂性，其中任何构件发生故障都有可能对输电的安全性和稳定性构成威胁，而掌握科学合理的输电线路设计要点可以有效的避免此类问题的出现。基于此，本文就110kV输电线路设计要点进行分析。
1 110kV输电线路设计的重要性
输电线路指的是输送电能，并联络各发电厂、变电站使之并列运行，实现电力系统联网；联网后，既提高了系统安全性、可靠性和稳定性，又可实现经济调度，使各种能源得到充分利用。所以高压输电线路是电力工业的大动脉，是电力系统的重要组成部分，其中110kV输电线路在这个大动脉中占有非常重要的份额，也是电力系统中最基础的输电线路电压等级。为了确保电力事业能够持续健康发展下去，则需要做好110kV输电线路的设计工作，提高输电效率，减少输电成本，更高效的适应电力市场发展需求，进一步增强电力市场的核心竞争力，为企业创造更多的价值和效益，促进电力事业的蓬勃发展。
2 110kV输电线路基础设施设计
2.1 塔杆结构型式及分类
杆塔是架空线路中的基本设备之一，可根据其使用材料的材质进行分类，可分为钢筋混凝土电杆、钢管杆以及铁塔三种；若按照受力的特点以及用途则可以将其分为直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔以及终端杆塔等。
(1)一般线路的直线段上则适合使用直线杆塔，当线路运行正常时会伴有垂直荷载以及水平荷载，能够对断线以及其他顺线路方向上的张力有所支持。
(2)耐张杆塔不但能够承受垂直方向的荷载以及水平方向的荷载，还能够对更大顺线路方向的张力有所支持，例如断线时的张力或者是施工时紧线的张力。
(3)线路的转角处则更适合使用转角杆塔，其受力特点跟耐张杆塔的受力特点相同，但水平荷载的值较大，因为转角杆塔的水平荷载中还包含了角度合力。
(4)线路首末段则适合使用终端塔，不管是耐张型的终端塔，还是转角型的终端塔，其受力特点跟耐张、转角杆塔都相同，正常运行时需要承受单侧的顺线路方向的张力。
2.2 正确选择架空导线的材料
110kV输电线路的电压等级较高，为了确保导线的输送容量以及对地安全距离，则要选择不同的架空线。常见的几种架空线的材质为铝、铝合金、钢和铜等，而这其中铜作为最理想的导线材料，其导电性能和机械强度均较好，但价格较贵，除特殊需要外，一般不适合用在输电线路中。而铝制材料的导电性能仅次于铜，且质量轻，价格低廉，但机械强度较低，抗腐性也较差，因而也不适合单独用作110kV输电线路。铝合金的导电性能与铝相近，机械强度接近铜，价格却比铜低，并具有较好的抗腐性能，不足之处是铝合金受震动断股现象比较严重，使其使用受到限制。而钢的机械强度较强，价格低廉，但导电性能差，为了避免其被腐蚀，则需要对其进行镀锌处理，钢材料的架空线常作为避雷线使用。综合以上各种材质的优缺点，选择110kV输电线路的导线时，一般考虑选用钢芯铝绞线，以钢作为芯线，主要用来承受架空导线的机械荷载，以铝作为外层导线，由于交流电的集肤效应，外层电阻率较小的铝导线主要用来承载电流，输送电能的作用。
3 110kV输电线路设计要点
3.1 案例分析
某水电站需架设1回110kV上网输电线路至某城郊区1座110kV变电站，两点直线距离约40km，途径40%的丘陵和60%的山地地区，途中需翻越海拔约1350m的一座群山，穿越一大片林区，线路架成后能实现水电站的信息数据上传以及调度通讯自动化。根据以上条件，对110kV线路输电线路进行优化设计与分析。
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3.2 110kV输电线路设计要点
3.2.1 做好杆塔定位设计
①做好模板曲线的设计工作，所谓的模板曲线主要指在最大弧垂气象条件下，根据一定的比例对悬链线进行绘制，即处于最大弧垂时，导线在空中悬挂的形状相似。要先对各气象条件下的比载进行计算，并对临界档距进行计算，对气象条件进行判别和控制，通常建议使用临界温度法以及临界比载法，对最大垂直弧垂出现的气象条件进行判别:是覆冰无风状态，还是最高温时无风状态，而后求得定位模板曲线，并剪切制作。②选定塔位，对档距以及杆型进行配置。选择塔位时要遵循档距配置的基本原则，最大限度地利用杆塔的高度和强度，尽量不要使相邻杆塔之间的档距相差太悬殊，防止杆塔承受过大的纵向不平衡张力，尽量避免出现孤立挡。设计选用杆塔时要尽可能的选择经济性较强的杆塔，尽可能的减少占有农田以及耕地，减少施工土石方量。
