高压输电线路电气设计的问题及改进意见研究

发表时间:2021/5/14   来源:《中国电业》2021年2月第4期   作者:黄子清
[导读] 随着社会经济飞速发展,人们日常生活和企业经营生产方面对电能需求量与日俱增
        黄子清
        国网怀化供电公司经济技术研究所                418000     
        摘要:随着社会经济飞速发展,人们日常生活和企业经营生产方面对电能需求量与日俱增。促进电力企业电网建设规模逐渐扩大,同时对高压输电线路电气设计提出个更高要求。众所周知,在高压输电线路运行过程中,受风力、雷电等自然条件影响,容易导致区域电网大面积断电,不仅会影响人民群众正常用电,还会阻碍社会生产有序进行,严重甚至会为市场经济带来巨大损失。基于此,本文将结合高压输电线路电气设计中常见问题进行分析,并针对性提出改进建议,希望能够为专业人士提供参考、借鉴。
        关键词:高压输电线路;电气设计;问题;改进意见

引言:
        从电缆铺设方面对高压输电线路进行分类,可以分为两种,分别为电缆输电线路和架空输电线路,二者均存在自身的优势和弊端。其中电缆输电线路需要将线缆埋设到地下,虽然能够有效避免风力、雷电等自然环境的损害,但要保证线缆铺设范围和周围环境足够安全,并且这种线缆铺设方式后期维护管理难度较大。而架空输电线路则是将线缆架设到电线杆上,这种设计方式维护管理较为便利,但是前期投入较大,并且在运行过程中会受到自然环境的影响产生故障[1]。为了保证高压输电线路稳定运行,为电力系统供电提供安全保障,需要设计人员在高压输电线路设计中尽可能规避其中存在的弊端,从而满足社会用电需求。
一、高压输电线路电气设计存在的问题
(一)线路路径选择缺乏合理性
        高压输电线路是电力系统电能传输的重要载体,其安全性和稳定性直接关系到电力系统运行效率。众所周知,高压输电线路在运行过程中需要长期暴露在自然环境下,容易受各种恶劣天气影响产生故障问题,为了规避这些问题,需要设计人员合理选择线路路径。但结合实际情况来看,部分设计人员先选择线路路径时,没有结合实际情况进行分析,忽视了周围环境对线路铺设造成的不良影响,导致电气设计缺乏科学性和可行性。例如:将高压输电线路铺设在畜牧区、林业区、商业区等地,由于施工难度较大,并且会对周围居民日常生活造成负面影响,导致电能运输无法达到理想效果,深追会在一定程度上增加线路运行安全隐患。
(二)杆塔基础型号选择缺乏科学性
        高压电塔的杆塔是高压输电线路架空设计的重要前提和基础,其主要作用是固定输电线路,在保证输电线路长时间安全输电方面发挥重要作用。然而,在高压输电线路电气设计过程中,部分设计人员为了节约成本,忽略杆塔与输电线路之间的匹配关系,选择规格、型号与施工条件不适应的杆塔,导致杆塔投入使用后无法充分发挥自身作用和功能,不利于保证输电线路安全运行。
(三)容易受自然条件影响
        近年来,随着我国电网工程建设规模逐渐扩大,高压输电线路距离大范围延长,需要跨国多个区域,具有点多、线长、面广等特点,这也在一定程度上增加了输电线路电气设计难度。上文提到,高压输电线路在运行过程中需要长时间暴露在自然条件下,这也使得其容易受到天气影响产生各种安全隐患。尤其针对冰冻、强降雨、雷电等天气,轻则大范围断电,影响人们正常生活和社会稳定生产,重则引发火灾、电击等事故,从而为人民群众生命财产安全造成巨大威胁。结合以往高压输电线路电气设计实际情况来看,部分设计人员在设计过程中仍然存在顾此失彼问题,为了满足长距离供电需求,忽略自然环境干扰因素,导致线路在运行过程中时常发生漏电、断电等问题,不利于促进社会稳定发展[2]。


