电力系统配电线路设计要点解析

付木佳

摘要：随着我国城市现代化建设的推进，电力系统配电线路建设项目逐渐增多，而经济和社会的发展对国内配电线路运行水平提出了更高的要求，这就要求设计人员在项目开发建设初期就加强配电线路设计的质量控制，以期提高后期配电线路运行的稳定性、安全性和可靠性。本研究主要介绍了电力系统配电线路的基本过程，同时系统地阐述了配电线路设计要点，以期为相关工作者提供一定参考借鉴。

关键词：电力系统;配电线路;设计

1、电力系统配电线路设计基本过程

电力系统配电线路设计基本过程如下：第一，结合电力系统配电线路建设项目要求，确认配电线路起始点、终点以及各段线路电压等级。第二，通过现场勘查和互联网调查等多种手段全面、真实了解配电线路周边地理环境，并初步拟定配电线路建设路径。经过多方确认和调查比对，确认线路路径。第三，结合现场勘查数据和供配电要求确定杆塔、避雷器类型及其有关设计参数。第四，整理上述工作内容，结合配电线路设计罗列出项目建设所需材料清单，编制工程预算。第五，从技术性和经济两方面综合比对多种配电线路设计方案，选出最优方案并整理完善。

2、电力系统配电线路设计要点解析

2.1合理选择配电变压器

配电变压器是电力系统输送电线路的关键节点，承担着转换电压和输送电能重要责任。合理选择配电变压器不仅可以保证电力系统安全、稳定、可靠运行，还能有效降低输送电线路的电力损耗，提高整个电力系统运行的经济效益。例如在海拔较高的地区选择配电变压器时应选择通过冲击试验和外部绝缘频率试验的配电器[1]。在城市居民区或是郊外工业区应选择带有降噪手段的配电变压器，以免其影响居民日常生活或使工业生产。在温度较高的地区宜选择湿热带型配电变压器，而在温度长时间低于配电变压器最小承受温度的地区，宜选择易于保温处理的配电变压器，控制其破冰厚度在设计要求范围内，以免寒冷天气造成电力系统故障。

2.2适地安装变压器

配电变压器安装位置和场所被称为配电所，适地安装配电变压器一方面可以节约输送电線路建设成本，另一方面也能满足电力系统电能损耗、后期维修和整体美观度的要求。通常情况下，配电变压器安装位置选择应遵循以下几点要求：第一，保证输送电线路进出线方便，且不能跨越建筑物和游泳池等地。第二，尽量远离易燃、易爆等危险区域，且与建筑物保持一定的安全距离。第三，尽量不要在地势低洼和污秽严重的地带装设配电线路。第四，坚持“短半径、密布点和小容量”原则选择安装位置[2]。第五，充分考虑到输送电线路后期工程建设和维修的便利。

2.3确定导线横截面积与材质

作为输送电线路的主要媒介，一般情况下，导线选择的技术标准如下：第一，导电性能优、第二，重量轻。第三，价格合理。第四，有足够的抗拉强度。第五，稳定性能好。而导线的横截面积与材质直接决定电力系统电能输送的安全性、稳定性以及杆塔的受力情况，为此，电力系统设计配电线路选择时应重视导线横截面积。通常情况下，工作人员需要结合输送电线路预先设定的电压等级和经济电流密度，亦或是线路电能最大输送容量以及不同类型、规格导线的电气性能、机械性能等确定导线横截面积[3]。在材质选择时，结合不同工作环境下的导线输送电性能确定导线材质，包括不同温度下导线最大载流量、导线正常运行允许最高、低温度和导线承载力（结合杆塔）。例如，工作在室内环境中10kV配电线路可以选择VV型聚氯乙烯电缆，工作在室外环境下的10kV配电线路可以选择YJV型交联聚乙烯电缆。

