简析架空输电线路的设计要点及其优化策略

丁冰洋

摘 要：架空输电线路是电力系统的重要组成部分，其承担着由电源系统向电能消费系统进行电能传输、转换、调节和分配的重任，因此必须对其设计要点及优化策略进行着重分析。本文简述了架空输电线路设计的重要性，对架空输电线路的设计要点、设计注意事项及其优化策略进行了论述分析。

关键词：架空输电线路设计；重要性；设计要点；设计注意事项；优化策略

一、架空输电线路设计的重要性

架空输电线路设计是一项综合性很强的工作，线路设计正确与否，不仅决定着线路工程建设本身的技术、经济合理性，也对电力系统运行的安全性、可靠性起着关键的作用。架空输电线路设计所涉及的专业知识面广，因此从事该项设计的人员不仅要掌握本专业的技术知识，而且还要了解相关专业的知识，熟悉国家有关规程规范及相关部门的特殊要求。此外随着计算机网络技术、传感技术的不断进步，设计人员更要不断优化对架空输电线路的设计，从而提高电网的可靠性，保障电网安全稳定的运行。

二、架空输电线路的设计要点

1、输电线路路径的设计要点分析。线路路径设计是架空输电线路设计中的基本内容，会直接影响线路的整体质量。设计人员在设计输电线路时，应尽量节省工程造价，并确保线路运行的可靠性和稳定性。在架空输电线路设计中，线路路径设计分为图上选线和现场选线两个步骤。在图上选线时，设计人员需先收集施工地质、气象、通信、水文、林业和交通等方面的资料，并在此基础上根据以往的经验在图纸上标出线路的起点、终点和必经点，并选择最合理的设计方案；在现场选线时，设计人员要提前徒步考察规划线路，需要投入较多的时间和人力，现场选线时要以少占、不占林地、农田等为原则，为了方便维修和施工，应选择交通方便的路径。

2、输电线路杆塔的设计要点分析。杆塔是架空输电线路的重要组成部分，其合理与否，直接决定着导线与地面、交叉跨越物之间的距离是否符合规程要求。目前常用的杆塔有钢筋混凝土电杆、铁塔和钢管杆三种。在线路总投资中，杆塔部分约占40%，因此设计时应尽量使所选杆塔结构简单、机械强度高、便于施工安装和维护。

3、避雷线的设计要点分析。避雷线架设在导线上方，其主要功能是防止导线遭受雷击。架空线路是否架设避雷线应根据线路电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地已有线路的运行经验、地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等因素来决定。避雷线要求机械强度高，耐振、耐腐蚀，并具有良好的导电性和足够的热稳定性。

4、输电线路导线的设计要点分析。架空输电线路的主体是导线，其担负着传输电能的作用。导线架设在杆塔上，在阳光、风、雨、冰雪、雷电和大气温度变化等自然条件和重力作用下运行，同时还会受到周围大气环境所含化学物质的侵蚀。因此，架空输电线路的导线应满足如下要求：（1）具有良好的导电性能；（2）必须具有足够高的机械强度，要能承受机械力的作用；（3）架空导线在大气环境中运行，应能承受大气环境中有侵蚀性物质的作用，具有一定的抗氧化、抗腐蚀能力；（4）价格低廉、质量较轻。

5、输电线路绝缘子的设计要点分析。架空线路的绝缘子是用来支持导线并使之与杆塔间绝缘的，它由绝缘部件与金属部件胶装在一起而构成。绝缘材料有电瓷、钢化玻璃、塑料、环氧树脂及合成材料等，目前使用最广泛的是电瓷。绝缘子应具有足够的绝缘强度和机械强度，同时对化学杂质的侵蚀具有足够的抵抗能力，并适应周围大气条件的变化，如温度、湿度变化的影响。

三、架空输电线路的设计注意事项

架空输电线路设计应注意以下事项：（1）架空输电线路设计应注意线路相位的对应。尤其是T接線路，一定要调查清楚原线路起止端的相位情况及线路中是否有相位改变的情况；另外是不同的用电系统相连接时一定要注意相位的变化。（2）线路导线排列方式改变的地方，如水平变垂直排列，三角变垂直排列等，必须要校验线间距离是否满足绝缘配合的要求。一旦发生电气距离不够的问题，解决起来将十分困难。（3）加强初步设计的野外踏勘工作。设计人员一定要亲临现场， 对输电线路沿线地质、地貌、水文等情况详细勘测，即看即记，不能过后补记。（4）“T”接的输电线路，需设计出该“T”接点采用的杆型，并应具体说明连接布置方法。（5）严格执行先勘察、后设计、再施工的原则，严禁违反基建程序，边勘察、边设计、边施工的“三边”工程。

四、架空输电线路的优化策略

1、输电线路路径的优化。在架空输电线路的工程建设中，线路路径选择是重要环节之一，它与整个电网的安全、可靠和稳定有着直接的联系。对于地形复杂的地区来说，线路两端的变电站廊道会变得十分紧张，另外选择的路径要尽量避开厂矿企业、规划区以及地质较差的地带。因此，在路径选择上要充分考虑与公路、铁路以及电力线等的交叉跨越点；尽量减小线路路径，选择交通运输条件好，便于施工运行的路径；制定好线路路径后要上报给有关部门审核；施工过程中要注意测量的准确，与实际的地理情况相结合，减少曲折路径。设计人员应该对地形图进行认真仔细的分析，切实保证方案的可行。

2、输电线路的智能化设计。当下，智能电网的概念逐渐普及，它集先进的网络技术、传感技术以及计算机技术于一身，实现了电网运行的安全、可靠、高效、经济等。智能电网的主要优点在于：具有较强的自愈能力，运行经济、可靠性高等。进行输电线路的智能化设计是建设智能电网的重要环节。在实施远距离大容量输电过程中，需要不断增强输电线路防范故障以及抵御灾害的能力；为此，建设相应的线路防灾保障信息共享技术平台十分必要，该技术平台能够监测到具有较大破坏力的自然灾害信息并进行相应的分析和预报，提高输电线路的综合防灾能力。经过电力工作人员多年的不懈努力，当下已经发明出一种新型的高级输电线路安全运行监测系统。在该系统中，集成有全天候监测传输导线、绝缘子以及覆冰情况的相关机制；通过远程视频监测装置还能够实现远程控制。同时，先进的传感器亦被应用于该系统中，如：红外、光纤、电流以及湿度等传感器，大大提高了线路监测水平。

3、远程无线通信方式。在架空输电线路运行过程中，所采用的传感器能够获取相应的监测信号，这些信号通过无线通信网络实现远程传输，被输送至监控中心；另外，监测系统也实现了远程设备的无人化巡视。这样，运行人员能够完全控制电力专网，对输电线路的运行状况进行随时掌握。当下使用较多的远程无线通信方式是分组无线业务方式，它与因特网相连，共同构成了中心计算机到多个用户点的组网方式。GPRS技术也被运用其中，它能够实现对资源的高效利用，具有较快的传输速度、网络覆盖面积广等优点，在输电线路的故障定位监测中较为实用。

结束语

综上所述，架空输电线路工程涉及电气、力学、机械等许多学科领域的知识，工程建设中还会牵涉到许多行业和部门。架空输电线路设计及其优化策略对电网的正常运行和电力行业的发展具有重要意义。

参考文献：

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[2]伍丰力.浅析输电线路设计中路径与杆塔型选择[J]，新疆有色金属，2010

[3]秦海峰.城市紧凑型架空输电线路设计的分析与研究[J].科技资讯，2014