二、高压输电线路电气设计改进意见
(一)合理选择线路路径
        由上文分析可以看出,高压输电线路在运行过程中极其容易受到周围环境的干扰,所以为了从根源上减少质量问题和安全问题的发生,需要设计人员在高压输电线路电气设计前,对施工环境进行全面勘察,充分了解施工区域地势地貌、建筑分布状况、人口密集程度等要素,并本着安全、便捷、经济原则合理选择线路路径,尽可能将潜在隐患和干扰因素降到最低。为了满足这一需求,设计人员需要在线路设计过程中尽量规林业区、商业区以及畜牧区等区域,以免高压输电线路在运行过程中发生突发事故,为周围居民带来不必要损失。具体来说,线路规划最为线路设计中的关键环节,能够直接影响高压输电线路后期运行安全性和稳定性[3]。结合以往设计经验总结分析,设计人员在设计铺设方案时,需要考虑两个问题:其一是尽可能提高线路敷设施工效率,其二是充分发挥电网工程的社会效益和经济效益。所以在线路选择过程中,如果遇到人员密集区域,需要设计人员通过绕道方式规划线路,最大化缩减占地补偿费用。另外,在设计过程中还要考虑高压输电线路造价问题、工艺技术以及周围环境等要素,保证设计出的线路结构科学可行,使工程经济性、便捷性与安全性趋于平衡。除此之外,在线路规划过程中还要在图纸中明确标出输电路径、导线截面积等细节,从而为后续施工奠定良好基础。除此之外,在条件允许情况下可以通过航测技术选择高压输电线路走径,有利于节省企业成本支出,具体来说,航测可以充分利用航空相片信息,对高压输电线路周围环境进行全面了解,从而选择出既经济有合理的路径,与此同时,航测还能够改善野外作业环境,降低人工劳动强度,在作业过程中,选线的纵横断面、风偏等测量工作,均可以有室外移动到室内。为了避免线路电气设计存在不足之处,可以利用BIM对环境进行模拟,构建三维立体模型,这种方式能够直观的体现设计中存在的不足之处,有利于针对性采取措施改进。
(二)科学选择杆塔型号
        高压输电线路电气设计需要建立在实地勘察基础上展开,设计人员要结合勘察结果分析施工区域的各类因素和条件,并针对性选择杆塔型号,保证满足输电线路长时间安全输电需求。具体来说,在杆塔选择过程中,设计人员不仅要考虑杆塔造价,还要保证其与输电线路相匹配,保证在提高电网系统安全性和稳定性的同时,尽可能降低施工成本。众所周知,杆塔的作用是固定高压输电线路,所以在选择杆塔时要结合输电线路线路特点和功能进行分析,同时根据施工区域地势地貌研究杆塔假设的稳定性与可靠性。在保证杆塔基础型号选择科学、合理的基础上,还要做好其规划设计工作,设计人员要严格按照设计规范和相关原则面对杆塔细部参数进行全面把控,包括构件厚度、平面材料厚度等,从而为发挥杆塔作用和功能提供保障。
(三)做好自然灾害防范设计工作
        为了避免高压输电线路在运行过程中受自然环境影响发生故障,需要设计人员在设计过程中提前做好自然灾害防范工作。具体来说,在高压输电线路运行环境较为恶劣的区域,需要优先选择抗冻能力强、抗雷击效果好的导线,避免寒冬季节或雷雨天气对输电线路安全运行带来干扰,导致导线出现漏电、损坏等不良现行,从而影响居民正常用电[4]。另外,由于高压输电线路需要长时间在露天环境下运行,所以线路在阳光暴晒、风吹雨淋过程中容易产生腐蚀问题,加剧了各种事故发生率。针对这一问题,设计人员可以充分利用绝缘子冰闪等辅助工具,对线路进行保护,有效提高高压输电线路耐用性和抗腐蚀性,从而满足电能输送需求。
结束语:
        综上所述,高压输电线路具有线路长、分布广、覆盖范围大等特征,在运行过程中容易受各种因素影响发生质量问题和安全事故。为了保证输电线路正常传送电能,需要设计人员从设计阶段做好各项工作,将各种干扰因素消灭在初始阶段,从而提高高压输电线路运行效率,为电网供电提供安全保障,充分满足社会各界用电需求。
参考文献:
        [1]李润,谢占磊. 高压输电线路电气设计分析[J]. 百科论坛电子杂志,2020,17(6):1644.
        [2]丁运菊. 高压输电线路电气设计的问题及改进建议[J]. 南方农机,2020,51(6):183.
        [3]张荐龙,张瑞琦. 高压输电线路电气设计的问题及改进建议[J]. 环球市场,2020,26(12):194.
        [4]郑杰. 高压输电线路电气设计的问题及改进策略探讨[J]. 写真地理,2020,31(45):217.
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