试论城市密集型110 kV架空输电线路设计

蒋菲

摘要：合理化城市密集型110 kV架空输电线路设计，有助于城市供电水平的发展。基于此，本文从线路路径、线路杆型、绝缘子串、线路导线这几个方面详细阐述了城市密集型110 kV架空输电线路设计，实现了对输电线路建设方案编制的深入分析，希望能够为城市电网设施的建设提供助力。

关键词：输电线路；线路路径；绝缘子串

引言：城市密集型110 kV架空输电线路是城市电网设施体系的重要组成部分，起到了支撑城市供电的作用，而电力作为城市运作的主要应用能源，保证配套供电设施建设方案的合理性，能够增强供电效果，提升城市运作水平，因此，应深入分析该类型架空输电线路设计，以寻求更优质的设计方案，优化城市供电质量。

1. 线路路径设计

1. 气象条件观测

在线路设计中，路径设计作为其中的重要组成部分，其主要作用在于，选择合适的线路建设位置，以规避气象条件对线路运行的干扰，降低线路故障几率。其中，在气象条件观测中，工作者需要在离地10mm的位置，进行风速统计，同时，以当地气象站给出的10min时距平均的年最大风速作为样本，建立概率模型，计算出当地的基本风速，然后将其与现行规范值进行对比，判断该区域风速是否在线路建设的允许范围内。此外，如果城市位于寒冷区域，那么工作者就需要观测、计算其结冰情况，以合理设置线路走向，为后续的除冰施工提供充足的操作空间，弱化维护工作难度。

2. 区域条件观测

在线路路径设计中，从区域条件的角度上来看，首先，线路的走向应当符合城市规划，避免为居民的出行带来安全隐患或其他不便。其次，应考虑到线路与机场设施、弱电线、电台等设施之间的互相干扰问题，在路径设计时，保持与上述设施的合理距离，提高城市电网的运行效果。再次，由于城市道路比较拥挤，因此，在设计时，应考虑到现有交通条件，充分利用现有交通线路，优化施工效率，同时，还要尽量减少施工对交通要道的占用，以免群众出行活动因素对线路建设质量产生影响。最后，如果城市区域内，存在地质不良区域或采动影响区，应尽量避开，若无法避开，则必须设计相应的防护措施，以保证线路的建设质量，提升城市电网运行水平。

2. 线路杆型的选用

1. 钢管杆的选用

考虑到交通、群众活动的需求，城市密集型的输电线路基本都会沿着绿化带、道路、河道建设，而这部分区域的线路走廊通常比较窄，难以满足线路杆的运行要求。为此，人们研发出了钢管杆，以适应城市密集型的输电线路架设。就目前来看，钢管杆的最大优势在于其占地面积较小，适用于线路走廊较狭窄的输电线路建设，同时，其具有较强的可塑性，能够被设计多种造型，美观性较强，因此，其能够更好地搭配绿化带、河道等观赏性的城市景观，起到美化城市的效果。此外，相较于传统的角钢塔等架空输电线路支撑设施，钢管杆的结构更加简单，所以其还具备安装方便、成本低廉等优势，设计者可以在周围存在景观性设施的架空线路设计中，应用钢管杆，以免输电线路设施影响城市环境的美观性，保证密集型输电线路的设计效果。

2. 复合材料杆的选用

在输电线路设计中，设计者还可以选用复合材料杆塔，以深入优化整体的成本控制效果，提升设计水平。在此过程中，复合材料杆塔的抗雷击能力较强，且具备良好的力学性能、抗老化性能，因此，在应用该杆型的设计方案中，设计者可以大幅度缩短绝缘子的长度，而且还可以直接取消跳线串，降低输电线路的建设成本，同时，由于绝缘子长度的缩短，以及跳线串的取消，横担与塔头之间的距离也会得到显著的压缩，使得塔头部分的结构更加紧凑，占用空间更小，因此，复合材料杆塔可以被应用到房屋密度较高的地段，降低城市拥挤环境对输电线路运作的影响。此外，复合材料杆塔的底座电磁环境较好，使其抗无线电干扰能力较强，运输电能损失也较小，可以更好地适应城市环境，保证电网供电的稳定性与可靠性。

