摘要：输电线在电力系统中主要起着分配、输送电力的作用，由于输电线路运输距离远，在运输过程中会损失部分电力，降低输电线路的电压。随着经济社会的发展，人们对电力需求不断增大，国家大力建设高压电网。高压电网电压等级高、辐射强，因此大部分使用架空线路。由于架空线路运行环境恶化，在运行过程中很容易出现电力故障。为了确保架空线线路运行安全性和可靠性，必须提高架空输电线路设计水平。本文就针对高压架空输电线路设计的优化措施进行简要分析。
关键词：高压；架空输电线路；设计；优化措施
1高压架空输电线路设计的重要性
架空输电线路设计是一项综合性很强的工作，线路设计正确与否，不仅决定着线路工程建设本身的技术、经济合理性，也对电力系统运行的安全性、可靠性起着关键的作用。架空输电线路设计所涉及的专业知识面广，因此从事该项设计的人员不仅要掌握本专业的技术知识，而且还要了解相关专业的知识，熟悉国家有关规程规范及相关部门的特殊要求。此外随着计算机网络技术、传感技术的不断进步，设计人员更要不断优化对架空输电线路的设计，从而提高电网的可靠性，保障电网安全稳定的运行。
2高压架空输电线路的组成
2.1输电线路导线
架空线路的导线一般由导电性能良好的金属制成，为保持合适的通流密度，导线应该根据工程输送容量的需要来选择截面，为降低电晕放电的可能，导线应具有较大的曲率半径。高压架空输电线路多采用分裂导线来提高输送容量，为防止架空输电线路的感应过电压和雷击过电压带来的伤害，多在输电线路导线的上方架设避雷线，对于重要的输电线路，通常设置两根避雷线且增大地线架保护角。在设计架空输电线路时，应考虑线路沿线的气候环境、自然条件、雷闪、雨淋、结冰、洪水、湿雾等的影响。
2.2架空线路的组成
目前，我国的高压线路主要有架空线路和电缆线路两种方式。由于架空线路具有技术成熟、建设费用低、运行维护容易等优点，是现阶段国内最常见的输电线路建设方式。高压架空输电线路主要由如下三大版块组成：①支撑带电导体的杆塔及基础；②承受带电导体垂直荷载及水平荷载，并实现带电导体与杆塔电气隔离的绝缘子串；③输送电能的导线及对导线起防护作用的避雷线。
2.3绝缘子
在高压架空线路中，绝缘子作为其中非常重要的一个构件，在一定负荷及过电压条件下能够有效的对导线进行支撑，同时还能够确保导线带电部分与大地绝缘。对于绝缘子的性能，绝缘材料的质量会对其产生直接的影响，当前高压架空线路上采用的绝缘子多以玻璃绝缘子、悬式盘型绝缘子、有机复合材料绝缘子等为主。在高压架空线路设计中，需要对绝缘子的电气强度、机械荷载、抗腐蚀性能等进行特别关注，确保与高压架空输电线路的要求相符。
2.4输电线路杆塔
杆塔的搭建在整个线路施工中占有非常大的比重，是线路架设的前提。杆塔及基础类型的选择应该符合一系列的科学性标准和技术性要求，还应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。没有特殊要求的话，架空输电线路宜采用在技术上已经成熟的杆塔，如果一定要使用新型杆塔，则需要反复进行实验，确保精准无误后再投入使用。
2.5线路走廊
线路走廊就是架空线路途经的区域，对于地面宽度和净空走廊具有一定的要求。在开辟线路走廊过程中会受到土地利用、自然环境及城市建设等多方面的影响，从而制约架空输电线路的发展。因此在当前架空输电线路中，通常采用同塔双回及同塔多回的架设方式，从而有效的实现线路走廊成本的节约。
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3高压架空输电线路设计的优化措施
3.1切实加强对有关影响因素的考虑
在高压架空输电线路设计中，由于受其影响因素较多，为了更好地确保高压架空输电线路设计水平得到优化和完善，就必须考虑其电磁污染、跨步电压以及噪音等影响。就电磁污染来看，主要是对广播、电视、通信等影响。对于跨步电压，由于高压接地网内流过的电流较大，当电流流入地点周边有行人在电位分布区行走时，就会在两脚间形成一定的电位差，这就是跨步电压。在行走过程中，前后脚的距离一般是0.8米，所以若跨步电压达到40-50V时，行人就会被击中，人身在接触这种电压后出现电击事故。而就噪音来看，主要是噪音给人的正常生活带来的影响较大，其给周边居民的身心健康带来一定的影响。所以在对高压架空输电线路进行优化设计时，必须考虑这些因素，尽可能地将这些因素带来的影响降到最低，才能促进设计水平的提升。
