220 kV输电线路设计研究

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摘 要：220 kv输电线路工程设计是电网建设中的一个重要环节。由于线路工程受到地形、气象、海拔高度、输送容量等多种因素的影响，线路设计除了要遵守现行的国家或行业标准、相关规定以外，还要满足供电可靠、经济合理、施工维修方便等要求，特别是线路建设受到土地开发、线路走廊趋紧的制约，在这种情况下线路设计要达到好的综合效果并非很容易，因此文章对相关问题进行了探讨，以期对设计工作能够有所帮助。

关键词：220 kV；输电线路；设计

中图分类号：TM863 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）29-0110-01

1 路径方案选择

输电线路的路径方案直接影响工程的技术性和经济性，因此在整条线路设计中占用非常重要的地位。路径方案选择分为图上选线与现场勘测定线两个步骤，第一步图上选线：设计人员在1：10 000（或20 000、50 000）图纸用铅笔标记线路两端的变电站，把两个变电站用虚线连起来，应根据路径短、转角与交叉跨越少、交通条件便利原则，在图上用铅笔画出最少两个路径方案。第二步现场勘测定线：就是拿着第一步选好的路径图，开车到现场勘测，对照实地观察。为了选出最佳路径走向往往需要多次往返观察；另一方面，为了提高勘测效率要善于应用新技术。一般来说，设计人员应根据线路走向、地形地貌、沿线各类工程设施的基本情况，尽量选择路径短、转角与交叉跨越少、利用现有交通条件、地形条件良好的方案。

通常较佳的方案不止一个，这就需要进行多方案的比较，然后从中选择最佳方案。线路选择应避开军事设施区、自然保护区、不良地质地带、居民区；为避免干扰，还要与机场、通信广播设施、弱电线路等相隔一段距离。勘测时采用手持GPS便携装置，利用全球定位系统，可加快勘测速度和提高测量精度。输电线路的路径方案是否最佳取决于勘测是否到位。

2 铁塔型式和基础型式选择

2.1 铁塔型式

铁塔费用约占整条线路工程费用的1/3，因此，选择合适的铁塔型式对于降低工程造价具有重要意义。通常，单回路使用较多的直线塔型是酒杯塔、猫头塔，转角塔是干字型塔。而双回路直线塔和转角塔一般都采用鼓型塔。铁塔分为角钢塔和钢管塔、钢管杆。角钢塔原材料容易准备，施工也较为简便，尤其适合跨越、耐张和转角塔型，缺点占地面积大；钢管塔适合负荷重的多回线路工程，它的加工安装精度要求高，施工难度稍大；钢管杆占地最少，一般采用吊装，适合用在城市道路中间绿化带，或其它交通方便地形受限制的地方。依据电压等级、铁塔受力、地形条件，考虑塔材运输来选用铁塔型式。山区铁塔档距差别大，应按长短腿进行设计，可以减少混凝土使用量，减小铁塔重量，一般选用角钢塔，多回路选用钢管塔；而平地铁塔档距差别小，按平腿设计即可，一般选用角钢塔，多回路选用钢管塔；在城市道路中间绿化带一般选用钢管杆。确定铁塔型式后，要进行铁塔结构的设计，此时最好采用极限设计法，以确保铁塔能够适应任何情况。

2.2 基础型式设计

铁塔基础工程量和费用都较大，所以基础选型设计对整条线路工程都有重要影响。应根据地质、水文状况并结合当地经验进行设计，一般应满足技术合理、经济适用、安全可靠和因地制宜的原则。基础型式有掏挖式基础、人工挖孔桩基础、钻孔桩基础、柔性大板基础、刚性大板基础、联合基础等形式。山区及平丘地段适合掏挖式基础，也适用塔型为直线塔及小转角塔，人工挖孔桩基础适合受开挖地形限制，而且地表水较深的基础。其它基础型式适用于各种地段，适用塔型为直线塔和转角塔， 铁塔基础设计时还要注意环保，减少对地表的扰动。

