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摘 要：近些年來，220kV及110kV输电线路作为我国现阶段主要的供电网，担负着电能输送的主要任务，其供电可靠性直接影响着电能输送的安全性和稳定性。文章结合笔者的工作总结，主要阐述了高压输电线路特点，在此基础上，提出了高压输电线路技术，并针对高压输电线路应注意问题进行了论述。
关键词：高压输电线路；路径优化；导地选型；基础设计；拓扑设计
中图分类号：TM621.5 文献标识码：A 文章编号：
1引言
电力工程设计是一门科学，而高压输电线路设计是电力工程设计的重要的组成部分。高压输电线路一直担负着输送和分配电能的任务，并联络各发电厂、变电站使之有效运行，外部环境对其的影响较大。需要根据线路所经过地区的实际气象、地形、地质条件进行杆塔、基础设计，这就决定了高压输电线路设计的复杂性。 高压输电线路主要由导线、地线、绝缘子（串）、线路金具、杆塔和拉线、基础以及接地装置等部分组成。基础设计受地形、地貌和地质条件的影响很大，应根据具体塔位的实际条件进行设计，杆塔设计基本是由导线截面、地形条件和气象条件决定，只要各工程的设计条件基本相当，杆塔是可以通用的。本文主要就高压输电线路设计中应当注意的要点进行论述。
2 高压输电线路特点
与目前拥有的低压、普压输电线路比较，高压输电线路应当具备下列特点：（1）安全运行的过程中具有较高要求的可靠性。因为高压输电线路需要输送较大的容量，通常电网中电源点和负荷中心输送能源线路具有十分重要的地位，一旦产生安全事故会对社会经济造成很大的影响。（2）线路具有极高的结构参数。高压输电线路的高杆塔，具有较长的绝缘子串、较多的绝缘子片数、较大的吨位，倒塌事故产生之后给修复工作带来了较大的难度，对准备备件备品的工作也提出了极高的要求。（3）运行中的线路具有较高的参数。 高压线路存在着比较高的额定电压，促使周围带电体产生较高的电场强度。（4）较长的线路、沿线十分复杂的地理环境，高压输电线路通常需要穿过峡谷高山，交通运输存在着较大的困难，维修工作十分艰巨。
3 高压输电线路设计中注意要点
3.1 路径优化选择
输电线路路径选择是整个线路设计工作中的关键，方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、 运行条件起着重要作用。在这个过程中，首先要了解当地的气象、水文、地质条件。 根据当地地形特点，合理选择路径。在此基础上，对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施，尤其是采矿区的资料，进行充分的收集和调研。 并应用卫片选线技术，进行多方案路径比选，比选出最优路径。
路径应避开不良地质、水文及气象地段，提高工程抵御自然灾害和突发事故的能力和水平；避让了危及线路安全可靠运行的设施，减少了线路建设对地方规划及其它设施的负面影响；尤其是最大程度地避让了采矿区，提高线路的安全运行条件。在各方面条件允许的情况下，本次工程线路尽可能与已有及拟建电力线并行，减少交叉跨越，降低建设成本。做好输电线路对环境影响的各项评价工作，对涉及外部条件的环境影响评价、压覆矿产评估、地质灾害评估、 文物调查及评估、地震安全性评价等工程前期工作都需得到相关行政管理部门的许可批准后，工程才能实施。
3.2 导地线选型
送电线路的导线长期在旷野、山区或湖海边缘运行，需要经常耐受风、冰等外荷载的作用，气温的剧烈变化以及化学气体等的侵袭，同时受国家资源和线路造价等因素的限制。因此，在设计中，对电线的材质、结构等必须慎重选取。线路的输送容量、传输性能、环境影响问题对输电线路的技术经济指标都有很大的影响。要从导线的电气特性、机械特性、投资分析及施工等多个方面对各种导线截面进行技术经济比较，特别在导线选型造价分析中按全寿命周期费用最小为原则分析比较，而不是只考虑基建初投资，这样可以全面考核各导线方案的技术经济性，最后推荐出在技术和经济上最优的导线型号及截面。导线在线路建设投资中所占的比例较大，110kV线路一般要占工程本体投资的12%左右，且它也影响到铁塔荷载的大小和铁塔高度、地线支架高度的选择，如果再考虑因导线方案变化而相应造成的杆塔工程量和基础工程量的变化，其对整个工程的造价影响极其巨大。 合理选择导线截面是安全运行和降低建设投资的关键问题之一。因此，按全寿命周期费用最小为原则选择导线结构，对降低输电线路投资具有重要的意义。
