架空输电线路设计

架空输电线路设计

作者：阮源源

来源：《硅谷》2011年第10期

摘要：近年来，随着国家电网建设的不断快速发展，线路不断增多，走廊越来越紧张，特别是由于规划部门对土地审批越来越严格，线路通道在很多地区已经成为影响电网建设的主要因素，因此有必要对提高线路走廊的输电能力进行探析。介绍同塔多回架空输电线路的设计特点及应用特点。采用同塔多回架空设计方式的输电线路，设计一套多回同塔架空设计的杆塔系列是非常有必要的，这具有很好的发展前景和经济效益。

关键词：架空；输电线路；设计

中图分类号：TM726.3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0520070－01

随着城市经济的加速发展，电力高压线路走廊越来越有限和珍贵，可供输电线路走廊的用地日趋紧张，因很多农村地区转变成了商业区和工业区，有些城市空闲地段也建成了住宅区，这样就导致了架空输电线路走廊的资源很大程度上减少了。为了使电网企业的建设速度跟得上城市发展的脚步，我们必须采取必要措施，如尽量提高输电线路单位走廊的输电容量及土地使用率，设计建设一套同塔多回架设的杆塔系列等。设计同塔多回路是提高单位线路走廊的输送能力的一种十分有效的手段。在线路通道紧张时，不同电压等级或者不同送电方向局部必须采用同一通道，这种情况下就要利用同塔多回路来输电。在目前现代化建设中，高压输电线路的建设和地方土地使用规划的矛盾已经非常突出，特别是在人口稠密的城区范围和经济发达地区，线路走廊常常制约着电网的建设和规划。深入研究如何提高单位线路走廊的输电能力，既可以节约社会资源，又能充分使用线路走廊通道，还可以减少对输电线路走廊的投资。

1 同塔多回架空输电线路的发展现状及趋势

目前，在国外同塔多回线路的应用已经十分普遍，像日本或者欧洲部分发达国家，对同塔多回线路的利用已经比较成熟。这些地区的土地资源非常稀缺，所以它们对线路走廊的投资占工程总投资的比例很大，同塔多回线路的应用已经十分普及。在国内随着我国城市化进程的速度加快，输电线路跨越民房、占用土地等情况与居民工作生活、城市规划建设之间的矛盾也逐渐显露。20世纪八十年代，华东地区的南杨和石黄等500kV输电线路工程，以及20世纪九十年代广东沙增等500kV输电线路工程就采用了同塔双回线路的设计方案。江苏和浙江等地的多条500kV输电线路工程也采用了同塔双回线路的设计方案，甚至某些新建线路都要在已有线路上进行改造。为了满足大输送量的需求，已经开始设计建设华东同塔四回500kV输电线路。由此可见，我国的电网建设正在向着同塔多回输电技术发展和进步。

2 现有输电线路存在的问题

20世纪九十年代中期以来，由于经济高速发展的广东和华东地区对电力的需求持续增长，而我国沿海地区土地资源非常稀缺，所以只建单回输电线路已经不可能满足电力需求。因此，同塔多回输电技术的应用，既能增加线路单位面积的输送容量，增加电力输送总量，又能降低综合造价。这样满足了对线路走廊的需求，所以它具有很好的经济效益和社会效益。同塔多回输电技术非常适用于人口稠密、线路走廊拥挤或土地使用紧张的地区。

同塔多回线路由于采用同塔并架的方式，一旦发生事故，对电力系统影响十分巨大，为了应对这种情况，我们必须严格考虑工程设计的可靠性，提高设计标准。我国目前使用的设计标准是相对完善和成熟的，它是人们经过长时间的实际操作，在积累了丰富的经验之后，设计和拟定的，同时它也包含了一些管理、设计和施工的薄弱环节，可以参考这些运行经验，让同塔多回线路的设计更科学，更合理。

3 同塔多回架空输电线路设计

3.1 设计原则

3.1.1 气象条件选择

根据现行的规程规定，对气象条件按照线路级别不同而取不同的重现期，一般500kV的重现期为30年，330kV及以下线路为15年。我们必须根据回路中的最高电压的等级来确定其重现期，取值是否要提高，应根据多回线路在系统中的地位高低来决定。

3.1.2 导\地线和金具安全系数

输电线路导\地线的安全系数不仅对线路的运行安全产生影响，而且和耐张杆塔荷载的大小有着密切关系，所以我们应该结合同塔多回线路工程中实际杆塔的使用情况，综合比较，导\地线的安全系数需达到的要求是：选取的安全系数，既可以满足线路的安全运行，又可以最大限量地减少工程投资。

3.1.3 绝缘配置

我们要考虑到输电线路杆塔和档距中所有可能的放电途径，保证线路可以在雷电过电压、工频电压、操作过电压等各种情况下安全运行。同塔多回线路导线距离除了应该满足相关规程以外，根据导线布置形式的不同，还应该适当增加回路导线间的水平距离。

3.1.4 对地距离

单\双回220kV及以下输电线路导线的对地距离的确定主要考虑绝缘方面，500kV输电线路导线的对地距离除了应该考虑到绝缘方面之外，还要考虑到线路的静电场对人的影响。所以要以上述要求为基本条件，对同塔多回线路各种形式下的地面场强进行研究，从而确定同塔多回线路的对地距离。

3.1.5 耐雷水平

我们设计同塔多回线路的耐雷水平应该考虑到的主要情况有以下几种：减小地线保护角，降低绕击率；塔头布置时应尽可能减少横担层数，降低塔高，减少雷击次数；采用平衡高绝缘，降低线路总跳闸次数；采取悬挂耦合地线或增加地线根数、降低接地电阻等综合防雷措施。

3.2 同塔四回垂直排列输电线路设计

3.2.1 设计特点

同塔四回线路的支接有两种方式：一种方式是对杆塔上下回路支接和水平排列的方式类似，也必须把四回路首先分解成两个双回路，然后再分支T接，最后合并成四回路；另一种方式是对杆塔左右两侧回路进行支接，直接由四回路塔连到双回路塔上，操作极其简便。同塔四回垂直排列输电线路的主要技术参数，如表1所示。

3.2.2 应用特点

垂直排列同塔四回线路的特点是：塔身两侧有两个回路，但这两个回路采用垂直排列的方式；四回输电线路采用这种排列方式，能够很大程度的弥补采用水平排列的方式的输电线路的不足；对线路进行检修时，可以单独检修某一回路，而其他的所有回路无需停电；这种垂直排列的线路需要的走廊宽度并不比一条双回输电线路需要的走廊宽度更宽，大约为30m，这与两条平行双回输电线路需要的走廊宽度相比，能够节约的土地资源多于40%。

3.3 同塔多回输电线路输电的推广

同塔多回输电与单回输电相比，它的技术已经日趋成熟，技术障碍几乎可以克服，但它的技术难度比单回输电要大。目前国内外都已经有很多应用成功的例子，我国的专家和施工人员在设计和建设方面也积累了丰富的经验，另外新设备和新科研成果的出现也为同塔多回技术的发展和应用创造了有利条件。在推广同塔多回输电技术的过程中，我们应该根据具体规划和实际工程，紧密结合国内外同塔多回输电技术的实际经验，详细制定技术章程。首先对该技术进行经济分析，在此基础上结合紧凑型输电、特高压输电、耐热导线和大截面导线技术的综合运用，实现提高输电的社会效益和经济效益的目标。