城市电网改造中高压输电线路设计分析
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摘要：随着国家对电网改造资金的不断投入，城市一级的电网不断增强增大，电压等级也逐步提高，逐步向1l0kV电压等级靠拢，但在电网改造工程中任缺乏长远规划，无证设计、套图设计成为一种常见现象。本文通过对城市电网改造输电线路建设中一些违反设计规程、降低设计标准、安全裕度过大、浪费严重等普遍问题，进行了分析，并提出了相关解决方案。
关键词：城市电网 输电线路设计 改造
引 言
随着人民生活水平的不断提高，社会对电网建设提出了更高的要求。城市电网改造的法人主体一般是当地的城市供电公司，由其负责对国家投入的城市电网改造资金进行管理，线路建成以后负责运行与维护。但是由于城市供电网络的建设缺乏长远的规划，甚至无证设计,最后的结果只能是当地供电公司的线路技术人员套一套图纸，凭经验选一下杆塔型号，凑合着把工程干下来。
笔者从事几年的电网建设工程管理。与城市供电部门的技术人员接触较多，通过仔细观察与了解，发现了一些高压送电线路设计中的一些问题。
（一）、线路杆塔设计保守，造成大量资金浪费
杆塔、基础安全裕度过大，资金浪费严重。要想能搞好线路设计，首先通过现场勘察，对导线安全系数、应力大小、弧垂、线路杆塔呼称高度、杆塔经济档距等有一个基本了解，采用专用线路计软件进行试排线路杆位。选择出合适杆塔档距，然后决定采用适宜的杆塔型式。这是线路设计必须要做的一个关键步骤。可是现实情况是：一些基层线路技术人员本职工作为线路运行与检修，对线路设计的基本原则、技术方法知之甚少，却被用来搞线路设计。它们因不懂线路杆塔位置的排列方法，只能采取保守方法，那就是本来可以放到距离200米的线路档距，只敢放到150米；原因是怕杆塔承力不够。本来可以用l8米呼称高的杆塔，却采用21米呼称高，那是怕杆塔跨越距离不够。总之，所有搞出的东西都那么牢牢靠靠，生怕哪方面出一点问题。高压输电线路的主体是线路杆塔与导线。输电线路工程中的线路角钢塔需要根据导线截面、使用安全系数进行设计；但也可以套用一些定型截面导线的角钢塔，可是在实际线路工程中，小截面导线的线路工程没有合适截面的定型角钢塔，自己又没有专业人员进行设计怎么办?那就只有套用大截面的角钢塔了。这就造成所谓的“大马拉小车”，根据线路预算的基本构成比例，杆塔占线路整体投资的40％左右，一个工程如果全部线路杆塔都以大带小，造成的浪费是惊人的，少则几十万元，多则上百万元。
（二）、复合绝缘子组件配置
复合绝缘子近年来采用的越来越多，它具有免清扫、不用像瓷绝缘子那样经常检零的优点，深得一些用户的喜爱。可是对合成绝缘子的应用，也并非直接拿个来用即可，这里面也有一些要求。现以110kV复合绝缘子为例，一些厂家为了低价中标，复合绝缘子都是两端不带均压环，或只带一个均压环。非专业设计人员在写技术规范书时往往容易遗漏线路两端需要加均压环这项条款。造成即成事实后，在一些不良厂家的辩解下，好像也认为加不加也无所谓。不加好像暂时也不会出什么事。事实上，1l0kV及以上复合绝缘子两侧加装均压环具有如下作用：
1、改善端部电场强度分布，防止强电场对合成绝缘子造成电腐蚀．从而延长合成绝缘子使用寿命。
2、雷击时，保证线路的一次重合闸成功，因为线路加装均压环后，线路遭受雷击后，合成绝缘子两端的均压环首先放电，避免绝缘子本体遭到雷击从而避免产生不可逆转的损坏。如果合成绝缘子本体遭到损坏，那么线路跳闸后，重合闸就很难成功。
（三）、杆塔接地重视不足
架空输电线路除了主体杆塔、导线、金具以外，其它一些配套设施往往受不到重视，例如线路杆塔的接地问题。设计规程对避雷线杆塔接地电阻有明确规定，因为接地电阻的大小对防雷效果至关重要，因此线路规程详细规定了不同接地系统，不同杆塔类型、不同土壤电阻率应该达到的最小接地电阻。当土壤电阻率小于100Ω・m时，这时就要求线路杆塔工频接地电阻不能大于10Ω，但是距离变电站最近的两基杆塔为了避免直击雷进入变电站损坏变电设备，要求杆塔接地电阻不得大于5Ω。可是实践工程中，对接地极的设置，接地电阻的测量重视不够。有一种观点认为，接地极这个东西只要有就可以了，简简单单的采用直插法插入地下，用螺栓与杆塔本体进行连接即可。至于连接质量如何，工频接地电阻大小是否满足规程要求，并没有全部进行测量核定。有时候，即使暂时接地电阻满足规程，随着接地极的腐蚀，若干年后接地电阻能否满足规程，运行单位没有真正地定期跟踪测量。造成这种误区的原因是：有些技术人员认为，线路雷击只是个偶然现象，接地电阻大点、小点没有关系。即使不加装接地，变电站端安装有线路避雷器，线路也可能会安全运行几十年。
