关于架空输电线路工程设计

关于架空输电线路工程设计的研究探讨摘要：电能作为现代社会主要的应用能源，在保证国民经济快速增长中起到了关键作用。

随着电网建设的迅猛发展，设计施工中一些新的问题等待解决。

本文对于农村架空线的路径选择、变压器选择、电杆选择、导线等的选择进行了介绍，从输电线路设计角度在方便施工、降低造价、利于运行等方面提出了一些经验与看法，可供同行参考。

关键词：输电线路；路径；变压器；电杆；导线；防雷
一、前言：
随着人口的增长和社会的发展，促使用电负荷快速的增长．这使得高压输电线路工程建设项目越来越多、规模越来越大、工程的涉及面越来越广。

各地电网建设飞速发展，年建没线路日趋增多，而电网建设所面临的困难和知道考虑的因素也日趋复杂多变，这也增大了建设项目的工程开支、组织协调等支出，导致电网改造任务多与工程预算不足之间的矛盾。

因此，在电网建设中，充分考虑各个方面的问题．优化设计、合理施工，最大限度降低工程成本，并做到保质保量，对于设计者来说，是必须的，也是面临的直接挑战。

于是本文从输电线路工程设计的有关问题进行探讨。

二、输电线路工程设计选择
1、路径选择
路径选择和勘测是整个线路设计中的关键，方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。

为了做到既
合理的缩短路径长度、降低线路投资又保证线路安全可靠、运行方便，一条线路有时需要徒步往返3～5趟才能确定出最佳方案，所以线路勘测工作是对设计人员业务水平、和责任心的综合考验。

在工程选线阶段，设计人员要根据每项工程的实际情况．对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施进行充分搜资和调研．进行多路径方案比选，尽可能选择长度短、转角少、交叉跨越少，地形条件较好的方案。

综合考虑清赔费用和民事工作，尽可能避开树木、房屋和经济作物种植区。

2、配电变压器的选择
配电变压器是一个输电网络的核心．就如同人的心脏一样非常重要。

变压器容量和型号选择得过大，会形成“大马拉小车”的现象；选择得小又会使其长期过载运行或负荷稍微增大而烧毁变压器。

所以，配电变压器的选择必须根据平时负荷和最大负荷合理进行。

必须注意的是，最后确定变压器容量时，还要综合考虑其它一些因素，比如环境温度变化对变压器的影响。

同样，变压器台数的合理选择和技术经济比较等等都是影响变压器容量选择的考虑因素。

3、杆塔的选择
由于各地方有着不同的地形条件．而地形条件的不同又影响着杆塔型号的不同，所以，在选择杆塔时要根据现场具体情况，因地制宜的进行勘测选择。

主要考虑导线架设后对地和对建筑物的安全距离是否足够．横担对相邻建筑物或其它设施的安全距离是否合
格。

当架设双层线路时，还要考虑上下两层导线问的距离及下层导线对地的安全距离是否符合标准，一般上下两层线路的横担间距直线杆不小于0．6 m，转角、分支杆不小于0．3 m，同层导线弧垂应一致。

当高低压同杆架设时，横担间的垂直距离直线杆不应小于1．2 m；分支和转角杆不应小于1.2 m．如遇跨越其它弱电线路及房屋、树木和草垛时．还要考虑导线对其安全距离。

要尽量加高杆塔或采取穿绝缘护套管等措施。

平常确定电杆高度可用以下公式来确定：
l = l/6 + s + fm + h
式中l ——电杆高度(m)；
s ——导线对地安全距离(m)；
fm ——对应于选择一档距导线最大弧垂(m)；
h ——横担至杆顶距离，一般取0．15 m；
l/6 ——电杆埋深(m)。

4、导线的选择
在选择导线时．首先应掌握该网络下用电负荷的发展情况，主要考虑过去5～1o年负荷的增减和现有负荷情况，结合当地经济发展规划．正确预测和估算未来负荷发展空间。

与此同时，还要考虑电压损失、环境温度、导线发热和未知机械损伤等因素，综合各种情况之后来合理、经济的选择导线截面。

一般可用下列方法进行导线的计算选择方法1：按照允许电压损失条件选择导线截面s的简化公式进行计算
s = p×l／c×du
式中p ——线路输送的有功功率(kw)；
l ——线路长度，单位(m)；
du ——电压损失值，一般取5％～1o％：
c ——电压损失系数，对于三相四线制铝导线线路取46，单相铝导线线路取7.7。

