車長(zhǎng)友國(guó)網(wǎng)牡丹江供電公司牡丹江電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所

淺談高壓架空輸電線路設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

車長(zhǎng)友國(guó)網(wǎng)牡丹江供電公司牡丹江電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所

輸電線路作為電力系統(tǒng)的骨架，用戶獲得使用的電能就是輸電線路負(fù)責(zé)從中傳輸?shù)?。改革開(kāi)放以后，特別是進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)電力事業(yè)得到了空前的進(jìn)步，但是隨著輸電線路的廣泛鋪設(shè)，面臨極端惡劣天氣條件的情況也越來(lái)越多，因此，高壓架空輸電線路在設(shè)計(jì)中已經(jīng)更多的考慮到了智能化設(shè)計(jì)以及輸電線路路徑的選擇。

高壓架空輸電線路；設(shè)計(jì)；需求；優(yōu)化；監(jiān)測(cè)

前言：

隨著經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電能的需求日益增加，所使用的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)也日益復(fù)雜、使用的電壓等級(jí)也逐漸提高、使用的電網(wǎng)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，因此，現(xiàn)階段優(yōu)化高壓架空輸電線路迫在眉睫，如何提升設(shè)計(jì)質(zhì)量是急需解決的問(wèn)題。由于城市的規(guī)模日益擴(kuò)大，建筑的平均高度也逐漸升高，高壓變電站距離市區(qū)越來(lái)越近，為了改善高壓架空輸電線路對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，輸電線路設(shè)計(jì)的優(yōu)化勢(shì)在必行。

一、輸電線路的設(shè)計(jì)需求

現(xiàn)階段最常用的兩種輸電線路就是電纜線路以及架空線路，而其中最常見(jiàn)的便是架空輸電線路。由于架空輸電線路的特殊安裝方式，只需要將絕緣的裸導(dǎo)線，安裝懸架在桿塔上，所以架空輸電線路只需要幾個(gè)重要組成部分，分別是輸電線路絕緣子、輸電線路導(dǎo)線以及輸電線路桿塔。

1輸電線路絕緣子的設(shè)計(jì)需求

絕緣子作為一種高壓架空輸電線路的重要構(gòu)件，它的主要作用就是在工作狀態(tài)下可以支撐導(dǎo)線，并且將輸電線路導(dǎo)線與大地隔離開(kāi)。由于高壓架空輸電線路的電壓較高，所以其對(duì)于絕緣的要求也很高，因此，必須要在絕緣材料上面加以控制。當(dāng)前在高壓架空輸電線路中使用最常見(jiàn)的絕緣子有三種，分別是有機(jī)復(fù)合材料絕緣子、玻璃絕緣子以及懸式盤(pán)型絕緣子等。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要注意絕緣子的抗劣化、抗腐蝕、電氣強(qiáng)度以及機(jī)械荷載等性能能夠滿足要求。

2輸電線路導(dǎo)線

作為高壓架空輸電線路的最重要組成部分，輸電線路導(dǎo)線的制造要求較高，首先必須是導(dǎo)電性能良好的金屬，還要根據(jù)實(shí)際工程輸送容量來(lái)確定導(dǎo)線的截面，減少電暈放電的現(xiàn)象，與此同時(shí)，導(dǎo)線還要保證較大的曲率半徑。現(xiàn)階段，普遍采用分裂導(dǎo)線的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大輸送容量的目的，并且為了減少高壓架空輸電線路輸電過(guò)程中受到雷擊以及感應(yīng)過(guò)電壓帶來(lái)的損害，宜在電路導(dǎo)線的上方合理安裝避雷線，可以采用增大地線架保護(hù)角、安裝兩根避雷線的方式來(lái)保護(hù)一些重要的部位。在設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)線路沿線的各種自然條件以及氣候環(huán)境進(jìn)行充分的調(diào)研，減少對(duì)線路的損害。

3輸電線路桿塔

作為支撐導(dǎo)線的基礎(chǔ)，輸電線路桿塔起到了重要的作用。常見(jiàn)的桿塔按照材質(zhì)區(qū)分，主要有鐵塔以及鋼筋混凝土桿塔兩種，按照需求的不同又可以分為雙柱塔、分體塔、特高壓酒杯塔、大跨越塔、輕重冰區(qū)分界塔、分支塔、換位塔、終端塔、轉(zhuǎn)角塔以及直線塔等。在輸電線路桿塔的設(shè)計(jì)過(guò)程中尤為需要注意的就是基礎(chǔ)和構(gòu)件底板承載力計(jì)算、基礎(chǔ)下壓和地基計(jì)算以及基礎(chǔ)上拔穩(wěn)定計(jì)算等。

