220kV架空输电线路设计关键点

刘欢

摘要：220kV输电线路是我国电力系统的重要组成部分，其是连接变电站及电力用户的纽带，是向社会生产生活提供电能供应的基本保障，因此其设计工作极为重要。设计人员必须要准确把握输电线路设计要点，结合实际情况，合理优化设计方案，以此来保障输电线路运行的安全稳定性，为我国电力行业的可持续发展提供基本保障。

关键词：220kV；架空输电线路；设计

一、2220kV架空输电线路设计的具体要求

架空线路和电缆线路为高压架空输电线路的两种最为普遍形式。其中，架空线路应用更为广泛。架空线路以无绝缘性作为裸导线，依靠绝缘子送电。因此，简单来说，架空输电线路是由输电线路杆塔、绝缘子和输电线路导地线组成的。

1.输电线路杆塔

输电线路为架空输电线路的主要支撑结构，根据其材质，可以分为钢筋混凝土杆塔和铁塔。输电线路杆塔按照其结构特点可以分为直线塔、终端塔、换位塔、分体塔等。

2.输电线路导地线

一般来说，在对高压架空输电线路的导地线进行选择时，导电性能良好的金属为其首选材料。曲率半径较大的导地线可以产生电晕放电现象。分裂导线是高压架空输电线路最为常用的导线，这是分裂导线可以提高其输送的容量。此外，增设避雷线也是必须的，这是由于架空输电线路中的感应和雷击过电压会对导地线产生不利的影响。在对高压架空输电线路进行设计时，相关工作人员应该综合考虑架空输电线路的具体途径以及外界不良因素对它产生的影响。

3.绝缘子

绝缘子是高压架空输电线路中最重要的元件。在荷电负载以及过度电压的条件下，绝缘子可以起支撑导线的作用，它还可以在存在电的部分元件与大地之间起绝缘作用。绝缘子的性能特征很大程度上与绝缘材料的质量的好坏相关。按照其材料，绝缘子可以分为玻璃绝缘子、悬式盘型绝缘子和有机复合材料绝缘子等。在对高压架空输电线路进行设计中，相关工作人员尤其应该考虑绝缘子的性能，因为高压架空输电线路的设计会受绝缘子电气强度、荷载能力的影响。

二、220kV架空输电线路设计

1、220kV架空输电线路的导线选型

目前，钢芯铝绞线导线在我国应用最为广泛。钢芯铝绞线是指内部为钢线而外部为铝线，2种材质绞制而成的一种导线。这种导线的特点是机械强度好，能满足220kV电能输送的要求。但是在实际中，由于导线部分通常需要在电杆上架设，直接在外部环境中暴露，需要长期承受来自外部环境的日照、温度和恶劣天气的侵蚀和破坏，加上导线自身挥发气体的侵蚀，更为重要的是，其自身质量也会随着时间的推移而发生相应变化，因此对导线进行选择的过程中，不仅需要对电气性能和导线的机械强度加以考虑，还需要依据输电线路四周环境加以选择。

2、220kV架空输电线路的杆塔设计

杆塔在输电线路中起着重要的结构支撑作用，在保证符合电磁场与绝缘安全限制条件的要求下支撑架空输电线路的地线与导线。在杆塔的基础选型以及施工的过程中，不仅应该确保其相关设计符合一系列科学性标准和技术性要求，还应该具体结合施工现场的地质情况与施工外部环境情况来予以选择，并最终计算出工程的整体造价。

3、基础设计

在220kV输电线路当中塔杆基础是其重要的组成部分之一。塔杆基础所消耗的劳动量和工期造价占了整个工程的很大一部分。同时建设塔杆基础会消耗将近一半以上的工期，其运输量达到整个工程的2/3，总花销占了整个工程总支出的1/3。就目前而言，我国大部分的220kV输电线路都是采用以浅基础最为建设基础的类型，主要包含了两大类：回填土、原状土。它们分别按照土重法以及剪切法计算。在220kV输电线路的塔杆基础设计中，其中受力方面的设计与其他的建筑有着非常大的区别，最大的区别是输电线路除了会受到一个向下的外力外，还会受到一个上拔力的作用，并且还会受到相应的水平力作用。而且许多的建筑物拥有着较大的体型，一般情况下只会受到一个向下的作用力，很少会受到一个向上的作用力。所以需要在对输电线路设计时，要充分考虑施工的方法、地基的承载能力等多方面的影响因素。

三、.4220kV架空输电线路的防雷设计

增加有效避雷设施，在绝缘子的两端进行放电间隙的并联。并联间隙防雷是和传统防雷保护方式不同的一种“疏导型”防雷保护方式，采用间隙装置与绝缘子串并联，接闪雷电，疏导工频电弧，虽有雷击闪络，但无永久性故障，重合闸能够成功动作，从而有效地防止绝缘子损坏，避免雷击事故发生。在绝缘子串两端并联一对金属电极（又称招弧角），构成保护间隙。在架空线路遭受雷击时，并联间隙因冲击放电电压低于绝缘子串的放电电压，故首先放电，随后产生工频短路电弧。短路电弧在电动力和热浮力的作用下，向远离绝缘子串的方向运行，最后稳定在并联间隙底部进行燃烧，直至跳闸熄灭。由于电弧被拉向远离绝缘子串的方向，从而避免了其对绝缘子串的灼烧，有效地保护了绝缘子串不受伤害。

四、抗干扰措施的优化设计

为了提高电子式互感器的抗干扰能力，在部分应用环境下可以使用防护器件，需要注意的是所使用的防护器件不可以对互感器的正常工作状态造成干扰，在没有抗干扰措施和施加抗干扰措施两种状态下的输出情况，互感器在加抗干扰措施的同时也加入了TVS管与RC滤波电路，可以得到相互重合的波形，通过FFT分析法对两种波形进行研究，这两种滤形只存在0.01%的差异，提示在电子互感器中加入防护器件对于正常运行状态下的互感器不会造成影响。

五、控制电磁辐射对线路造成的影响

220kV架空输电线路在工作中会对外界产生一定程度的电磁辐射，这种电磁辐射可能会引起电场效应从而造成线路安全隐患，也会对周围电磁信号的接收产生干扰，影响周围电气设备的正常使用。在线路设计时应该强化对电线线路的电感控制，保持控制杆塔与地面的安全距离，做好电气绝缘的配合工作，并且应安排专人采取相应的措施进行检测，将电磁辐射的程度降至安全范围内，防止能对人民群众的生命财产安全造成伤害的情况发生。

六、结束语

综上所述，220kV架空输电线路的设计是一项具有复杂性的综合工程，不仅需要深厚的理论基础，还需要巨大的经济投入。在进行线路设计时，工作人员不仅需要因地制宜的调整设计方案，使得设计方案能最大程度的保障线路的性能，还应注重对施工成本的考虑，只有将两方面结合起来才能达到输电线路高效可持续的要求。

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