3. 绝缘子串的设计

1. 绝缘子的选用

现阶段，被应用到架空输电线路中的绝缘子主要分为三种材质，即钢化玻璃材质、陶瓷材质、合成材质。其中，钢化玻璃绝缘子具有良好的耐振动、耐电弧性能，运行自破率为0.02%~0.04%，运用该材质的绝缘子，可以有效降低建设成本。陶瓷材质的绝缘子具备良好的热稳定性、化学稳定性，基本不会老化变质，能够极大地降低后续维护成本。但在城市环境下，扬尘、雾霾污染较为常见，很容易导致这两种绝缘子表面结垢，而这两种材质的绝缘子一旦出现表面结垢问题，就会引发其自爆现象，影响线路运行的稳定性。而合成材质的绝缘子，不存在自爆问题，能够适应城市的扬尘污染现状，因此，在城市密集型的线路设计中，设计者常用合成材质的绝缘子，进行绝缘子串的设计，以保证最终的设计效果。

2. 跳线串的选用

在绝缘子串的设计中，跳线串作为其中的重要设计内容，设计者通常需要基于合成绝缘子设计，来规划跳线串方案。在此过程中，根据现行的规范标准，110kV线路中的合成绝缘子跳线串的长度应在10m以内，必要时还需在跳线串上加设大量的重锤片，因此，为了保证线路工程的性价比，设计者通常会采用固定式跳线串，来代替传统随风摆动的跳线串，以降低风力环境对线路结构稳定性的影响。在此过程中，设计者需要将跳线串设置为，芯棒加粗型，并为其设计固定结构，同时，还要将风偏角度设置在16°以内，以免跳线串风偏导致线路跳闸，以增强线路运行的稳定性，提升城市供电水平。

4. 线路导线设计

1. 导线截面设计

在输电线路设计中，线路导线设计工作的主要作用是，为后续的工程建设施工材料选择提供准确的依据，以保证线路工程得以顺利投入使用。一般来说，导线设计通常包含截面设计、允许温度设计等方面。其中，在截面设计中，设计者应根据现行的标准、规范，结合对无线电干扰、电晕、噪声等影响因素的考虑，设计导线截面。但在此过程中，设计者应当注意，如果需要采用钢芯铝绞线材料时，应当严格按照《圆线同心架空导线》中的要求，来设置导线的外径值。此外，待截面设计完毕后，设计者还要对设计方案进行技术经济比较，并加以适当的调整和优化，确认其合理性达到需求后，才能将设计方案投入使用，以保证后续架空输电线路工程的性价比^[1]。

2. 导线允许温度设计

在导线性能的规划方面，设计者还要确认导线的允许温度，以保证导线的性能可以满足当前输电线路的运行负荷要求，增强线路运行的稳定性。在此过程中，设计者需要根据线路的材质进行温度取值，用以之后的线路性能值计算。一般来说，钢芯铝合金绞线或钢芯铝绞线，允许温度取值为70摄氏度，最大可取值80摄氏度，而钢芯铝包钢绞线，允许温度取值为80摄氏度，镀锌绞线则可取125摄氏度。设计者需要利用导线的允许温度值，进行允许载流量的验算，以计算出输电线路的流量设计值，并结合供电区域的用电需求，对现有的设计方案进行优化调整，以达到更高水平的设计效果。但在此过程中，应注意，需为城市区域的用电量增加留有余地，降低线路改造频率，优化设计方案的实用性^[2]。

结论：综上所述，增强110kV架空输电线路设计效果，能够保证城市供电的可靠性。在城市供电中，借助科学合理的输电线路设计方案可以准确选择建设区域、降低线路建设造价、优化绝缘子串性能、保证导线设计效果，从而降低故障发生几率，节约后期维护成本。

参考文献：

[1]黎鹏,黄银,刘伟. 10kV配电线路带电作业遮蔽用具——绝缘毯温升特性分析[J]. 水电能源科学,2020,38(11):178-182.

[2]杨新,宋金鹏. 架空输电线路有、无跨越架结合施工应用[J]. 中国设备工程,2020,(21):234-235.