例如：某台区环境温度为25 ℃，低压网络中根据估算最大有功功率为25 kw，0．38 kv线路长870 m，计算需要多大的钢芯铝绞线?
解：已知p = 25 kw ，l= 870 m．求s=?
根据公式可得
s = 25×87o / 46×8％
= 37．83
考虑环境温度不变和负荷不恒定的情况和导线容许电流的条件等因素，我们可以在该0.38 kv线路中选用lgj一35／6型导线。

方法2：按经济电流密度选择导线截面
线路输送容量，按5～1o年内发展考虑。

架空线路截面一般按经济电流密度选择(1o kv 及以下按末端压降选择，1o kv允许5％，低压允许4％)
s =i／j(mm2)
式中i：p，x／3×v×cos∮(a)
j一一经济电流密度(a／mm2 )见下表
我国经济电流密度(a／mm2)
铝及钢芯铝线，最大负荷利用在5o0—15o0小时取2，0。

最大负荷利用在15o0—3o00小时取1.65。

最大负荷利用在3o00—5o00小时取1．15。

最大负荷利用在5o00小时以上取0.9。

5、导线截面的优化选择
架空电力线路导线截面的大小，关系着运行中的安全性、经济性和供电电能质量等。

是建设设计中一项最重要的内容。

通常，水电站输电导线截面是根据经济电流密度来选择，然后按不同情况对发热条件、机械强度进行校验，最后确定导线截面积及相应的导线型号。

但是．有时按照经济电流密度并经校验后选择出的导线截面，其有功功率损耗可能无法满足线路保证输出功率及经济合理性的
要求。

因此，需要根据实际设计环境，结合一些其他指标．如线损率等，来优化选择导线截面。

另外，在对导线方案经济比较时．应采用全面考核各产品或各技术方案的经济性．以避免占小便宜吃大亏，比如采用全寿命周期工程造价管理模式。

需要指出的是，导线选择依据gb1179—1983《铝绞线及钢芯铝绞线》已经不适用，应参考新标准gb，i11197—1999{圆线同心绞架空导线》。

6、防雷击反事故措施
近几年来。

由于环境条件的不断劣化．雷击引起的输电线路掉闸故障也日益增多，不仅影响设备的正常运行，而且极大地影响了日常的生产、生活。

为了减少输电线路的雷击故障，采取了各种综
合防雷措施．如降低杆塔接地电阻、提高线路绝缘水平、采用负角保护、架设耦合地线等．取得了一定的效果。

但对于分布在高土壤电阻率的部分线路，降低杆塔接地电阻难度较大，对于防治绕击雷对线路造成的故障仍没有好的对策
较有效的方法是采用避雷器，那么对避雷器的选型及安装维护也就相当重要。

目前。

国外已广泛使用线路型合成绝缘氧化锌避雷器用于输电线路的防雷，取得了很好的效果。

国内部分电力公司使用线路避雷器，在35kv、110kv线路上运行，经过2个雷雨季节的考验也取得了明显的效果
线路避雷器安装时应注意：选择多雷区且易遭雷击的输电线路杆塔．最好在两侧相临杆塔上同时安装；垂直排列的线路可只装上下2相：安装时尽量不使避雷器受力，并注意保持足够的安全距离；避雷器应顺杆塔单独敷设接地线，其截面不小于25mm2，尽量减小接地电阻的影响。

投运后进行必要的维护：结合停电定期测量绝缘电阻，历年结果不应明显变化；检查并记录计数器的动作情况；对其紧固件进行拧紧，防止松动。

三、结束语
总之，输电建设工程都有各自特点。

一味生搬硬套是无法保证设计质量与满足电网发展需要的。

因此，在农网输电线路设计中，必须理论联系实际，因地制宜，合理、认真、细致地进行设计，并协调好设计、施工、建设、监理等各个部门，在路径选择、环境保护等方面合作互助，相互督促。

只有这样才能最大限度降低输电建
设工程成本和减轻对环境影响，达到经济与社会效益的双赢。

注：文章内的图表及公式请以pdf格式查看。