浅谈220KV架空线路的设计

浅谈220KV架空线路的设计

陆毅宏

广西南宁

摘要：输电线路担负着分配以及输送电能的作用,影响着电力系统的正常运行。220kv架空输电线路作为我国基础工程建设里一项重要任务，必须慎重进行设计。本文结合多年实践经验，对其设计要点进行分析探讨。

关键词：220KV；架空输电线路；设计；措施

输电线路的设计直接关系着整个电力系统的安全性、稳定性。但是由于我国国土面积较大，且地形错综复杂，在设计输电线路时存在种种困难。因此，在设计输电线路之前，应该充分考虑输电线路的路径，分析所有可能遇到的突发情况，然后再进行施工实施。

1输配电线概述

输送电能的线路统称为电力线路。电力线路有输（送）电线路和配电线路之分。由发电厂向电力负荷中心输送电能的线路及电力系统之间的联络线路称为输（送）电线路，由电力负荷中心向各个电力用户送电的线路称为配电线路。

电力线路按电压等级分为低压、高压、超高压和特高压线路。电压等级在1KV以下线路是低压线路，1KV及以上是高压线路，330KV及以上线路为超高压线路，600、750（+-800）KV以上的是特高压线路。目前我国配电线路电压等级有10、35、110KV；输电线路的电压等级有35、110、220、330、500、750、1000KV（其中60KV和154KV在新建线路时不在使用）采用超高压输电，可有效地减少电损耗，降低线路单位造价，少占耕地，使线路走廊得到充分利用。目前国外输电线路已达到1150KV。

2220KV架空线路的设计

2.1线路路径的设计

如何选择线路路径是整个线路工程建设的核心。在进行220kv输电线路路径选取时，要尽量排除厂矿企业、城市规划区、地质情况恶劣的区域，同时，为了实现对通讯线的影响，应该恰当的选取和高速公路、电力线、铁路、ⅱ及通讯线的交接横跨点；需要在最大程度上缩短线路的路径，能较便利的进行交通运输，施工及运行环境良好。在征询采纳施工单位及运行单位的意见前提下，进行初次选择及野外实地考察后，要制定出输电线路路径的大致走向，拟立相关设计方案。施工设计里，在初步设立出路径图的基础上，需要进行精准测量，结合架设线路区域的自然地理环境，为使输电线路铁塔结构设计能获得较精确的沿线气象条件，应根据规程对观测场、距本线路距离的要求，按当地气象台、站，经计算取得10m高30～50年一遇10min时距平均的最大风速、极端最低气温、历年平均气温、历年平均雷暴日数，是否重冰区、按稀有覆冰条件进行验算。结合沿线现有输电线路、OPGW通信光缆的运行经验及造成自然灾害等资料情况分析后，获得线路的气象条件结果表。为取得第一手线路地质资料，设计单位可以会同线路所在地区地质勘探部门，对沿线现场钻孔取得土质和水样，并试验确定地质水文特性。

2.2导线选择

架空线路的导线，周期性的遭受外部荷载的作用，在导线产生不同的应力。在架空线路机械计算时，应用“比载”计算机械荷载比较方便。架空线路中相邻两直线杆塔中心线间的水平距离，称档距L。导线悬挂点到导线最低点的垂直距离，称为弧垂。当气象条件变化时，导线受温度和荷载的作用，导线材料的应力，弧垂及线长也将随着变化，不同的气象条件下导线的应力。也可以根据状态方程进行计算。

为了保证架空线长期运行的安全可靠性，除需使其应力在任何气象条件下均不得超过强度许用应力外，应具有足够的耐振能力取决于年平均运行应力的大小，满足强度条件要求的架空线，在任何气象情况下的应力均不超过强度许用应力。