3.2优化高压架空输电线路路径与杆塔的设计
由于高压架空输电线路在走廊路径上的要求较为严格。所以在设计路径走廊时，应尽可能地顺着道路、沟渠、绿化带进行架设，而靠绿地和道路的一侧为半走廊，这样就能得到自由使用，从而更好地满足城市规划的需要。而在选择杆塔时，应以钢管杆为主，其不仅外形美观、占地面积少，而且还便于安装，既能满足城市地势平坦的特点，又能满足经济性的需要。
3.3优化高压架空输电线路绝缘配合的设计
在高压架空输电线路中，其绝缘配合主要是以惯用法为主，在具体的设计过程中，我们应切实强化对其的设计与优化。一是做好绝缘子串的设计。在绝缘子串设计时，首先应确保其在工作电压下不会出现污闪；其次是在过电压情况下操作时不会出现湿闪；最后是其对雷电冲击绝缘性能的优化。二是强化空气距离选择。在不同的要求下的空气间距要求不同。就工作电压对空气间距的要求来看，主要是考虑工频电压的升高和气象条件以安全裕度等方面的因素，从而更好地确保所设计的工作电压的空气间距负荷实际的需要。而就雷电过压对空气距离的要求来看，主要是尽可能地将绝缘子串沿面的闪络减少，从而将釉面损失减少。三是做好高压架空输电线路的防雷接地设计，主要是在全线中尽可能地采用双避雷线，以更好地确保其安全，对同杆塔架设的两回路线路或多回路线路应采用差异化防雷。在接地方面，主要是确保接地引出线和接地体之间的焊接质量，并确保杆塔的接地装置的引出线的截面积达标，同时对其进行热镀锌处理，最终满足实际施工的需要。
3.4优化高压架空输电线路走廊的设计
城市的使用空间紧张，进而导致限制用地走廊的使用情况，随着经济社会的快速发展，用电需求不断地增高，因此在高压架空线路中可以使用多种架设方式，如同塔多回双回。为了确保城市居民的用电需求，在设计铁塔类型时采用多种设计方案。
3.5优化高压架空输电线路的环境影响
关于工频电磁场的强度限值，并没有给予明确规定，尤其是在设计超高压架空输电线路中。我国目前采用的标准和国际标准有差距，主要表现在电磁污染、噪声污染等方面，因此需要做出些许的改进，采取环境限值优化措施来减少与国际标准化的差距。
3.6信息共享平台
电网的重要组成部分就是输电网，随着经济的发展和科学技术不断提升，输电网也越来越智能化。为了顺应发展潮流，应当树立输电线路的防灾意识和建立安全信息共享平台。如果春夏季节台风频繁，通常会发生输电线路断电、断线现象，和杆塔倒塌等危害事故。如果在运用先进的技术，进行智能化的操作，将情况及时传达到信号监控中心，有利于及时采取措施去解决此类问题。对其智能化不但能降低线路故障的发生概率，还能提高其智能化水平。
结语
智能电网的建设日益增多，再加上高压架空输电线路的不断增设，因此对其设计研究也进一步增强。如今，我国的计算机网络技术、信息化技术等不断的发展，同时智能电网也日益强大起来，但有利亦有弊，因为大规模的电网建立，会有各种不同的问题接踵而来。如果想要保障电网安全稳定地运行下去，就要对高压架空输电线路设计进行优化，增加电网系统的自愈能力，从而提高其应对地震、冰雪灾害等自然灾害的保护能力，有效地保障电网的安全运行。
参考文献
[1]姚松林.浅谈高压架空输电线路设计的优化方法[J].工程技术：文摘版，2016(7):00048.
[2]赖明亮.高压架空输电线路钢管杆结构优化设计研究[J].工程技术：全文版，2016(7):00214.
论文作者:陈密
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/2
标签：线路论文; 高压论文; 杆塔论文; 绝缘子论文; 导线论文; 电网论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第7期论文;