电力线路设计的相关问题分析
李东杰
[摘 要]电力系统中的电路设计是一项十分复杂的工作，因为其会涉及到很多方面，且它的设计质量会直接影响整个电力线路系统的实用性及安全性。本人结合多年工作经验，对电力线路设计中常见问题进行分析，并提出注意事项以及优化措施，希望为相关人员提供参考。
[关键词]电力线路设计；问题分析；优化措施
中图分类号：C254 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0322-01
引言
输电线路设计关系着电网运行和电力安全，是我国社会主义经济社会发展的重要组成部分，如果在设计上出现输电线路的漏洞，很容易给整个电力系统带来灾难，并会直接影响社会建设的安全与质量。输电线路设计中应从重点环节出发，以路径、导线、杆塔、防雷接地等核心部分为切入点，进行全面地控制，在实现输电线路安全与功能的同时，达到对电力需要与社会发展的保障作用和推动价值。
1 电力线路设计概述
1.1 设计依据
工程在进行设计时，需要参考必要的依据，主要包括工程设计的任务书、批准文号、指示文件、电力系统设计文件、设计合同等。
1.2 设计规模及范围
设计规模应当按照工程设计任务书的有关要求，说明线路的输送电力容量，电压等级及导线截面，线路长度、起讫点、中间落点、回路数以及连接方式；设计范围一般包括线路的本体设计，工程概算，通信保护设计和预算，考虑进行运行维护的附属设备等。还应该说明线路是否包括进出两端变电所临时线的设计，降压运行的设计及巡线站、检修站的建筑设计等。
1.3 建筑单位及期限限定
工程建设单位以及施工单位，应当按照设计任务的要求以及设计单位的安排，明确建成投产时间以及施工时间。
1.4 主要经济和材料耗用指标
主要包括全线的本体造价及综合造价，每公里的本体造价及综合造价。除此之外，还应当说明每公里耗用的避雷线、导线，以及其与避雷线要用的金具、绝缘子、杆塔、接地材料、水泥、基础、木材等的数量。
2 常见电力线路设计中问题分析及优化措施
2.1 输电线路导线选择
在设计工作中需要根据发热条件校验导线截面，该校验环节是一切线路导线截面选择的必要条件，任何情况下均不得违反。各种导线允许长期工作的最大允许电流是可以根据查询数据表知道的，但给出的允许温度是按周围气温25℃为基准制定的，实际计算时如果不是25℃，则应按导线长期允许电流的温度系数进行校正。也可以根据输电线路损耗，进行选择导线截面。电网中导线的电阻一般要比电抗小很多，引起电压损失的因素主要是电抗而非电阻，因而不能用增大导线截面的办法来解决区域电网的电压质量问题，而应采用专门的调压措施。
2.2 杆塔选型
不同的杆塔型式在造价、占地、施工、运输和运行安全等方面均不相同，杆塔工程的费用约占整个工程的30%～40%，因此进行合理选择杆塔型式十分重要。对于新建工程若投资允许，一般只选用一两种直线水泥杆，跨越、耐张和转角尽量选用角钢塔。对于同塔多回且沿规划路建设的线路，杆塔一般采用占地少的钢管塔，但大的转角塔若采用钢管塔，由于结构上的原因极易造成杆顶挠度变形，基础施工费用也会比角钢塔增加一倍。直线塔采用钢管塔，转角塔采用角钢塔的方案比较合理，能够满足环境、投资和安全要求。针对多条老旧线路运行多年后出现对地距离不够，造成隐患的情况，在新建线路设计中适当选用较高的杆塔，并缩小水平档距，可提高导线对地距离。在线路加高工程中，设计采用占地小、安装方便的酒杯型钢管塔，施工工期可由传统杆塔的3—5天缩短为1天，能够减少施工停电时间。
2.3 输电线路路径选择
在电力线路的具体设计中，为了达到有效合理地缩短线路施工的长度以及降低电力线路投资数额的目标，设计人员要对每一条电力线路进行徒步的勘测，通过比较，最后再确定最终方案。一般而言，电力线路的路径选择工作主要分为图上选线、野外选线两个步骤。设计人员一般会先进行图上选线，即先拟定许多路径方案，然后再进行相关的资料收集以及野外踏勘，得到所需数据后再进行技术上的经济分析对比，最后取得相关单位同意并签订协议书，从而来确定一个可行的路径推荐方案。
线路设计者在进行图上选线时，通常会在五千分之一、一万分之一或是更大的比例地形图上来进行。图上选线首先是要在图板上标出线路的起始点，然后用不同颜色的线条将可选择的方案走向标注出来，形成初步的若干个路径选择方案。接下来就是设计者按这些方案进行前期资料的收集，后再依据收集到的相关资料，对不合理的方案进行排除，对剩余的方案进行计算和比较，直到剩余2-3个比较优秀的方案。对于最后剩余的方案，要等到实地的野外踏勘之后才能取舍，选择最佳的路线。
2.4 线路防雷接地设计
防雷接地的主旨是优化输电线路防雷接地系统，降低防雷接地电阻。在具体的输电线路设计中应该一方面避开地下水位较高的区域，控制接地电阻的增大；另一方面避免在土质电阻率波动范围较大的区域设计防雷接地体系，以防止出现在特殊气候下大地电阻的土壤增加而引起雷击事故；此外在湿润的盆地地形中要设立防雷接地的附属设备，以提高防雷接地系统的安全。
2.5 直线杆塔的上拔校验
在定位时，若直线杆塔位于低处，除需校验摇摆角外，还需对其进行上拔校验。当杆塔的垂直档距为负值时则必定有上拔力产生，而这种上拔力产生的气象条件一般为最低气温時（重冰区有时在覆冰和相应风速时），所以校验上拔时必须按此气象条件进行计算，或用此气象条件下的比载和应力计算模板系数K值，选最小弧垂模板在定位图上找出杆塔的垂档距对其进行校验。为了消除直线杆塔的上拔现象，可采用防止摇摆角过大的有关措施，必要时也可采用轻型耐张杆塔。根据经验，摇摆角常起控制作用，即摇摆角许可后，就勿需校验上拔了。
2.6 线路是否具备抗冰的性能
高压输电线路的地理位置不尽相同，因此在电气设计环节中，需要工作人员全面进行考虑，外界的气温变化会对输电线路产生怎样的影响，在设计时针对线路的抗冰性能进行研究，以此确保高压输电线路在运行过程中能够更完全、有效的进行输电工作。在设计时，工作人员需要对相应地区的浮冰进行处理，这要求电气设计人员不仅考虑到天气的不可抗力因素，还需要考虑到不同地区地质对于输电的影响，在冰冻较为严重的路径，选择抗冰塔辅助完成高压输电线路的任务。与此同时，还需要强化高压电缆，最好选择绝缘度较高的材料。
结束语
总而言之，电力线路设计责任重大，因此应当加强思想重视和设计思路创新，高压输电线路设计方案要做到切合实际，设计方案需满足电网建设的需求。采用科学、合理的技术，综合考虑各种因素，设计施工简单、经济，运行维护方便的电力线路，并保证线路路径方案的科学性和合理性。
参考文献
[1] 欧阳文庚.电力线路设计中线路路径选择问题及措施[J].城市建设理论研究（电子版），2017，（07）：27-28.
[2] 许东昕.电力线路设计工程中的测量设备结合卫星地图的应用[J].工程技术研究，2017，（03）：121+126.
[3] 刘洋.电力工程线路设计中的优化设计[J].建筑与预算，2017，（05）：25-27.endprint
