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优化高压输电线路设计的措施探讨潘军
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摘要:高压输电线路作为电力系统的主体,主要负责为广大电力用户输送电能的任务,在改革开放以来,在城市化建设飞速发展的同时,也推动了我国电力行业的快速发展,随着高压输电线路的不断增多,也显现出输电线路在设计中的问题,在此,笔者先对高压输电线路设计中需要注意的具体要求进行简要分析,并提出几点改进措施。
关键词:高压架空;输电线路;优化措施
近年来,我国的经济得到快速发展,人们的生活水平也不断提高,社会各界及普通居民对于电力的需求也与日俱增。在电力系统中,电压等级的高度与构成电线网络复杂程度成正比,加之目前城市化建设程度也不断扩大[1],一些高压变电站也与市区相距较近,因此为了保障城市居民的正常生活,减少高压输电线路对城市环境的影响,对高压输电线路的优化工作已迫在眉睫。
一、高压输电线路的设计要求
高压电缆线路及高压架空线路是高压输电线路的两种表现形式,其中高压架空输电线路主要是由输电线路杆塔、导地线及绝缘子三部分组成,一般采用不具有任何绝缘性能的裸导线,利用绝缘子输送电能,高压架空输电线路也是目前我国最为广泛使用的一种输电方式。
1.1输电线路杆塔
输电线路杆塔是指利用钢筋混凝土筑成的大型杆塔(或铁塔)[2],其主要作用是支撑高压架空输电线路。输电线路杆塔的设计过程中主要需要注意基础下压量、基础底板承受能力等多方面的计算,按照其自身实际特性不同,通常被分为直线塔、分体塔等多种不同结构。
1.2高压输电线路导地线
通常情况下,选择导电性能相对比较优良的金属材料(如铝合金、铜合金等)作为高压架空导线;选择曲率半径相对较大,并且可以出现电晕放电的材料作为高压输电线路的导地线;为了提高高压输电线路的输电容量,提升输电效率,通常是选用分裂导线,此外,架空的输电线路经常会出现遭到雷击的现象,而雷击带来的巨大电压会影响导地线的正常工作,因此,在高压架空输电线路中还应当注意避雷线的选择[3]。
1.3绝缘子
绝缘子不仅能够在高压输电线路的正常运行中支撑导线,还能够有效分隔输电导线与大地,起到绝缘的作用,是架空输电导线的重要构件。在对高压输电线路的设计过程中需要根据绝缘子的性能特点进行科学、合理的设计工作。一般来讲,当架空输电线路承载的电压越高时,对于绝缘子的绝缘效果的要求也会相应提高,按照绝缘子的材料主要可被分为悬式盘型绝缘子、玻璃绝缘子等,同时,绝缘子实际性能的优劣会直接受到绝缘子本身所使用材料的影响。
二、高压输电线路优化措施
由于我国地域辽阔,也使得在设计高压架空输电线路的过程中需要考虑更大的占地面积,并且因为高压输电线路承载电压过高,有时还会出现一定程度的电场效应,极大程度提高了设计难度,除此之外,由于城市建设大力发展,使得市区与高压变电站越来越近,为了保证居民正常的日常生活,也更加需要重视对高压输电线路的优化设计。
2.1从对城市的影响方面考虑
在对高压输电线路的优化设计中,需要特别注意对城市带来的影响,以此进行分析:①跨步电压:在高压接地网络中存在直流电流及交流电流。而跨步电压是指人在高压接地网内行走时,人体两腿之间形成的电压。人体在正常行走时,两脚之间的距离一般在70~90cm,能够承受的最大跨步电压为35~45V,若跨步电压超出这一范围,就极有可能使人体遭受电击,若人体摔倒在地时,会对人体造成更大的威胁;②电磁污染:当高压输电线路电压过高,产生的电磁场的强度达到一定程度后,就会出现电磁污染的情况,为附近人体及动物带来一定程度的危害。③噪声污染:若高压输电线路出现电晕放电的情况时,可能会释放出较大的噪声,特别是高压产生的噪声频率较宽,会给城市的居民带来更大的危害。
2.2优化措施
2.2.1城市高压线路设计标准
当高压架空输电线路的导线离地超过13m时,在离地2m的工频磁场应当保持在0.05mT以内、低频电场要求<2.5KVM[4]。根据实际的调查,高压输电线路的工频电场在正常情况下,一般不会超过正常范围,但若线路附近出现障碍物,就可能导致电磁超标,城市居民楼建筑也会对电磁场产生一定影响,因此在高压线路的实际中,需要充分注意电磁变化,对高压线路进行合理的优化设计。
2.2.2输电线路走廊设计优化
在城市的建设发展中,大型的摩天大楼不断出现,使得城市可利用空间越来越少,严重限制着高压输电线路对地面走廊的应用,然而电力用户对于电力的需求还在不断提高,因此,出现了对高压输电线路在高空搭架的方式,为了能尽可能满足居民对于电力的需求,在设计中可以对杆塔进行更多设计,为输电线路提供更多搭设形式(比如:同塔双回、同塔多回等)。
2.2.3环境影响优化
我国并没有明确规定工频电磁场强度的相关等级及限定数值,特别是在高空输电线路的设计中,我国现阶段使用的标准与国际标准还存在较大差异,其中电磁污
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