2018输电线路技术改造探究

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　　 摘要：首先从输电线路建设防雷、接地方式的设计以及杆塔的选择两个角度对输电线路建设的基本原则进行探讨，然后从以上几个方面提出了针对性的技术改造措施，用以提高输电线路的技术与经济效益。
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　　 关键词：输电线路；技术改造；经济效益
　　 0、引言
　　 随着我国经济建设的加速，社会对电力需求不断增加，这使得我国的输电线路总体长度和输送能量等得到不断的增长。这时，对输电线路运行的可靠性与安全性提出了更高的要求。尤其是在境内雷击频繁的区域，加强这部分输电线路雷击、接地和杆塔等方面的技术改造将极大的提高输电线路的安全性与可靠性。
　　 1、输电线路防雷、接地设计的基本原则
　　 通常来讲，雷击瞬时的主放电温度能够达到20000℃，在这种高温条件下放电周围的空气迅速膨胀，同时还伴随着巨大的声响和耀眼的闪光。当雷击对地时，雷击附近的导线将出现感应过电压的现象，导致道导体中产生大量的热量，将可能迅速造成输电线路的断股与短线。而且还将产生强大的机械效应，造成杆塔被击毁、电杆断裂等现象。
　　 线路的绝对防雷是不可能实现的，通常我们采用这样几个指标来评价输电线路的优劣性：其一，线路的耐雷击水平，也就是当雷击发生时线路的绝缘不出现闪络的电流的最大幅值；其二，雷击导致线路发生跳闸的概率，通常是以每100km每年由于雷击而发生跳闸的次数来进行评价。为了提高线路的防雷水平，通常从这样四个方面入手：其一，保证输电线路不直接经受雷击；其二，即使受雷击后绝缘不出现闪络问题；其三，即使绝缘闪络之后也不会形成稳定的工频电弧；其四，形成工频电弧后也不会中断线路的电力供应。
　　 通常，从这四个方面入手，采取下面这样几个方面的措施：① 架设避雷线，它是高也和超高压输电线路进行防雷的一种最为基本的措施，主要功能在于防止雷击直接作用在导线上；② 减小杆塔的接地电阻，通常而言通过这种方式可以有效的提高输电线路的耐雷击水平，降低线路跳闸发生的额概率；③ 架设耦合地线，当雷击杆塔时可以发挥分流的作用，提高线路的耐雷击水平；④ 设置自动重合闸装置。
　　 2、杆塔的设计和架设
　　 一般来讲，杆塔主要包括这样几种主要的类型：
　　 2.1 混凝土电线杆
　　 这种电线杆在1952年之后被广泛的运用，其一个重要的优势就是可以节约大量的钢材。但是由于运输、施工和架设等方面的不便，尤其是在输电线路传输容量迅速增加的今天，导线的截面积不断增加，杆塔需要承受的载荷迅速增大，因此一般在架设220kV及以上的输电线路时，一般采用铁塔来代替。
　　 2.2 拉线式的角钢铁塔
　　 这种杆塔主要是由塔头、主柱以及拉线等几个部分构成，其中的塔头与主柱都是采用角钢焊接而成的空间桁架形式组成，具有优良的结构稳定性，能够承受来自输电线带来的较大的轴向外载荷。而其采用的拉线一般为强度极高的钢绞线，这保证了在承受输电线的强大外载荷的同时还可以有效的减少杆塔的钢材用量。但是，这种架设方式占用了较大的土地面积，不利于在耕地资源紧缺的区域使用。
　　 2.3 钢管杆塔
　　 这种形式的杆塔主要是在城区电网中使用，由于用电需求量的增加，110KV-220KV变电站开始进入城区。但是由于受到城区街道宽度等方面的限制，常规的大型杆塔结构不适于在在其中架设，这时可以采用占地面积较小，美观大方的钢管结构，这将是城区输电线路架设的一个重要方向。