3 导地线选择

3.1 导线选择

选择导线应按电流密度来计算，同时还要考虑电晕、气候条件、电磁干扰等因素。根据传输容量220 kV输电线路多采用2×300 mm2、2×400 mm2、2×630 mm2三种规格的导线。以前述工程为例，全线采用2×LGJ-300/25钢芯铝绞线，该导线计算截面333.31 mm2，安全系数取K=2.66，年均运行应力？滓cp=59.44 MPa。选择导线时，还要考虑覆冰的影响。覆冰厚度不超过10 mm时，宜采用LGJ-400/35钢芯铝绞线；覆冰厚度为15 mm时，采用LGJ-400/50钢芯铝绞线较合适。

3.2 地线选择

地线主要根据用途进行选择，系统要求采用OPGW光缆作为地线时，除了要考虑OPGW光缆芯数外，还要考虑它热稳定性要求。采用地线与OPGW光缆分流系统短路电流时，保证OPGW光缆不被烧坏。应根据系统计算的短路电流来确定OPGW光缆和地线的型号。前述工程中采用2根地线，一根为OPGW，另一根采用JLB40-100型钢芯铝包钢绞线。

3.3 导地线防振

当线路档距超过350 m，并且运行张力较大时，必须采取防振措施。一般按导地线年均运行应力25%的瞬时破坏应力进行考虑，如前述工程导线选用FR-4A防振锤加预绞丝的形式，地线选用FR-2B防振锤，OPGW选用专用防振金具。

4 不平衡绝缘设计与防雷保护

4.1 不平衡绝缘设计

为了使线路在正常工作电压和（操作或雷电）过电压情况下安全可靠，要进行绝缘设计。根据工程实践经验，输电线路大都处于C级污秽区，所以爬电比距一般按2.5 cm/kV进行设计。对于海拔高度不超过1 000 m的地区，220 kV输电线路单回路可采用15片瓷质或玻璃材质的绝缘子，但同塔双回线路存在两回路同时遭受雷击跳闸的可能，因此需要采用不平衡绝缘设计防止这种情况出现，不平衡绝缘设计是降低同塔双回路同时跳闸的有效措施。绝缘子片数是影响绝缘性能的重要参数，但对操作过电压没有直接影响。对于海拔高度不超过1 000 m的地区，同塔双回路一回路选用16片绝缘子，另一回路选用18片绝缘子均可满足爬电比距的要求， 采用这样不平衡绝缘设计能够避免遭受雷击时同时跳闸。

4.2 防雷保护

220 kV输电线路一般采用双避雷线，导线和地线以及两条地线之间的距离有严格的要求，如导线与避雷线的距离S≥0.012 L+1（L为档距，单位m）。同时，避雷线对导线的保护角应尽量小，220 kV输变电同塔双回路直线塔对中相的保护角应不大于0 °，单回路不大于15 °。接地应根据地层岩性、地质构造和水文地质条件进行设计。以前述工程为例，沿线地层岩性为粘土、砂土、泥岩、沙砾岩、板岩、花岗岩等，地质构造为盆地，水文条件有浅层地下水，对混凝土结构无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性，土壤电阻率≤3×102 ？赘・m 。设计逐基接地，接地型式为BD3，接地电阻≤15 ？赘 。

5 结 语

220 kV输电线路工程设计是电网建设中的一个重要环节。由于线路工程受到地形、气象、海拔高度、输送容量等多种因素的影响，线路设计除了要遵守现行的国家或行业标准、相关规定以外，还要满足供电可靠、经济合理、施工维修方便等要求，特别是线路建设受到土地开发、线路走廊趋紧的制约。

在输电线路工程建设中，设计是保证可靠供电的基础。由于每项工程特点不同，因此必须结合工程实际，根据工程的具体情况优化设计方案，通过不断创新精进，才能满足南方电网绿色智能电网的要求，并开创技术先进、安全可靠的新格局。

参考文献：

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[2] 张召，郭昊.高压输电线路设计应注意的几个问题[J].科技资讯，2012，（4）.

[3] 周世勇.浅析高压送电线路优化设计[J].中国新技术新产品，2011，（3）.