(1新疆新能咨询有限责任公司新疆乌鲁木齐833200;2新疆送变电工程公司新疆乌鲁木齐833200)
摘要:随着国内电网建设的快速发展,人们对高压输配电线路的运行以及维护都提出了更高的要求。因为外界原因对高压输配电线路的运行导致了严重的干扰,就会引发一些安全事故。高压输变电路的设计与维护在电网建设中有重要的意义与作用,重视高压输变电线路的设计与维护能够有效的促进我国电力事业的发展,提高人民的生活水平。
关键词:高压;输电线路;设计;维护
1高压输电线路的设计要点
1.1基础设计
杆塔基础是输电线路整个运转结构的一重要组成部分,相对于其整个建设项目而言,它的经费投入相对较高、工期较长以及劳动力投入较大。尤其是它的作业工期,基本上会占据整个输电项目工程的一半工期以上,且运输量比重也将近60%。现如今,国内采用高压输电线路基础类型主要为大开挖填土和原状土两种。前者主要应用土重法进行计算,后者则是依据剪切法计算。也就是说,输电线路杆塔基础恒载受力形态和其他建筑物结构存在一定差异,即输电杆塔基础除却要考虑下压力因素以外,还要考虑大小受力相近的上拔力因素,包括水平作用力。而传统建筑构造物,主要考虑建筑构造自重承载,基础承受的是下压力,对于上拔力考虑并不充分。同时,输电线路还有个比较显著的特性,即基础在敷设范围内进行施工,其沿线经过的地形、地貌,和其受力体现往往差异较大。因此,输电线路在该设计阶段时要考虑的重心问题则是下压力和上拔力的合理设计问题。既需要杆塔能够巧妙地利用土地耐重压力,又需要其能够合理利用土体的重力来抵抗拔力,并需要综合考虑杆塔区域所处位置的地质情况、基础恒载,以及其具体施工技术工艺问题等,从而才能达到全面优化其基础设计的目的。
1.2高压输变电线路的设计
高压输变电线路的设计直接的影响了电力传输的距离与线路建设资金的投入,因此对高压电输变电线路设计的研究是很有必要的。输电线路的设计,定位是非常重要的组成部分。目前世界上最为先进的地理测量技术是BAESYSTEM的海拉瓦全球数宇化影系统,该系统主要是借助GPS卫星等技术对地理位置进行精准的定位,利用该项技术进行输变电线路的设计能够有效的优化线路的路径、缩减线路的长度,并且还能有效的提高工作人员的工作效率,减少电力建设资金的消耗。传统的线路设计,工作人员在进行地理位置的勘察时,天气的变化和地理位置多样化难免会增加工作人员的勘察难度,工作人员统计的数据也难免会因为外界因素的影响存在着一定的误差,利用BAESYSTEM系统进行地理位置的测试,工作人员可以直接的利用计算机和BAESYSTEM系统,就能全面的掌握工程的实际情况,进行工程设计,在一定程度上提高了设计的效率。保证了设计的质量。
1.3导线选择
在对架空输电线路导线进行选择的过程中,除了需要掌握常见的相关数据以及其反映的内在含义和对实际工作的影响以外,还应当对当前常见的集中导线性能有所掌握,最好做到熟知,才能展开选择工作。
常见的导线有钢芯耐热铝合金绞线、型线同心绞线架空导线、钢芯软铝绞线以及碳纤维有机材料复合加强芯软铝绞线几种。其中钢芯耐热铝合金绞线的导电率偏低,并且存在不容忽视的线损问题,因此通常不会在主干输电线路中进行应用。型线同心绞线架空导线则拥有较小的电阻,因此其线损能耗相对比较低,具备良好的自阻尼性能,密闭式结构也可以更好地保护钢芯,在使用寿命方面略胜一筹。钢芯软铝绞线的导电率较高,线损能耗也相应呈现出比较低的特征,此种线路具有与相同规格结构的钢芯铝线几乎相同的热膨胀系数,但随着温度的升高会呈现出良好的自阻尼特征,目前是主干线路的备选材质之一。而对于碳纤维有机材料复合加强芯软铝绞线,在导电性能和机械特征方面都表现良好,其能够表现出良好的抗拉伸和抗扭转特征,并且耐腐蚀、密度小,具有很小的热膨胀系数,因此其在导电和物理两个层面的良好特性,都使得它成为架空输电导线的重点选择对象之一,只要价格允许,碳纤维有机材料复合加强芯软铝绞线通常会被列为架空输电线路导线的首选。
