电力线路设计中的应用分析

电力线路设计中的应用分析

王立伟王超刘忠富

(国家电网公司辽宁省送变电工程有限公司辽宁省沈阳市110021)

摘要：输电线路设计关系到电网运行和电力安全。它是中国社会主义经济社会发展的重要组成部分。如果输电线路设计存在漏洞，很容易给整个电力系统带来灾难，并直接影响社会建设的安全和质量。输电线路的设计应从关键环节入手，以线路、电线、杆塔、防雷、接地等核心部分为切入点进行全面控制，实现输电线路的安全和功能，同时达到保护功能和对电力需求及社会发展的促进价值。

关键词：电力线路设计；问题分析；优化措施

导言：电力线路项目的设计是一项技术性和政策性的工作，对线路的技术和经济指标、建设、运营和维护起着决定性的作用。在设计输电线路时，设计者应该在确保线路设计安全可靠的前提下，考虑线路工程的经济成本、施工条件以及未来的运营和维护。如果电力线设计脱离实际工程，就不能保证设计质量，也不能满足电网发展的需要。因此，只有结合实际，因地制宜，优化规划，不断探索创新，才能满足建设坚强电网的要求。

1设计概述

1.1设计依据

工程设计任务书、批准文号、与工程设计有关的说明文件、审批后的电力系统设计文件等。是否与建设单位签订了设计合同。

1.2设计规模及范围

设计规模应按照工程设计任务书的相关要求，说明线路的输电能力、电压等级、导线截面、线路长度、起止点、中间落点、线路编号和连接方法。设计范围一般包括线路本体设计、工程概算、通信保护设计和预算，以及运行和维护所需的辅助设备等。它还应该解释线路是否包括两端变电站的临时线路设计、降压运行设计以及巡逻站和维护站的建筑设计。

1.3建筑单位及期限

有限建设单位和施工单位应当根据设计任务的要求和设计单位的安排，明确竣工调试时间和施工时间。

1.4主要经济和材料耗用指标

主要包括整条线路的整体成本和综合成本，以及每公里的整体成本和综合成本。此外，它还应该解释每公里消耗的避雷线和电线的数量，以及配件、绝缘体、塔、接地材料、水泥、基础、木材等的数量。它需要和避雷线一起使用。

2电力线路运行故障类型及原因

2.1电力线路接地故障及原因

电力线的接地包括两种主要形式:工作接地和保护接地。其中，工作接地是指为确保电力设备、装置和系统正常运行而采取的接地措施。工作接地可分为三种基本形式:三相电力系统的防雷装置、铁塔和中性点接地。设备的防雷和接地意味着由于大量静电的积累，电力设备需要被引向地面，这影响了设备的安全运行。铁塔接地是将大地与金属外壳连接起来形成导电回路，从而达到简化电路的功能。中性点接地是为了保证三相电力系统的电压稳定，不受环境因素的影响。保护接地是防止间接电击的接地连接。例如，当电气设备的金属外壳与其他物体接触时，容易发生电击。为了避免电击，采用主动接地来避免电力安全事故。在接地运行和使用过程中，由于接地不可靠或接地老化，很容易造成电力线路接地故障。

2.2短路故障及原因

短路故障是电力线路运行中常见的故障现象，由于引起电气故障，它通常会给电力线路造成更严重的损失。因此，短路故障是电力线路运行故障处理的重点。电力线的短路故障主要是由不同电位的导体之间的短路或绝缘击穿引起的。在正常电源线中，不同的电路是绝缘的。一旦绝缘介质被破坏，就会发生短路故障。同时，在电力线路维护过程中，由于人为操作失误，线路之间也会发生短路。例如，在电源线维护过程中，维护人员在移除电源线后没有使用绝缘胶带缠绕移除的电线，导致电缆的金属部分暴露。在外力的作用下，电缆移动时会出现短路现象，导致短路故障。

2.3施工人员自身素质水平不高

由于缺乏基础培训，电力线路施工人员的安全意识往往很薄弱。此外，一些建筑人员素质不高，他们的专业能力水平令人担忧。另一个重要方面是，由于各种因素的限制，分包是线路架设项目施工中一种相对广泛的运营模式。大部分现场施工人员都是临时人员，他们不可避免地具有混杂的业务技能和较低的教育水平。此外，他们很少接受正式的专业培训，导致组织纪律差，这些工人的安全意识低，这肯定会影响电力线路的安全建设。

2.4杆塔定位时要注意的问题

电力系统设计时，应注意杆塔的定位，并根据需要尽可能采取相应措施，避免出现大跨度的情况。如果出现上述问题，当塔受到应力时，很可能会受到非常严重的损坏。这不仅会影响塔的维护，还会给正常施工带来很大困难。如果有必要在山区设置塔，不仅要确保垂直杆和排杆的焊接符合要求，还要考虑斜坡的稳定性。如果有必要在陡峭的斜坡上建塔，必须考虑地基本身的安全和稳定性，并且必须仔细观察是否会受到洪水或雨水的严重影响。