3.3 基础设计
杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分，它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。其施工工期约占整个工期一半时间，运输量约占整个工程的60%，费用约占整个工程的20%～35%。目前我国高压输电线路所采用的普通基础(不包括桩基础)均属于浅基础类型，分回填土和原状土两大类。分别按土重法和剪切法计算。输电线路杆塔基础在受力上与其它建筑物基础有所不同，主要是输电线路杆塔基础除了受下压力作用外，还要受大小基本相等的上拔力作用，同时还有水平力作用。而一般的建筑物结构的自重大，基础只受下压力，不出现上拔力。 因此在输电线路基础设计时都要既能满足上拔力又能满足下压力的要求。 既要利用土的地耐力承受压力，又要利用土的重力抵抗拔力。输电线路杆塔基础有一个显著的特点，基础在全路径内分散，沿线地形地貌、地质条件、地基力学性质差异性极大，交通运输条件也是千差万别。在输电线路基础设计时，要结合塔位地质情况、基础荷载特性、地基承载能力、基础施工方法等因素综合比较基础的技术经济性、 环境保护和施工条件。
3.4 高压输电线路拓扑设计
一般情况下，输电线路导线相间的垂直与水平距离应当由输电塔和导线之间最小间距决定。事实上，对于在悬吊铁塔上安装的绝缘子串上使用的跳线环，规定了不同的 2种摆动角。 除此以外，影响相导线间距的因素还包括：（1）底部横担的顶部与构件连接的倾角越大，为了确保导线的间距，两任意横担之间也会出现越大的垂直距离。 这样就增加了相导线的垂直距离。（2）铁塔外面障碍物最近构件产生越大的倾角，布置导线也会离得越远，确保导线规定的间距。增加了相导线水平距离。（3）为了避免相导线之间发生垂直现象，进而降低振动现象发生时可能产生的碰撞，中间位置的横担应比其他两个横档距离长。这样增加了相导线之间的水平距离。这些因素决定了输电线塔导线的正常距离。可是，在丘陵地带，遇到较长的档距，当导线固定的垂直和水平距离达到最小值的时候，还要为导线的振动与覆冰预留位置。因此，在高山地区经过输电线路时，在设计初级阶段，需要科学确定输电线路具有的拓扑结构，也就是相导线在垂直与水平上的距离。
3.5 输电线路的防雷设计
高压雷电流现象会产生数十万伏的冲击电压，这样的巨大电压对电气设备造成瞬间冲击，能够击穿绝缘并使设备出现短路，产生爆炸、 燃烧等灾害。 雷电流高热现象释放强大电流的同时，还会产生巨大的热能，雷击点会产生极高的热量，可能会熔化金属，引起火灾。雷电流产生的机械效应重点体现为物体遭遇雷击后的爆炸、崩溃、扭曲等一系列对人员财产造成危害的行为。电流静电感应能够使被击物体产生大量的与雷电性质相反的电荷，雷电消失流散不及时，就会产生超高的电压并产生放电现象进而造成火灾。 因此，分析输电线路隐藏的雷电危害，可以更好的为防雷设计做好准备工作。第一，要安装避雷针，一般避雷针应当比被保护的建筑物或设备高，避雷针利用引流体安全的将雷电流导入地中，进而对某一指定范围内的建筑物和设备起到了很好的保护作用。 避雷针中的接地设备所起的作用是尽量减小位于泄流上的电阻数值，尽量降低电压冲击的幅值。第二，避雷线的使用。避雷线的结构与避雷针基本上相同，其组成部分是导电线、引下雷电流导体和接地设备。
4 结束语
总之，输电线路是电力系统的动脉，它将巨大的电能输送到四面八方，是连接各变电站、 各重要用户的纽带。输电线路的安全运行直接影响到电网的稳定和向用户的可靠供电，在电网中占据举足轻重的地位。因此，需要做好输电线路设计工作，为我国的电力工业发展提供重要保证。
参考文献
[1]熊波.浅谈送电线路杆塔的设计[J].中小企业管理与科技，2010.
