220kV架空输电线路设计方法

220kV架空输电线路设计方法

管仁锋王振永

管仁锋王振永

新疆电力设计院新疆乌鲁木齐830001

摘要：架空输电线路架设中，设计是一门较为复杂的学科，不但要求设计人员的专业知识熟悉，而且还要有处理现场各种复杂局面的实践经验。文章主要针对220KV架空输电线路的设计方法进行了阐述。

关键词：220KV；输电线路；设计方法

220kvoverheadtransmissionlinedesignmethod

GuanRenFengWangZhenYong

Xinjiangelectricpowerdesigninstitutexinjiangurumqi830001

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Keywords:220kv;Transmissionline;Designmethod

随着社会经济快速增长，人民物质需要不断增加，各地电网建设迅猛发展，从过去的“几年建一条线路”到现在的“一年建几条线路”实现了跨越式发展。尤其是高压输电线路的资金日益增多。输电线路的设计是输电线路建设工程的灵魂，它的好坏直接影响着整个电网的运行，如何对输电线路进行合理设计是保证电网可靠安全运行的一大关键问题。然而，由于我国幅员辽阔，各地环境气候、地质条件相差甚多，因此，所使用的输电线路也不尽相同，这种差异性使得目前的输电线路设计存在很多问题。

1输电线路概述

输电是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。按结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。按照输送电流的性质，输电分为交流输电和直流输电。

从发展过程看，输电电压等级大约以两倍的关系增长。一般输送电能容量越大，线路采用的电压等级越高。目前，我国的输电线路的主要电压等级有10kV、20kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV等。20kV及以下电压等级习惯上称为配电线路，35kV～220kV称为高压线路，330kV及以上电压等级称为特高压输电线路。而其中110kV～220kV输电线路是最常用的高压输电线路之一。按结构特点，输电线路可分为电缆线路和架空线路。电缆线路对电力电缆的要求高、费用昂贵,需较高的施工及检修技术，但因其受外界环境小，且对周边环境影响较小，因此，目前常用于城市稠密区及跨海输电等特殊场所。架空线路具有结构相对比较简单、施工方便、建造费用低、散热性能好、检修维护较容易以及技术要求不高等优点，从而得到广泛使用。鉴于这两点，将重点对110kV～220kV架空输电线路的设计要点提出一些看法与建议。

2220kV架空输电线路设计方法

架空输电线路是将多股裸导线用绝缘子和其他金具悬空架设在支持杆塔上。每个事物有利必有弊，架空输电线路的特点除了以上提到的几个优点，也包含以下几个缺陷：①由于其所处环境，因而容易受自然因素的影响与外力的破坏，发生事故的几率较大；②由于导线裸露在外，因此，对地面与建筑物以及其他设施都需要保持一定的安全距离，导致占地面积与空间大，影响土地的充分利用。针对架空输电线路的特点，其设计包括：选择所要使用的导线种类；设计输电线路的线路路径；杆塔设计；其他相关注意点。

2.1导线选择

导线是用于传导电流、输送电能的设施，是线路的关键部分之一。导线通常被架设于电杆上，需承受自身重量以及雨、风、日照、冰雪、以及温度的变化，因而需要导线有足够的机械强度和良好的电气性能。导线的种类多种多样，但钢芯铝绞线被应用得最多，钢芯铝绞线外部由多股铝线绞制而成，传输大部分电流，内部几股是钢线，机械强度较好。

在高压电网中，电压等级较高，输送容量大，为提高输送质量，减少电晕和对高频通讯的干扰，220kV及以上输电线路一般采用每两根或多跟导线组成的分裂导线。导线的截面选择由经济电流密度、容许电压的损耗量、发热条件以及电晕损耗来决定。对导线的一般要求有：①导线产品必须符合GB/T1179-2008的规定；②导线绞合的紧密度应满足机械张力的放线要求，绞合紧密应均匀一致；③导线表面应平滑圆整，不得有腐蚀斑点与夹杂物等。对于110kV～220kV输电线路，如若采用400m2导线，建议设计覆冰小于10mm的地区采用LGJ-400/35钢芯铝绞线，覆冰小于15mm地区建议采用LGJ-400/50钢芯铝绞线。