二、主要輸電線路的優(yōu)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，智能電網(wǎng)的概念已經(jīng)得到廣泛傳播。相對(duì)于現(xiàn)階段的電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，智能電網(wǎng)由于使用了更加先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，所以它更加安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效。輸電線路的智能化設(shè)計(jì)，需要在線路防災(zāi)保障信息共享技術(shù)平臺(tái)方面加大投入，通過(guò)公司員工多年來(lái)的工作總結(jié)，現(xiàn)階段，線路安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)逐步完善。該系統(tǒng)可以全天候的對(duì)高壓架空輸電線路進(jìn)行檢測(cè)，甚至還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

1絕緣子的閃污監(jiān)測(cè)

作為高壓架空線路的重要組成部分，絕緣子在線路中承擔(dān)著非常重要的角色，保證了導(dǎo)線與桿塔和橫擔(dān)之間絕緣的可靠性。但是再實(shí)際的使用過(guò)程中，由于絕緣子受到較多的外來(lái)影響，例如：風(fēng)吹日曬以及來(lái)自導(dǎo)線的縱向荷載以及水平拉力等，因?yàn)樯鲜銮闆r的發(fā)生，所以絕緣子必須具備較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度以及良好的電氣性能。絕緣子的污閃現(xiàn)象會(huì)造成大面積的停電，降低電網(wǎng)的可靠性。當(dāng)下，在絕緣子污閃事故的預(yù)防中，較為先進(jìn)的方法是絕緣子污穢程度在線檢測(cè)；這種方法通過(guò)檢測(cè)絕緣子污穢的相關(guān)信息，對(duì)發(fā)生污閃事故的概率進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估，及時(shí)預(yù)防污閃事故的發(fā)生。在該系統(tǒng)中，檢測(cè)出絕緣子的污穢程度是一大重點(diǎn)。在國(guó)際上，常用的方法是最大泄漏電流法。

2輸電線路的運(yùn)行監(jiān)測(cè)

近年來(lái)，隨著大型電力設(shè)備廠商對(duì)新型傳感器的研究和開(kāi)發(fā)，各類先進(jìn)的傳感器被應(yīng)用于架空輸電線路上。將傳感探頭設(shè)置于輸電線路的探測(cè)熱點(diǎn)上，獲得相應(yīng)的監(jiān)測(cè)信號(hào)。在在線監(jiān)測(cè)中，傳感器的特性是非常重要的，它實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電線路狀態(tài)以及實(shí)時(shí)環(huán)境的全方位監(jiān)測(cè)。進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的重要設(shè)備是：紅外傳感器，它實(shí)現(xiàn)了對(duì)導(dǎo)線溫度的監(jiān)測(cè)；電流互感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的監(jiān)測(cè)；對(duì)環(huán)境變化實(shí)施監(jiān)測(cè)的傳感器；對(duì)絕緣子污閃進(jìn)行檢測(cè)的傳感器；對(duì)覆冰拉力進(jìn)行監(jiān)測(cè)的傳感器等等。

3輸電線路的覆冰監(jiān)測(cè)

我國(guó)幅員遼闊，輸電線路所處的地理位置復(fù)雜多變，覆冰現(xiàn)象也較為嚴(yán)重。導(dǎo)線覆冰后會(huì)導(dǎo)致舞動(dòng)振幅的增大，造成相間閃絡(luò)、跳閘停電以及導(dǎo)線折斷等事故。對(duì)輸電線路的覆冰情況有充分的了解，及時(shí)控制不良狀況有利于阻止導(dǎo)線受到進(jìn)一步的破壞。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也進(jìn)行了深入研究，建立了相應(yīng)的觀冰站、氣象站等，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，各相關(guān)技術(shù)也有了較大的進(jìn)步。其中，輸電線路覆冰的在線監(jiān)測(cè)是較為先進(jìn)的方法之一。相應(yīng)的系統(tǒng)能夠?qū)?dǎo)線現(xiàn)場(chǎng)覆冰的相關(guān)信息進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的記錄，為防冰改造提供信息參考。

三、結(jié)論

總而言之，作為電力系統(tǒng)中重要組成部分的高壓架空輸電線路必須在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)予以足夠的重視，才能夠保證其能夠正常輸送和分配電能。因此，本文筆者通過(guò)對(duì)高壓架空輸電線路設(shè)計(jì)工作的論述，希望能夠推動(dòng)先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的使用，在我國(guó)高壓架空輸電線路的設(shè)計(jì)工作能夠更快的向前發(fā)展，旨在推動(dòng)我國(guó)的電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

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