[2]郭思顺.架空送电线路设计基础[M].中国电力出版社，2009.
[3]孟遂民.架空输电线路设计[M].中国电力出版社，2007.
关键词：高压输电线路；路径优化；导地选型；基础设计；拓扑设计
中图分类号：TM621.5 文献标识码：A 文章编号：
1引言
电力工程设计是一门科学，而高压输电线路设计是电力工程设计的重要的组成部分。高压输电线路一直担负着输送和分配电能的任务，并联络各发电厂、变电站使之有效运行，外部环境对其的影响较大。需要根据线路所经过地区的实际气象、地形、地质条件进行杆塔、基础设计，这就决定了高压输电线路设计的复杂性。 高压输电线路主要由导线、地线、绝缘子（串）、线路金具、杆塔和拉线、基础以及接地装置等部分组成。基础设计受地形、地貌和地质条件的影响很大，应根据具体塔位的实际条件进行设计，杆塔设计基本是由导线截面、地形条件和气象条件决定，只要各工程的设计条件基本相当，杆塔是可以通用的。本文主要就高压输电线路设计中应当注意的要点进行论述。
2 高压输电线路特点
与目前拥有的低压、普压输电线路比较，高压输电线路应当具备下列特点：（1）安全运行的过程中具有较高要求的可靠性。因为高压输电线路需要输送较大的容量，通常电网中电源点和负荷中心输送能源线路具有十分重要的地位，一旦产生安全事故会对社会经济造成很大的影响。（2）线路具有极高的结构参数。高压输电线路的高杆塔，具有较长的绝缘子串、较多的绝缘子片数、较大的吨位，倒塌事故产生之后给修复工作带来了较大的难度，对准备备件备品的工作也提出了极高的要求。（3）运行中的线路具有较高的参数。 高压线路存在着比较高的额定电压，促使周围带电体产生较高的电场强度。（4）较长的线路、沿线十分复杂的地理环境，高压输电线路通常需要穿过峡谷高山，交通运输存在着较大的困难，维修工作十分艰巨。
3 高压输电线路设计中注意要点
3.1 路径优化选择
输电线路路径选择是整个线路设计工作中的关键，方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、 运行条件起着重要作用。在这个过程中，首先要了解当地的气象、水文、地质条件。 根据当地地形特点，合理选择路径。在此基础上，对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施，尤其是采矿区的资料，进行充分的收集和调研。 并应用卫片选线技术，进行多方案路径比选，比选出最优路径。
路径应避开不良地质、水文及气象地段，提高工程抵御自然灾害和突发事故的能力和水平；避让了危及线路安全可靠运行的设施，减少了线路建设对地方规划及其它设施的负面影响；尤其是最大程度地避让了采矿区，提高线路的安全运行条件。在各方面条件允许的情况下，本次工程线路尽可能与已有及拟建电力线并行，减少交叉跨越，降低建设成本。做好输电线路对环境影响的各项评价工作，对涉及外部条件的环境影响评价、压覆矿产评估、地质灾害评估、 文物调查及评估、地震安全性评价等工程前期工作都需得到相关行政管理部门的许可批准后，工程才能实施。
3.2 导地线选型
送电线路的导线长期在旷野、山区或湖海边缘运行，需要经常耐受风、冰等外荷载的作用，气温的剧烈变化以及化学气体等的侵袭，同时受国家资源和线路造价等因素的限制。因此，在设计中，对电线的材质、结构等必须慎重选取。线路的输送容量、传输性能、环境影响问题对输电线路的技术经济指标都有很大的影响。要从导线的电气特性、机械特性、投资分析及施工等多个方面对各种导线截面进行技术经济比较，特别在导线选型造价分析中按全寿命周期费用最小为原则分析比较，而不是只考虑基建初投资，这样可以全面考核各导线方案的技术经济性，最后推荐出在技术和经济上最优的导线型号及截面。导线在线路建设投资中所占的比例较大，110kV线路一般要占工程本体投资的12%左右，且它也影响到铁塔荷载的大小和铁塔高度、地线支架高度的选择，如果再考虑因导线方案变化而相应造成的杆塔工程量和基础工程量的变化，其对整个工程的造价影响极其巨大。 合理选择导线截面是安全运行和降低建设投资的关键问题之一。因此，按全寿命周期费用最小为原则选择导线结构，对降低输电线路投资具有重要的意义。
