对城市紧凑型架空输电线路设计的探讨
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【摘 要】随着人们的生活水平的不断提高，人们对供电的要求已经不仅仅局限于满足日常生活需要，开始逐渐向着供电安全和用电安全方面发展。就目前而言，我国输电线路依旧以架空输电线路为主，因此不断提高城市架空输电线路的设计水平，提高其输电稳定性，是不断提高人们用电安全的重要手段之一。本文对城市紧凑型架空输电线路的设计进行了详细探讨，并简要介绍了架空输电线路的概念、优点和缺点。
【关键词】紧凑型；输电线路；设计
近年来，我国的社会经济得到了飞速发展，电力事业也得到了迅速发展，但是在供电安全方面我国与发达国家之间依旧存在很大差距，所以人们越来越看重电力系统的安全性和稳定性发展。随着我国城市化发展的不断加快，城市地区建筑物密度越来越大，城市架空输电线路的设计难度也越来越大，如何设计紧凑型架空输电线路已经成为城市发展的难题之一。
一、架空输电线路的概念
所谓架空输电线路就是以绝缘子为固定装置，将输电线路固定在地面已经树立好的杆塔之上的一种输电方法。架空线路结构简单，一般有接地装置、导线、杆塔、绝缘子、架空地线组成，各个部件之间环环相扣，构成了最基本的架空线路。
紧凑型架空电路是在基本架空线路上的一种改进，通过缩短相间距离、优化导线排列、增加相分裂导线等方法来改变输电线路的几何结构，以达到减小线路走廊占地面积的目的，不仅可以提高输电线路的输电能力，还能在一定程度上减少输电线路材料的投入，节约成本。
二、架空输电路的优点和缺点
（一）紧凑型架空输电路的优点
目前，输电线路根据结构的不同主要分为架空输电线路和电缆输电线路，由于电缆输电线路成本巨大，维修困难，架空输电线路就有了许多不可忽视的优点：（1）架空输电线路成本低；（2）架空输电线路结构简单，建设难度较低；（3）架空输电线路在陆地表面，相对于电缆输电线路，更加易于检修和维护。综合架空输电线路的种种优点，使其必将得到广泛使用。对于远距离的变电站、发电站之间的电力输送，架空输电线路依然是不二选择。
（二）架空输电线路的缺点
架空输电线路虽然节约了建设成本，但是其存在的缺点也较为明显。架空输电线路直接暴露在半空中，会或多或少的受到寒冷、干燥、暴雨、雷电、雾霾、大风的影响，不断地腐蚀输电线路，降低绝缘子的绝缘效果，缩短电线的使用寿命，其中雷电对架空输电线路的危害最大，严重时可能会直接导致一条输电线路的瘫痪。
三、紧凑型架空输电线路的设计研究
（一）紧凑型输电线路的路径与杆型设计
在城市建设中，考虑到土地面积的最大化利用，导致可以利用的走廊面积不断减小。因此，为了充分利用走廊面积，在建设架空输电线路的时候经常使用双回路甚至多回路，基本上不使用单回路。对于架空输电线路建设位置的选择，多是城市中的道路、绿化带、河区地带等地方，这些地方利用相对比较自由，对于建设过程中一些特殊地点，可以采用单侧三相垂直排列杆型，虽然增加了一定的投入，但是与电缆输电线路相比，依旧更加经济。
我国架空输电线路设计规范中明确规定：当架空输电线路的路径受到限制时，杆塔边到路基边的最小距离必须要超过5米。为了实现城市紧凑型架空输电线路设计，使用钢管杆是最好的选择，在实际的架空输电线路建设中，由于原始道路设计限制，杆塔边到路基边的距离经常会小于5米，这时为了保护杆塔，可以在杆塔近路设置一个保护砼墩。
（二）架空输电线路走廊设计
架空输电线路的走廊设计主要与风偏、塔头设计、安全距离有关。在进行输电线路走廊设计时，把握好风偏和塔头的控制，就可以很好地控制架空输电线路的走廊宽度。为了有效地控制导线风偏，首选固定条线的耐张塔和固定挂点的直线杆塔，这两种塔型都可以很好地控制风偏。对于塔头尺寸设计要满足以下几点：
（1）带电作业的杆塔，带电部分要与基地部分保持最小距离；
（2）在杆塔的运行电压下，杆塔带电部分要与杆塔构件部分保持最小距离；
（3）导线间隙满足公式d=0.4LK（絕缘子长度）+U（电压）/110+0.65f（导线最大弧垂）。
（三）防振锤的选择
防振锤顾名思义是一种防振装置，在架空输电线路发生振动时，防震锤就会利用自身的惯性上下摆动，逐渐消耗掉电线的振动能量，提高架空输电线路的稳定性。选择防振锤时，要尽可能选择与线路振动频率相近的防振锤，只有这样才能在不损坏电线的情况下，最大限度的消耗电线产生的振动能量。
（四）防雷设计与接地设计
防雷设计和接地设计都是紧凑型架空输电线路设计的重点内容。在城市的架空输电线路设计中，要尽可能的采用双避雷地线，提高城市紧凑型架空输电线路的整体安全性，地线设计要尽可能与导线的保护角保持在0度，这样可以使地线在导线遭受雷击时起到最好的保护效果。在设计档距中央导线和地线的间距时，需根据公式S≥0.012L（档距）+1计算，比如110KV的输电线路抗雷击能力不得低于40KA。
城市紧凑型架空输电线路不仅受到各种自然因素的影响，还会受到诸多人为因素的影响。城市建筑具有密集度大，结构复杂的特点，杆塔接地线路容易与周围的各种设施发生冲突，不能够很好的实现垂直接地的相关要求，这时最好的解决方法就是根据实际施工情况，合理的选用深埋垂直接地极、浅埋环、深埋环等方法，以达到实际施工需要。对于档距较小的输电线路，可以将接地线组成一个地网，可以很好的提高线路的耦合系数，从而在一定程度上提高输电线路的稳定性。
（五）其他构件设计
除以上所述，还有其他构件的设计也很重要，比如：导线的设计，导线金属横截面必须达到规定要求，太粗会造成资源浪费，太细又会造成过大的电能输送损耗，因此在进行导线设计时要尽可能选取曲率半径较大的导线。单根的导线，一旦发生故障直接就会导致整个线路的瘫痪，因此，一般情况下都会选择分裂导线来提高架空输电线路的安全性。
四、总结
综上所述，城市紧凑型架空输电线路设计是一项复杂而又长久的工作，是我国城市电网发展的重点内容之一，不断发展紧凑型架空输电线路，可以很好的保证我国城市的电力供应和稳定发展。
【参考文献】
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