3电力线路设计

3.1合理选择线路路径

路线的选择将影响许多单位项目，如主体项目。影响项目成本的主要因素是路线。路线的选择将直接影响项目成本。系数越小，路线越短，因此成本会越低。然而，有许多因素会影响路线的选择。如果只片面强调曲折系数的大小，可能会增加不必要的成本，从而使成本更高。因此，路线的选择不仅要考虑其经济性，还要从社会效益的角度考虑。有必要综合考虑许多因素，并从项目路线计划中选择更好的因素。根据已知的路线信息来确定路线。如果有两三个路由方案有其自身的特点，可以选择不同的小方案来比较大的方案。每个路线计划都应该从路线的长度、可用的交通条件(如路线沿线的道路、铁路、水路、地形、地质和水文、污染区、特殊天气、矿产资源、穿越河流、森林资源、各种障碍物、选定的路线弯曲系数和路线转角等)了解每个路线计划的优缺点。通过对每条路线方案的选择，我们不仅可以看到每条路线方案的优缺点，还可以从降低成本、安全运行、经济运行、施工方便、大跨度情况、障碍物处理等方面进行更全面的分析和比较，进而选择一条优秀的路线方案。

3.2防雷设计

根据输电线路的电压水平，可以根据区域内现有线路的运行和雷电活动来确定要使用的防雷线路的数量，并且可以确定防雷线路与中心导体之间的最小距离、保护角度和防雷线路。使用接地型避雷线是输电线路最有效的防雷保护，避雷线的保护角度越小，屏蔽效果越好(一般小于200°)。然而，随着线路电压水平的不断降低，避雷针在成本中的比例越大。

3.3气象条件的选择

设计输电线路和配电线路时，必须首先了解当地的气象条件。应根据现有本地线路的运行情况和相关气象数据综合考虑气象条件。气象条件的组合不仅应反映自然变化的规律和同时发生的可能性，还应考虑其经济可操作性。它不仅应反映客观和实际的危险程度，还应确保线路施工、运行、维护等工作的安全。它还应该考虑到经济效益和计算的便利性。从技术上讲，还必须确保线路在危险情况下正常运行。即使线路有断裂，也能确保电杆不倒，这样事故不会扩大。当最大风速和内部过电压出现时，导线不会闪络到地面。当最高温度或结冰发生时，导体将有足够的安全距离到地面，在施工过程中不会发生人身和设备事故。

3.4做好杆塔定位，选择合适的杆塔

所谓“杆塔定位”指的是在选择好电力线路后，正确测量和绘制路线和横截面，并在横截面网络上放置塔和塔。设计电力线时，定位非常重要。定位将对电力线路的运行、维护、建设和成本产生严重影响。通过实践发现，塔型、占地、运行安全、施工情况和成本都不同。总的来说，塔建设所需的成本约占总成本的35%。为了节约成本，选择合理的塔型是非常重要的。有必要确保选择工作的有效性和精细性，并根据需要定位塔。如果是投资作业，通常现在会选择一两种类型的水泥杆，在穿越和转弯时会选择转角塔来准备需要使用的材料。这可以在一定程度上提高线路施工的安全性，也可以使施工工作更加方便。对于那些沿道路规划和架设的线路，钢管塔通常被选择，因为它们占地面积小，优势突出。为了避免线路在运行后地到地距离不足，在设计电力线路时，通常会选择占地面积相对较大的塔，即占地面积相对较小且安装方便的玻璃钢管塔。在塔架定位中，可分为室外定位和室内定位。室外定位是指将布置和安装在室内的塔带到室外进行检查和校正，并通过木桩固定它们；室内定位是指在预定塔架位置时，使用平面截面图上弧度最大的模板。进度完成后，塔架的位置将直接影响塔架施工的安全性、可靠性、合理性和经济性。在任何环境中，塔位置的基本要求是电力线中的任何点都应该确保离地面的距离是安全的。

3.5直线杆塔的上拔校验

定位时，如果直杆塔位于较低位置，除了检查摆动角度外，还应检查是否向上拉。当塔的垂直跨度为负时，必须有一个上拉力，这个上拉力产生的天气条件通常是最低的气温(当重冰区有时被冰覆盖时以及相应的风速)。因此，上拉必须根据这种天气条件来计算，或者模板系数k值应该通过使用这种天气条件下的特定载荷和应力来计算，并且应该选择最小垂度模板来找出定位图上的塔的垂直跨度来检查它。为了消除线性塔架的上拉现象，可以采取相关措施来防止过大的摆动角度，必要时也可以使用轻张力塔架。根据经验，摆动角度通常起着控制作用，也就是说，一旦允许摆动角度，就不需要检查上拉。

结束语

总而言之，电力线路有许多工程设计要求，这将对未来线路的建设和运营产生至关重要的影响。这就要求设计师在现场处理各种复杂情况时既要有专业知识又要有实践经验。特别是在实地勘察阶段，设计者应该不遗余力地重复勘察，收集所有必要的现场数据，比较各种方案，并选择经济实用的方案。

参考文献:

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[2]杨凯.电力线路设计与应用分析[J].科技风.2017（21）

[3]靳如海.电力线路设计中的几个问题分析[J].黑龙江科技信息，2017（28）.