3.3 基础设计
杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分，它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。其施工工期约占整个工期一半时间，运输量约占整个工程的60%，费用约占整个工程的20%～35%。目前我国高压输电线路所采用的普通基础(不包括桩基础)均属于浅基础类型，分回填土和原状土两大类。分别按土重法和剪切法计算。输电线路杆塔基础在受力上与其它建筑物基础有所不同，主要是输电线路杆塔基础除了受下压力作用外，还要受大小基本相等的上拔力作用，同时还有水平力作用。而一般的建筑物结构的自重大，基础只受下压力，不出现上拔力。 因此在输电线路基础设计时都要既能满足上拔力又能满足下压力的要求。 既要利用土的地耐力承受压力，又要利用土的重力抵抗拔力。输电线路杆塔基础有一个显著的特点，基础在全路径内分散，沿线地形地貌、地质条件、地基力学性质差异性极大，交通运输条件也是千差万别。在输电线路基础设计时，要结合塔位地质情况、基础荷载特性、地基承载能力、基础施工方法等因素综合比较基础的技术经济性、 环境保护和施工条件。
3.4 高压输电线路拓扑设计
一般情况下，输电线路导线相间的垂直与水平距离应当由输电塔和导线之间最小间距决定。事实上，对于在悬吊铁塔上安装的绝缘子串上使用的跳线环，规定了不同的 2种摆动角。 除此以外，影响相导线间距的因素还包括：（1）底部横担的顶部与构件连接的倾角越大，为了确保导线的间距，两任意横担之间也会出现越大的垂直距离。 这样就增加了相导线的垂直距离。（2）铁塔外面障碍物最近构件产生越大的倾角，布置导线也会离得越远，确保导线规定的间距。增加了相导线水平距离。（3）为了避免相导线之间发生垂直现象，进而降低振动现象发生时可能产生的碰撞，中间位置的横担应比其他两个横档距离长。这样增加了相导线之间的水平距离。这些因素决定了输电线塔导线的正常距离。可是，在丘陵地带，遇到较长的档距，当导线固定的垂直和水平距离达到最小值的时候，还要为导线的振动与覆冰预留位置。因此，在高山地区经过输电线路时，在设计初级阶段，需要科学确定输电线路具有的拓扑结构，也就是相导线在垂直与水平上的距离。
3.5 输电线路的防雷设计
高压雷电流现象会产生数十万伏的冲击电压，这样的巨大电压对电气设备造成瞬间冲击，能够击穿绝缘并使设备出现短路，产生爆炸、 燃烧等灾害。 雷电流高热现象释放强大电流的同时，还会产生巨大的热能，雷击点会产生极高的热量，可能会熔化金属，引起火灾。雷电流产生的机械效应重点体现为物体遭遇雷击后的爆炸、崩溃、扭曲等一系列对人员财产造成危害的行为。电流静电感应能够使被击物体产生大量的与雷电性质相反的电荷，雷电消失流散不及时，就会产生超高的电压并产生放电现象进而造成火灾。 因此，分析输电线路隐藏的雷电危害，可以更好的为防雷设计做好准备工作。第一，要安装避雷针，一般避雷针应当比被保护的建筑物或设备高，避雷针利用引流体安全的将雷电流导入地中，进而对某一指定范围内的建筑物和设备起到了很好的保护作用。 避雷针中的接地设备所起的作用是尽量减小位于泄流上的电阻数值，尽量降低电压冲击的幅值。第二，避雷线的使用。避雷线的结构与避雷针基本上相同，其组成部分是导电线、引下雷电流导体和接地设备。
4 结束语
总之，输电线路是电力系统的动脉，它将巨大的电能输送到四面八方，是连接各变电站、 各重要用户的纽带。输电线路的安全运行直接影响到电网的稳定和向用户的可靠供电，在电网中占据举足轻重的地位。因此，需要做好输电线路设计工作，为我国的电力工业发展提供重要保证。
参考文献
[1]熊波.浅谈送电线路杆塔的设计[J].中小企业管理与科技，2010.
[2]郭思顺.架空送电线路设计基础[M].中国电力出版社，2009.
[3]孟遂民.架空输电线路设计[M].中国电力出版社，2007.