在高压电网中，电压等级越高，输送容量越大，为提高输送质量，减少电晕和高频通讯的干扰，220KV及以上输电线路一般采用两根或者多根导线组成的分裂导线。

2.3杆塔设计

2.3.1杆塔的作用

架空线路的杆塔是用来支持导线和避雷线的，并使导线与导线，导线与避雷线，导线与大地及其它被跨越物间保持一定的安全距离。

2.3.2杆塔的选用

杆塔位排定依据《110～750kV架空输电线路设计规范》中有关规定和具体工程所采用的各种杆塔设计条件进行。线路通过果园、经济作物林区时，不砍伐通道，对与个别垂直距离不满足要求的进行剪枝、削顶，甚至砍伐。对零星分布的树木及受地形、杆塔限制难以跨越的地方则采取砍伐处理，如须砍伐防护通道，按照线路宽度加林区主要树种高度的2.倍进行。

在杆塔选型中，一般采用根据工程导线型号及水文气象地质特定情况而选择在工程所在地区使用了多年的杆塔型。按照安全可靠、经济合理、维护方便和有利于环保；山区杆塔应依据地形特点，配合不等高基础，采用全方位长短腿结构形式；平地和丘陵等运输与施工方便地段，宜采用拉线杆塔和钢筋混凝土杆；在走廊清理费用比较高及走廊较狭窄的地带，宜采用导线三角形排列或垂直的杆塔，并考虑V型、V型、Y型和L型的绝缘子串，在满足安全性和经济性的基础上减少线路走廊宽度。

2.4防雷防振及接地保护装置的选择

2.4.1防雷保护措施

根据电力行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T620—1997)及《设计规程》规定，采用以下措施防雷：防雷本线路全线架设两根地线；塔头布置两根地线之间的距离不超过地线与导线垂直距离的5倍，地线对边导线的保护角不大于20度；在外过电压15度无风时，在档距中央，导线与地线间的距离满足下式要求：

S>=0.012L+1；式中S--档距中央导线与地线间的距离(m)；L—档距(m)（计算条件为±15℃、无冰、无风）。

2.4.2防振措施

导线的振动和舞动对导线的危害较大，引起导线振动的主要原因是风的作用，架空输电线路的导线受稳定的微风作用时，便在导线的背面形成以一定频率上下交替变化的气流涡流，从而使导线受到一个交替的脉冲力作用，当频率与导线固有频率相等时，导线垂直平面产生共振，引起导线舞动。

导线振动的波形为驻波，即波节不变，波腹上下交替变化。在一年中，导线振动的时间达全年的30％－35％，无论导线以什么频率振动，线夹出口总是为一波节点，所以导线振动使导线在线夹出口反复扭折，使材料疲劳，最终导致导线断线或断股事件发生，对导线的运行安全危害很大。

鉴于导线振动的起因及危害，我们必须采取相应的措施来保护线路安全运行，主要从下面两方面来保护：采用防振线夹，利用设备本身对导线的阻尼作用，减少导线的振动；采用防振锤（导线使用FD-3避雷线使用FG-35型）安装防振锤的原则：最大波长和最小波长的情况下，防振锤的安装位置在线夹出口的第一个半波内。

2.4.3接地保护

根据规程规定：有地线的杆塔均应接地。本工程线路经过的地区，该线路经过地区土壤电阻率为100≤ρ≤500Ω•m，在雷雨季节干燥时，自立杆塔的工频接地电阻按不大于15Ω设计，每基杆两腿和塔四腿均装设接地引下线及接地装置，接地体采用φ12元钢，接地体及引下线应热镀锌防腐并敷设成放射型，埋深不小于0.8m。为便于测量变电站接地网的电阻，在变电站的地线挂线架上，装设一片XWP-7型悬式绝缘子。正常时地线与变电站连接，测量电阻时拆开。

3结语

输电线路设计是一项集理论、实践、经济等于一体的设计，需要设计者既要具备扎实的理论基础，也要有丰富的实践经验，是技术性很强的工作，设计人员在设计中应保证设计的质量。

参考文献

[1]谈如何做好架空输电线路设计[J].安才生.黑龙江科技信息.2015(33)

[2]架空输电线路维护问题及策略分析[J].徐元明.科技传播.2012(20)

作者简介

陆毅宏，身份证号：450122197909140048。