2.2线路路径设计

输电线路的路径设计是整个设计的基础，该阶段设计的恰当与否直接关系着整个设计的质量，包括该工程的可行性、经济性、技术性以及系统运行的可靠性。路径设计的目的就是在保证运行的可靠性与稳定性的前提下，应尽可能地降低整个工程的造价。线路路径的设计包括两个方面，图上选线和现场选线。

1）图上选线。该部分的工作主要是收集输电线路所在地区的地形图、航测图。根据经验，将起点、终点与其中的必经点标出，并根据收集的资料（包括交通、民航、水文、地质、通信、气象以及林业等）避开一些大的设施与影响区域，同时考虑当地的交通条件等相关因素，依据线路路径最短原则，得出几个方案，将这几个方案进行技术上与经济上的比较，选出一个相对合理的方案。

2)现场选线。将图纸上的路线落实到现场中，进行实地考察。这个阶段需要工作人员的耐性与毅力，一般一个线路的勘察需要徒步好几趟才能清晰。选择线路时应尽量避免不良地质地区，避免经过森林、果木林公园等地带，尽量不占用良田。同时应对已有线路以及覆冰情况进行详细了解，避免经过覆冰严重的地带。最后要考虑到交通运输的方便性，以利于施工和维护。

2.3杆塔设计

杆塔用来支撑架空输电线路的导线与地线，并使得它们的距离在各种气象环境下，符合电气绝缘安全与电磁场限制条件等要求。杆塔作为输电线路结构中的支撑者，其施工工期、建设造价、运输费用与时间，在整个线路中占着很大的比重，因此，对于杆塔的基础选型、设计与施工应加以重视。不同型式的杆塔在造价、施工、占地面积与运行安全等方面都有所区别，其基础型式应按照具体的地貌地质与气象情况来选择。初步设计时，应遵照相关规定，要有粗略的造价费用计算。工程设计中，一般尽量采用典型设计或已经过实际施工乃至运行过的成熟杆塔；如果一定要采用新型杆塔，则需要进行充分的研究与反复的科学试验，以避免不必要的损失。

在杆塔定位上，要尽量少占耕地、林地，这也符合国家的政策方向。现在的土地已基本承包到户，不像以前一样由集体所有，征地时手续相对简单，如今征地既需通过集体又需和农民商量，中间过程比较繁琐，若补偿不能及时全额地发放到农民手中，农民又要阻拦，这样下来延误工期又不经济。故在选择杆塔位置时，设计人最好收集到所占土地的隶属关系、有无特殊规划等情况。

杆塔基础作为输电线路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。其施工工期约占整个工期一半时间，运输量约占整个工程的60%，费用约占整个工程的20%～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。

2.4其他

1)在输电线路的工程设计中，应遵循与时俱进的原则。如在导线选择方面，应随时更新导线知识，如新型的导线材料、导线的允许升温技术以及大跨越技术等。在线路金具的选择上，尽量采用高新、节能的材料金具。在路径设计方面：应尽可能地利用现已成熟的高科技手段，充分重视输电线路路径的优化工作，做好基础工作；学习新技能，如GPS、卫片、全数字化设计测量等，利用这些技能，采集输电线路必经地区的气象、地质等方面的情况。在基础工程方面：采用技术先进、经济型的斜插式基础，尽量减少混凝土量，节约投资；应因地制宜，根据地质情况与气象因素选择接地材料与装置。

2)在输电线路的设计、施工与运行阶段，应做好管理工作。设计只是输电线路的一部分工作，更重要的是施工以及其运行。施工阶段应做好对材料与工作人员的管理，严防材料的浪费，也要避免工作人员的懈怠。运行阶段应做好检修工作，以维持输电线路的正常运行，保证设计的预期效果。

3结束语

总之，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投入全部的身心，保证设计的质量。

参考文献

[1]荆林国;张韶晶;输电线路设计应注意的问题[J];农村电气化;2006年11期

[2]罗奋康;电网输电线路设计问题的分析研究[J];科技信息;2009年29期

[3]电力工程高压送电线路设计手册（第二版）.中国电力出版社,2003,1