摘 要：经济的发展带动了对电力的需求，加速了电力输电线路的建设，而线路的设计对于整个工程的建设起到了关键的作用。输电线路建设工程是一个影响到国民经济发展的重要领域，笔者通过对设计过程中的几项关键的步骤的探讨，加深对设计工作以及相关问题认识。
关键词：输电线路；设计；勘测；路径优化
中图分类号：TM621.5文献标识码：A
1 勘测与路径优化选择
如何能够获得准确的勘测资料并能对路径进行优化。传统的作业模式一般是现场勘探然后反馈到设计者，然后进行手工绘图，这种方式容易受到当地的地形地貌的具体情况的限制，特别是像笔者所在地这种多山、地质结构复杂的地方，改线或者局部调整经常发生，从而影响到线路规划的效率和质量，也容易造成浪费。不过随着科技发展，遥感卫星和航拍技术成熟，运用海拉瓦——洛斯达技术来实现对线路的优化成为可能。利用遥感、航测获取相关地形、地质信息建立起立体数字地面模型，然后进行测量优化选线和初级排位，最后根据设计排位情况进行现场定位，并测量杆桩间距离、高差、危险断面和重要叉跨越，对不合理的路径进行改线，最终完成路径的优化。
2 导线的选择
导线是输送电能的最主要介质，也是关乎到整个输电线路能否安全、有效运行的关键。导线的选择对线路的输送容量、传输性能、环境问题(静电感应、电晕、无线电干扰、噪声等)以及对输电线路的技术经济指标都有很大的影响。
在进行导线选择时，要切实考虑当地的高差环境对导线应力、强度的要求以及对周边环境的影响。根据《电力线路设计规程》规定：“导线在弧垂最低点的应力不得超过导线瞬时破坏应力的40％，如果导线悬挂点比最低点高很多时，悬挂点的应力可较弧垂最低点应力高10％。”因此在考虑导线的应力设计时，应该保证任意点的应力必须低于导线瞬时破坏应力的44％。如果线路档距高于该高差所要求的限值，则应放松导线应力，但需考虑弧垂增加产生的危险。根据笔者多年的设计与施工经验，认为可以选择高强钢芯铝合金绞线，如JLHA2／G3A-300／40。这种导线的强度高且具有良好的弧垂特性和过线能力，适合在山区线路送电工程中使用。
同时导线的载流量大小也是不容忽视的重要因素，在国外曾经出现过一种耐热铝合金导线，这种导线的导电部分采用耐热铝合金线，在1500C时强度都不降低，相比一般的导线输电能力增大50％，不过这种导线在高温下线损比较大，而且与相同规格的钢芯铝绞线比价格也要昂贵多。另外伴随材料学的发展，出现了采用有机复合材料代替金属材料作为芯线的导线如碳纤维芯软铝绞线、碳纤维与玻璃纤维混合芯软铝绞线这种导线具有重量轻、强度大、线损少的优点，特别适合用于解决线路扩容以后产生的线损严重、弧垂较大、对地距离偏小的问题。不过同样这类导线的生产成本比较高昂，且需要进口，不过目前我国已经有企业在引进生产该类导线，且该类导线的全球2/3试验线路在中国进行，对日后该型导线的普及以及降低造价都有不错的优势。
3 杆塔的设计
杆塔及其基础是输电线路结构的重要组成部分，它的造价以及建造工期在整个线路工程中占很大比重。而且杆塔及其基础自身的稳定性直接决定了输电线路能否长期运行，影响了线路输电功能的发挥。所以在设计过程中应该严格把握杆塔的设置点，控制好每个杆塔之间的距离。这样既可以防止电力聚集造成输电线路损坏也能避免施工阶段出现各种安全问题而危害人员安全。设计时可以利用勘探时获取的信息制作定位弧垂模板,并在平断面图上依序确定各种杆塔的位置和选型,然后对定位后的档距、杆塔上拔、风偏、邻档断线和耐张绝缘子串倒挂等进行校验，从而最终确定线路中所使用的杆塔型号和位置。杆塔的材质也是影响杆塔制作质量的重要因素，一般对高负荷的输电线路可以采用高强度钢材，同时也可以采用钢管塔替代目前的钢架铁塔，它的承载力，稳定性都比较良好，随着材料科学的发展，复合材料的出现更是给杆塔制作带来了新方向，采用复合材料制作的绝缘杆塔具有强度大、重量轻、耐高温、耐腐蚀、绝缘性良好的特点，能够适应恶劣的环境。
在定位杆塔后要制作杆塔基础，它的主要作用是保证铁塔在电网运行时不发生因受外力的作用发生变形甚至倒塌或者下沉的情况，基础工程合理设计以及施工质量的好坏直接关系到基面开挖量的大小、造价成本和输电线路的运行安全。所以在设计基础之前应该对当地的地质情况进行详细的勘探，根据详细的地质信息，因地制宜的选择基础型式，可以采用不等高设计，并配合使用高低腿杆塔，同时可以根据不同地质条件采用岩石锚杆基础、复合式沉井基础、螺旋锚基础等不同的基础型式，以确保基础制作的稳固，同时设计时应该考虑好基础周边的排水处理，避免基础受到雨淋或者山洪的冲击从而影响到杆塔的安全和稳定。
4 防雷接地设计
防雷技术是电力系统维护的重要策略，能够保证电力系统在恶劣气象系统下的正常运行。架设避雷线是输电线路最基本也是最有效的防雷保护措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线，同时也可以起到减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位以及通过对导线的耦合作用来减小线路上绝缘子的电压，还可以对导线产生屏蔽作用以降低导线上的感应过电压。通常来说，线路电压愈高，采用避雷线的效果愈好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。
降低杆塔的接地电阻也是提高线路耐雷能力的有效措施，通过接地可以把电力系统上的强电流、电压引入地下以达到防雷效果。特别是对没有架设避雷线的杆塔更要做好接地。特别是在山区由于接地电阻率大于1000Ω·m，可以采用降阻剂使接地电阻进一步下降（如石墨构成的降阻模块）。
在设计时还可以考虑采用架设耦合地线、装设自动重合闸装置、采用中性点非有效接地方式、加强绝缘和采用不平衡绝缘等方式来保护线路。
5 除冰设计
输电线路覆冰是电力系统的严重自然灾害之一。导线严重覆冰时容易引起断线、断股甚至倒杆等事故，造成大面积长时间中断供电（如2008年的大雪灾）。同时导线覆冰除增加了导线荷载外还可能激发导线舞动。目前，我国电力系统中除冰的主要技术有：短路通流融冰技术、导线对导线两相短路融冰技术、导线对地线单相短路融冰技术以及常规的机械除冰方法。不过随着相关科技和材料学的发展，新的除冰技术和方式出现，作为设计者对于这类经过检验的合格的新技术应该多加理解，并在设计的线路中合理运用以达到提升输电线路的防冰能力。如：CO2激光热熔法；涂设吸收太阳能的防覆冰涂料；用冰去除附着冰层防止输电线路结冰；无源防冰覆盖层；有源防冰覆层等等。当然，在线路设计时选用新除冰技术时必需考虑到电力线路运行中相关的电气、热力和机械等条件的约束。同时要充分考虑到现场的地理环境和实际应用问题，以便能更好地实现和提高除冰新技术的实用性、有效性和可操作性以及降低相应成本。
输电线路建设工程是一个影响到国民经济发展的重要领域，而设计工作又是这类工程的基础，因此我们要做好输电线路的设计工作，推进设计深度和广度，为我国的电力建设提供优秀的指导作用。
参考文献
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