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【摘 要】电力系统设计中,输电线路设计是一项至关重要的工作,它的设计质量直接影响并决定着整个电力系统的运行安全.因此在电力建设以及电力系统设计工作中,务必要做好输电线路设计,保障电力系统运行安全.本文现结合当前国内输电线路设计所存在的问题,对电力建设中输电线路的正确设计方法作具体分析与论述,得出结论供同行参考借鉴.
【关 键 词】电力建设；输电线路；电路设计
对于供电企业来说,做好电力建设中输电线路的设计不仅可保障整个电力系统的运行质量,还可以节约线路设计成本,降低电力工程造价,为供电企业带来良好的经济收益.鉴于输电线路设计的重要性,下面文章以35KV的输电线路设计为例,对其初步设计和施工图设计两部分内容作详细论述.
一、35KV输电线路初步设计分析
1.初步设计的意义
初步设计是输电线路设计全过程中的首要环节,是后续内容设计的基础,在线路全设计过程中占据着重要的位置.从某种意义上来说,初步设计是明确输电线路整体设计原则的一个过程,它在具体设计时更加看重线路路径设计布设方案的技术性与经济合理性,目的是通过对不同方案的比较,选择出经济最合理,技术最优的线路设计方案.初步设计除了要确定输电线路设计方案以外,还需要达成多份协议,比如土地使用协议、林木砍伐协议等等.
2.初步设计的内容
2.1导线和避雷线的路径选择
输电线路初步设计时,输电导线的选择应该参考电力系统规划方案中所提供的电力负荷资料,根据电力负荷的大小来合理选择导线截面,并结合实际了解到的当地社会经济发展情况,对电力系统规划方案的可行性进行研究与校验,以免该电力工程建成之后发生满负荷或超负荷运行,引发电力安全事故.一般来说,相关电力施工人员在选择输电线路导线时,为了防止电力超负荷运行,所选择的导线截面都普遍偏大.选择并确定好导线的截面尺寸以及导线型号之后,再按照相关设计要求选择合适的避雷线.
2.2明确当地的气象条件
初步设计时,要先明确电力工程所在地的气象条件,结合当地的气象条件进行线路设计,保障线路的运行安全.输电线路的设计要建立在当地气象资料分析以及当地原有线路在气象条件下的运行情况分析的基础上.线路设计时需要考虑的气象条件主要包括以下几个部分：
（1）一年中最高温度与最低温度：对当地年中最高温度进行分析,并根据相应的温度值；来确定输电导线的最大弧垂,计算出线路与地面、建筑物之间的安全距离；而年中最低温度则可以用来确定导线的最大应力值,保证导线的选型质量.
（2）最大风速：了解了当地的风向、风速情况,并计算出最大风速值以后,可根据最大风速值来确定输电导线、杆塔和拉线等部件的外力负荷,并验算出导线与地面建筑物的水平安全距离,为线路安装提供数据参考.
（3）导线覆冰厚度和雷电日数：计算导线的覆冰厚度是为了确定出输电线路导线、电线杆塔等外力部件的机械强度,防止导线或电杆在冰雪天气里发生倒塌事故,影响电力系统的正常运行；而统计雷电日数则是为了防止雷电的袭击,防止雷电闪络现象发生.
需要注意的是,如果将以上所提到几种气象因素综合起来,便构成了一个气象条组合.这个气象条件组合是输电线路初步设计中需要考虑的重点,实际设计时既要考虑线路设计的技术性与经济性,又要考虑到线路运行的安全性,认识到输电线路的客观危险性,通过满足每一项设计指标来实现对输电线路运行安全的保障.
2.3杆塔和基础型式的选择设计
（1）杆塔设计
在工程设计中,一般应尽量选用典型设计或经过施工、运行考验过的成熟杆塔型式.对新型杆塔的设计,需要充分研究设计理由,一般经过科学试验后再选用.35kV直线杆,单杆杆高15m,特殊情况下为18m,铁塔的高度也是有标准的,一般为9m、12m、15m、18m等.在确定杆型时,首先确定直线杆的杆型,这要结合导线选型,决定是用单杆还是双杆；根据线路通过地区的地质情况以及运行单位的运行经验,决定是用深埋式还是浅埋式加拉线杆型；根据电压及运行经验,决定杆高.直线杆的杆型及其尺寸确定后,再确定与其配合的加高直线杆以及转角、终端杆的杆型,对于特殊跨越处和不容易立杆的地段,选用与水泥杆杆型相配合的铁塔.直线杆杆型确定后,就可以按这种杆型确定计算档距了.
（2）基础设计
基础型式的选择要按照全线地形、地质、水文等情况,以及基础受力条件,来确定基础型式.钢筋混凝土杆和铁塔的基础按其受力型式划分,可分为：上拔、下压类基础和倾覆类基础.前者主要承受上拔力和下压力,如电杆的拉线盘、底盘,均属于这种基础；后者主要承受倾覆力矩,如卡盘,就属于这种基础.
（3）防雷设计
防雷设计是输电线路初步设计中的重点,是保证输电线路运行不受影响的重要手段.实际设计时,要严格按照输电线路的电压等级,并结合当地雷电活动情况以及原有线路在雷电活动中运行情况,来确定输电线路需要采用的避雷线根数,确定避雷线的保护角、档距导线和避雷线的最小距离.架空送电线路最有效的防雷保护是采用接地的避雷线,并且避雷线的保护角越小,其遮蔽效果越好,但随着线路电压等级的降低,避雷线在线路造价中的比重越大.
考虑到35kV线路系统是中性点不直接接地的小电流接地系统,也就是说,35kV线路允许单相接地短时运行,那么在线路设计时,应把无避雷线部分线路尽量采用导线三角形排列方式,使最上面一相导线充当避雷线的作用.架设避雷线的进线段,应采用导线水平排列的门型杆塔,因双避雷线对雷电流有分流作用,可降低雷击杆顶的电位,使雷击掉闸率减少.若其间有单杆双杆交替,因单双避雷线过渡点在施工过程中难以保证统一,会造成导线过渡点附近的保护角过大,而增大绕击机会.同时双避雷线在杆顶还要互相联结并分别装设接地引下线.
二、施工图的设计
（1）对初选的、经过评审的最佳线路方案进行实际测量放线、打杆位桩；
（2）完成必要的、详细的图纸设计.其中包括线路路径图、杆塔明细表、交叉跨越表、平断面图、杆塔图、金具图、绝缘子串组装图、铁塔基础图等详细图纸；
（3）提供完整的、准确的材料表,提供技术施工设计说明书及预算书.
三、结束语
输电线路是电力系统中的重要组成部分,输电线路的设计质量对电力系统的安全、稳定运行有着重要影响.因此在进行输电线路设计时,一定要对所有可能会影响线路运行安全的因素作综合考虑,比如雷击、风速、温度以及建筑物水平距离、垂直距离等影响因素.工程实践证明,只有做好了输电线路设计全过程中每一个环节的工作,排除了所有质量因素的影响,才能真正做好输电线路的设计,保证线路设计质量,进而保障输电线路与整个电力系统的正常、稳定运行.