（四）、中高压单芯电缆敷设、安装问题较多
35kV、ll0kV高压单芯电缆在城市电网改造中应用越来越多，可是对单芯电缆敷设、安装的一些最基本的规定、禁忌。有些技术人员还不懂。因单芯电缆只有一相，如果外面缠绕有磁滞能产生涡流的钢铁、镍等金属，会产生环流，造成铁管发热，进而影响到电缆，最终甚至烧坏电缆造成事故。有的同志会说，我们单位的单芯电缆就穿了一段铁管、或者就是用铁抱箍进行固定电缆的．不也没事吗? 没事的原因是：那段电缆载流量很小，因此电缆发热不大，再说电缆本身还有一个承载力的问题。因此，暂时没事，不等于以后没事，不等于这么做就是正确的。还有对于单芯电缆的接地问题，与常规的三相交联聚乙烯电缆也是有区别的，简简单单的采取两端直接接地的方式也是不妥的。
二、解决方案
（一）、加强数据统计，合理规划电网
城市供电企业必须加强对城市内各种统计数据的收集、整理、分析工作，了解当地的经济规划和发展，居民的构成情况、生活消费水平，清楚现有供电网络存在的薄弱环节，通过掌握第一手的数据，再对这些数据进行分析和整理，最后结合发展趋势和上级电网的建设规划对整个城市电网建设做出一个合理的中长期远景规划，今后的电网的设计、建设都围绕该规划目标合理调整，最终达到电网坚强、分布合理、投资节省、建设有序的电网建设目标，真正满足并促进经济的发展，不断满足人民生产生活的用电需要。
（二）、科学设计确定合理的杆塔档距和安全裕度
城市电网改造中经常用到的35kV、1l0kV高压架空线路钢管杆，在设计采用钢管杆线路之前，必须了解钢管杆的经济档距是多少，呼称高多高合适，基础采用哪种型式，如何正确计算。现以常用的35kV架空线路钢管杆为例，根据笔者多年的实践经验，并且经过实际测算，线路安全系数取5．0，经济档距在160―180米最为经济，也能保证线路对地距离与安全裕度。可是实际中发现一些城市供电公司自己建设的线路档距都偏小，一般在110―130米之间。线路转角耐张杆塔明显偏粗，个别大转角杆塔根部直径足足有1．5米。钢管杆基础图纸自己无法计算，都是由厂家代为计算，有些甚至未经计算，直接套用。更有些属于以大代小，个别转角杆塔基础混凝土甚至达到200m，专业人员仅凭直觉就知道安全裕度太大了。
（三）、复合绝缘子两端加装均压环
实际运行中，绝缘子本体遭到雷击，导致线路长期停电，其造成的损失要远比线路跳闸后成功重合闸的损失大的多。因此，在1l0kV送电线路合成绝缘子两端加装均压环，非常必要。绝不是可加、可不加的问题。
（四）、正确选择杆塔接地电阻
实际上，根据多年的统计，接地通道的畅通与否,接地电阻的大小．对避雷线能否积极发挥避雷作用非常关键．那种线路仅仅架设有避雷线，接地电阻却非常大的线路杆塔，一旦遭受雷击，轻者线路绝缘子遭到击穿，造成重合闸失败；重者可能把雷击产生的过电压引入变电站，造成变电站设备损坏。我们要高度重视线路接地的设计，确保线路接地可靠，接地电阻满足规程要求，并且运行维护单位必须定期检测线路接地电阻是否满足规程要求，必要时及时整改到位。
（五）、合理选择单芯电缆的敷设方式。正确选择其接地方式
单芯电缆严禁穿带有磁性能产生涡流的钢管、铁管；不应采用闭环的铁抱箍进行电缆固定。单芯电缆的接地．需要根据线路载流量进行计算，确定采用保护接地、直接接地、还是交叉互联接地哪种接地方式最为合适。
三、结束语
为了扩大内需，使城市电网改造的资金大量投入，如何才能更好的用好这些资金，成为一个非常严肃的问题。
城市电网工程首先要保证建设施工质量，决不能降低设计标准、更不应该无证设计、盲目施工。为了解决这些问题，首先要从源头抓起，那就是首先要摈弃某些企业管理人员宁可花费100万的工程建设费，而不愿多花l0万元的设计费进行规范的工程设计的狭隘、陈腐观念。国家建设主管部门更应切实承担起管理职责，对城市电网改造中无证设计、套图设计，必须严格加以取缔，切实执行国家有关工程设计的规章制度。