3.2.2 注意覆冰线路的设计
设计杆塔时，杆塔结构的荷载要设计得足够大。设计人员要对线路覆冰所形成的外加荷载予以充分考虑，并根据经常发生的严重覆冰情况，设计最为合适的架设耐覆冰式的输电线路，此线路所使用的杆塔跟一般的杆塔相比，机械强度要更大，而档距要小，导线的张力则较小。为了防止发生碰线的问题，则在布置此塔型的导线时选择水平布线的排列方式，适当增加导线跟避雷线之间的距离。针对覆冰严重以及线路覆冰灾害严重区域，要增加融冰装置设计以及可进行除冰措施的材料设计。设计110kV输电线路通讯时，要使用在线监控的方式对线路覆冰的状况进行监控，待输电线路投入使用后，为管理人员巡线管理以及应用融冰和除冰技术提供便利。
3.2.3 做好防雷设计
如何作好110kV输电线路的防雷设计:①线路路径选择时避开多雷区；②作好杆塔接地装置设计，保证线路具有一定的耐雷水平；③作好避雷线设计工作，避雷线主要作用是防止雷电直击导线，同时在雷击杆塔时起分流作用，对导线起耦合和屏蔽作用，降低导线上的感应过电压。避雷线可分为一般避雷线、绝缘避雷线、屏蔽避雷线和复合光纤避雷线四种。一般避雷线主要采用镀锌钢绞线，其型号的选择视所保护的导线型号而定。由于一般避雷线采用逐基杆塔接地方式，会产生较大的附加电能损失，所以对于超高压输电线路往往将避雷线加以绝缘。绝缘避雷线利用一只带有放电间隙的绝缘子与杆塔隔开，雷击时利用放电间隙击穿接地。屏蔽避雷线与一般避雷线分段配合架设，以防止输电线路电磁感应对附近通信线路的影响。复合光纤避雷线的外层铝合金绞线起防雷保护和屏蔽作用，芯部的光导纤维起通信作用。根据各种避雷线的功能，并结合110kV输电线路的实际需要，选择不同的避雷线设计方式。
3.2.4 专家系统，综合诊断
电力工程要对技术的先进性以及成熟性予以充分考虑，注重对电力设备状态监测技术、诊断技术以及维修技术的研究，从而做好110kV输电线路设计的基础工作。利用专家的经验以及人工智能的方式，建立专家系统，以便作出更为综合的诊断，并且通过实践产生的新情况、新思路、新观点对专家系统进行进一步的丰富以及完善，充分发挥其系统的作用。现阶段，对设备状态的诊断主要集中在建立数据统计分析上。反复的试验、运行、维修数据表明，伴随着计算机技术和人工智能技术的发展和应用，设备管理工作的标准化、程序化及数据资料的完整化正进一步增强。
3.2.5 提高素质，优化结构
做好110kV输电线路设计的关键在于提高从业人员素质，进行110kV输电线路设计时所涉及到的专业面较广，因而需要不同专业的技术人员进行分工协作，加强彼此之间的合作，同时要不断提高专职人员的综合素质，引进一大批高素质的110kV输电线路设计人才队伍，合理优化人才结构，适应新时期的输电线路设计工作。
4 结语
综上所述，110kV输电线路在供电系统中占有重要地位，对人们的生活和社会的发展起着重要作用。因此，为了保证供电的可靠性和
安全性，在110kV输电线路设计时，需要综合考虑各方面因素，需要融入更多的先进技术和理念，不断改进和完善110kV输电线路的设计，提高110kV输电线路运行的安全性，从而有效地推动我国电力事业的可持续性发展。
参考文献
[1] 田国磊.关于110kV输电线路设计方法探讨[J].城市建设理论研究:电子版.2013(1)
[2] 李文倩.110kV输电线路设计要点探讨[J].军民两用技术与产品.2014(17)
[3] 杨保佐.35KV-110KV输电线路设计要点分析[J].世纪之星创新教育论坛.2016
论文作者:潘崇杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/4
标签：线路论文; 杆塔论文; 避雷线论文; 导线论文; 荷载论文; 要点论文; 结构论文; 《电力设备》2017年第7期论文;