2.4科学设计线路路径

电力系统输电线路有两种，一种是架空线路，另一种是电缆，前者路径选择相对自由，对地区地形地貌和社会条件的要求较少，但需同步考虑杆塔的布置，并且尽量与建筑物保持一定的安全距离，尽量沿着公路布设，避免横穿建设用地。而后者路径选择的重点是考虑路径中是否存河沟等不利于电缆铺设或运行安全的地区。目前科学设计线路路径的方法有两种，分别是图上选线和野外选线。图上选线是结合输配电要求和周边实际环境以一比五千或一比一万的比例将输电线路相关资料呈现在作图软件上，而后充分考虑到建设成本、难易程度和和材料、设备等多方面因素，确定三五个经济性、技术性较好的方案，再经过实际勘察后确定。野外选线同样是结合多方资料选取合适路径，但由于环境的特殊性，前期需要借助GIS技术、三维激光扫描技术等进行野外测绘，同时考虑到杆塔施工、线路转角的合理性，对每一施工关键节点进行反复确定，确保实际施工顺利进行。

2.5杆塔设计

杆塔是架空输电线路的主要支撑结构，依据材质可分为钢结构杆塔、钢筋混凝土杆塔、铝合金杆塔和木结构杆塔。依据结构形式可分为拉线塔和自立塔两种。依据使用功能可分为换位塔、承力塔、直线塔和大跨越高塔。杆塔设计应综合考虑线路路径、线路拉力、压力、弧垂应力和电压等级等因素，遵循“结构简单、施工便利、受力均衡、外形美观”的原则进行规划设计，优先选择经济性、技术性较高方案。例如杆塔设计时应按照耐压强度理论计算杆塔拉断力，确保其拉断力符合国家标准。在平原和丘陵等非农田、非繁华地段设计杆塔时，优先选择钢筋混凝土杆塔和拉线杆塔，以增加施工便利性和降低施工成本。在地形地貌复杂的山区设计杆塔时，可以对应地势高低采用全方位长短腿结构形式。另外，杆塔设计时还要充分考虑杆塔底部地质和水文条件，避免杆塔长期受土壤腐蚀和雨水冲刷，影响杆塔的承载性能和导雷性能。

2.6防雷设计

配电线路防雷设计使保证线路正常运行的重要保障，尤其对于高压输送电线路而言，线路架设在杆塔上，距离地面较高，遇见雷雨天气很容易遭受雷击，进而造成线路短路。为此，在电力系统配电线路设计中应从以下几方面加强防雷设计：第一，输电线路的选择尽量远离山谷和斜坡的“易击区”。第二，提高杆塔绝缘性能，杆塔由于高的原因是遭受雷击的主要部位，为此在杆塔设计时应充分考虑到杆塔绝缘性能，在其顶部加入绝缘子串，保证其具有足够的电气绝缘强度和机电破坏强度。第三，降低杆塔电阻。如果杆塔电阻较小，雷击电流会顺着杆塔流入大地，而当杆塔电阻较大时，雷击电流会造成线路反击，加重雷击影响，破坏杆塔。为此，在杆塔设计时，应充分考虑到电阻因素，在其与地面连接处添加降阻剂，亦或是增加地网辐射线，降低杆塔周围地面的电阻率。第四，合理架设避雷线。消除雷击危害、避免反击闪络、保护送电线路。第五，安装避雷器，通过并联放电间隙或非线性电阻的作用将杆塔上方出现的雷击降低到无危害的水平，达到防雷的目的。选择避雷器时应注意，在多雨、多雷地区选择带金属氧化物避雷器的复合绝缘子的避雷器。

结论

加强电力系统配电线路设计是提高电力企业供电服务质量的重要途径。本研究从配电变压器选择、变压器安装、导线横截面积与材质确定、线路路径设计、杆塔设计、防雷、防震设计等几方面详细地探讨了配电线路设计要点，有利于电力设计人员进一步改善配电线路设计质量，为用户提供更优质的电力服务。

参考文献：

[1] 董文莹， 王福超， 石磊. 电力系统配电线路设计要点[J]. 花炮科技与市场， 2018， 97（04）：60.

[2] 汪剑， 冯一， 代勇，等. Type3国际紧急医学救援队（EMT）配电系统设计要点分析——以EMT（四川）为例[J]. 中国急救复苏与灾害医学杂志， 2019（6）：501-504.

[3] 马丽， 江洋， 江俊. 10kV配电线路设计技术要点探究[J]. 电力系统装备， 2018（12）：69-70.

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