1.4杆塔设计
杆塔用来支撑架空输电线路的导线与地线,并使得它们的距离在各种气象环境下,符合电气绝缘安全与电磁场限制条件等要求。杆塔作为输电线路结构中的支撑者,其施工工期、建设造价、运输费用与时间,在整个线路中占着很大的比重,因此,对于杆塔的基础选型、设计与施工应加以重视。不同型式的杆塔在造价、施工、占地面积与运行安全等方面都有所区别,其基础型式应按照具体的地貌地质与气象情况来选择。工程设计中,一般尽量采用典型设计或已经过实际施工乃至运行过的成熟杆塔;如果一定要采用新型杆塔,则需要进行充分的研究与反复的科学试验,以避免不必要的损失。通常情况下,主体杆塔在选型的过程中,主要的材料以及钢筋混凝土结构为主。但是如果是区域比较狭窄的地区,就应该选择三角形或者是垂直形式的导线杆塔。如果是城市中的高压送电线路,则主要以钢管杆塔为主。
1.5防雷设计
在雷雨轰鸣自然气象条件下产生的高压雷电往往能高达数十万伏特,这种高能量电压对电气设备回路系统造成瞬间冲击的伤害非常大,主要体现在瞬间击穿设备绝缘构件而使得其出现短路,严重时甚至出现爆炸、燃烧、线缆损毁等。在线路设计过程中,就输电线路的潜在雷电隐患问题进行考虑与研究,就能够为后续施工防雷施工作业提供可行依据。基于此,防雷设计主要应考虑两点:第一,避雷针装置问题,其主要原理是指通过避雷针装置可以将泄流处的电阻值尽量减值可以承受的保护范畴内,从而达到大幅度降低电压冲击的目的。第二,避雷线装置,避雷线构成单元是导线、引下雷电泄流导体以及接地设施构件。
2高压输电线路的维护分析
2.1高压输电线路质量的维护
对高压输变电线路质量的维护可以分为以下几种情况:①在冰冻期的维护。在进入冰冻期之前,电路维护人员应该提前对电路进行冰冻检查,并且及时的采取有效的措施对积水严重地区的电杆进行排水处理,在电杆距离地面十厘米出开凿小孔进行排水。②位较高的地区,为了做好防水措施,电路维护人员可以将低杆与杆顶内壁进行焊接,防止雨水和地下水对电杆的侵蚀。③塔的维护,电路维护人员应该定期的对杆塔的质量进行检查,一旦杆塔质量出现问题,应该采取合理的措施进行防护,保证高压电力传输的质量。
2.2铁塔的维护与组立
铁塔是支撑高压输变电线路的基础设施,是电力系统安全的重要保障。铁塔的组立是高压输电线路施工的关键环节,在进行铁塔的组立时不仅要考虑铁塔本身的重量,还应对铁塔的塔型以及外界环境等各种因素进行充分的考虑,铁塔建成以后,对铁塔的维护也是很有必要的,加强铁塔的维护应当从铁塔的防风、防腐以及承重力等几个方面进行。例如:在铁塔的表面进行刷漆加强铁塔的防腐能力;加强对铁塔的巡查,及时对外界因素对铁塔的损坏采取针对性性的措施进行维护。
2.3加强巡视责任心,保证巡线到点到位
巡视根据相关规程要求进行,发现缺陷和特殊情况时,按规定登记缺陷或做好记录,为线路维修及状态决策提供好充分的依据。巡视按内容和要求分为定期巡视、特殊巡视和故障巡视三种。
结语
近年来大量建设西电东送电网线路,为了降低电力输送过程中的能源损耗,采用特高压输电是目前最为合适的节能策略,国家建设了很多输电线路系统,目前该系统由于技术特殊,容易出现一些问题,严重影响到电力输送的正常运行,对这类问题的产生原因进行研究并给出应对策略和技术措施就成为特高压电网建设运行的重中之重。
参考文献:
[1]魏磊.浅析高压输电线路设计及维护措施[J].民营科技,2011.
[2]贺聪.高压输电线路设计要点浅析[J].中国科技博览,2012.
作者简介:
卢志叶(1985.01),女,东北电力大学,单位:新疆新能咨询有限责任公司,研究方向:输电线路设计