　　 3、输电线路的技术改造
　　 3.1 尽可能发挥出线路雷电定位系统的功能
　　 随着雷电定位系统的应用，为迅速的查找出线路的故障点，之后通过对数据的分析和定位来对当地各个季度雷电的活动情况加以掌握，给输电线路的事故分析提供了一个有效的技术手段。通常在对某一区域的雷电活动情况进行评价时，主要是以年平均雷电日来作为评价的依据的，但是这种方式受到人为、地理等方面的影响较大，存在着较大的误差。通过输电线路的雷电定位系统可以收集到准确的雷电信息，包括雷电活动的具体情况、落雷密度以及雷电对线路的破坏程度等，为加强输电线路的防雷工作提供了有效的措施和策略。
　　 3.2 利用非平衡绝缘方式架设线路
　　 在同一个杆塔上架设双回线路时，当采用的线路防雷措施不能够满足线路的运行要求时，可以采用非平衡的绝缘方式来对双线回路在雷击时同时发生跳闸的概率，实现连续供电，提高线路的运行可靠度。简单的讲，非平衡就是使得双回路的绝缘子串片数不同，当遭到雷击时，绝缘子串片数目少得回路将率先发生闪络，在闪络之后形成地线，增加了对另一个回路导线的耦合作用，有效的增加了这个回路的抗雷击水平，提高了线路供电的连续性。
　　 3.3 提高绝缘效果
　　 一般的杆塔可以采用增加绝缘串片数目的方式来提高绝缘效果。对于高杆塔而言，由于其等值电感较大，感应过电压较高，绕击概率也较大，因此可以采用适当增加绝缘子串片数目的方式来提高杆塔的防雷性能。通常要求超过40m的安装了避雷线的杆塔，高度每增加10m可以增加一片绝缘子。
　　 同时，还可以采用改善杆塔的接地通道等方式来提高线路的防雷水平，诸如改善线路的接地系统等。
　　 3.4 提高杆塔的设计水平
　　 (1) 当线路需要穿越障碍或者是跨过障碍物等时，在了解障碍物性质的基础上，包括区分开固定物与非固定物等，以动态的方式来对他们进行分析，合理的设置好输电线路与需要跨越的障碍物之间的安全距离。以穿越林区为例，设计线路时还要考虑到植物生长的最终高度和生长方向等，保证以后线路长时间的运行稳定。
　　 (2) 当输电线路架设的通道受到限制时，要尽可能的采用紧凑型的铁塔。这样，通过加大铁塔的档距、减小根开等方式，有效的减少了线路铁塔占用通道的土地面积，减少了对周围农业、林业以及生态环境等的破坏，综合经济效益高。以ABB生产的一种输电塔为例，下图1所示，它具有结构紧凑，占用地面面积小得特点，在设计方面符合经济与技术两个方面的要求。同时，它还是一个灵活而独特的系统，通过塔与线缆两个部分的有机构成，相互间的作用能承受较大的外部压力。
　　
　　 图1 紧凑型铁塔
　　 (4) 随着人们环保意识越来越强烈，在输电线路的设计与施工过程中还需要考虑到线路对环境与当地水土等方面的环境因素。为例减少由于建设而导致对环境与水土等方面带来的不利影响，节约工程投资，可以通过减少对施工基面的施工开挖量，而这个关键在于改变输电线路铁塔自身接腿的基本形式。尤其是在山区线路的架设过程中，线路的设计要尽量采用高低腿铁塔，拉线ZV型铁塔，这样能有效的建设施工基面的开方量，在完全适应当地的地形的同时还可以提高经济效益。
　　 参考文献：
　　 [1] 林俊标. 论揭阳供电分公司输电线路改造设计. 华南理工大学. 2005-05.
　　 [2] 黄志锋. 西山陂也站35 kv线路技术改造. 甘肃水利水电技术. 2008-03.
　　 [3] 朱时阳，邓雨荣，李明贵. 广西电网输电线路雷害情况分析及对策研究. 广西电力. 2010-02.
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。