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架空输电线路设计的优化措施

张勇刚
【摘 要】电力是我国经济强劲增长的动力，而为了保证电力的畅通，电网的建设就显得格外重要。随着人们生活水平的提高，对于电能质量，尤其是对电网的稳定性提出了更高的要求，架设城市电网的技术含量也越来越高。本文将根据作者的实际工作经验简要阐述架空输电线路面临的问题，并提出若干的优化方案，希望对架空输电线路的发展有所裨益。
【关键词】架空输电；线路设计；电磁环境；优化措施
随着改革开放之后我国经济的迅速发展，我国的城镇化进程不断加快，在城市建筑物越来越高，越来越密集，城市规模不断扩大的同时，城市电网架设的架空线路可用的空间也就变得越来越窄。而随着土地资源的开发利用，可用的土地资源将会越来越少，电网的架设就不得不面临有偿使用土地的问题。为了满足人们对电力使用的需要，同时降低输电线路架设的成本，架空输电线路的优化势在必行。
1.架空输电线路设计优化面临的问题
科技和经济的增长让人们对于各种电器的保有量骤增，对于电能的使用量也骤增，同时对输电线路的架设也提出了一定的要求。目前架空输电线路面临的问题主要有两个：电磁环境污染问题和安全性问题。随着城镇化的进程加快，大量的人口涌入城市，由此带来的最直观的影响就是人口密度增大，出现更多的住房，而越来越多的人口和住房就意味着越来越大的电力消耗，原先人口稀疏的地方现在人口众多，原有的输电线路已经难以满足群众的正常生活需求，由此就需要对线路进行改造。目前对于线路改造主要的方式是增加变电站，想要避免在多人同时用电时电压降低的情况只能升高电压，但是从发电站升高电压已经不太可能，因此只能从用户这边建立变电站升高电压。在市区人口稠密的地方建设高压变电站，能够有效提高电网负荷输送电力的能力，让群众不再忍受低电压之苦，但是也带来了用地问题和电磁环境污染问题。用地问题现在并不突出，为了生活的便利，群众大都愿意牺牲一些公共空间，因此在这里用地不做过多的详述。电磁环境污染问题是架空输电线路设计面临的最大问题，素质教育已经推行多年，人们大都认识到了输电线路会带来电磁辐射，但是对于具体的情况并不清楚，对于法规限定的最低辐射的量也不知道，只是知道变电站建在自己家旁边就会有辐射，就会影响家人的健康，这样错误的思想是目前架空输电线路设计的最大障碍。
安全问题是架空输电线路设计面临的另一个挑战，人口密集直接导致输电线路规模过大，而这些线路都是横亘于民房之间，复杂的线路设计增加了故障发生的几率。2014年12月12日江西一高压线掉落，从高压线下骑摩托经过的男子当场被电身亡，摩托烧毁。这例惨剧为我们敲响了警钟。为了保障人民的健康和安全，降低意外事故发生的几率，架空输电线路的优化设计是将来电力架设发展的必然趋势。
2.架空输电线路设计的优化措施
2.1智能监控系统的架设
城市架空输电线路的高度和复杂程度决定了其进行检查时的难度是很大的，尤其是在人口密集地域狭小的区域，人工进行线路的检查既费时又费力，现代科技已经能够应用自动化的技术在城市架空输电线路中，实现电网的实时监测，既避免了人工检查时人力物力的消耗，又避免了人工检查时工作人员可能遇到的危险。相较于传统的人力检测，智能监控系统对于线路信息的反馈更加及时，也更加精确，使得线路管理单位能够及时了解线路运行的状态，加快了故障的维修速度，能够对群众提供更大的便利。
2.2杆型的优化选择
目前城市中大部分的电线杆都是水泥的，这是城市在建设之初土地资源充裕，因而使用价格低廉却占用土地资源的水泥电线杆 。现在各大城市的土地资源宝贵，想再架设电线水泥杆既不美观也难以实现，因此对于城市中的架空输电线路的架设，尽量能够选用钢管杆，钢管杆既美观又便于安装，占用的面积也较小，在满足输电线路的相关需求的同时价格也更加优惠。
2.3绝缘子的优化安装
绝缘子的作用是对导线起支撑和悬挂作用，并且保证导线和电线杆之间的绝缘，对于传统的水泥电线杆，只是对于绝缘子的机械强度有要求，而现在广泛使用的铁质电线杆则对于绝缘子的绝缘强度和机械强度都有要求。当然，绝缘子在正常工作的同时还要能够抵抗环境对其的影响，保证在高温或者低温条件下其绝缘强度和机械强度不会发生变化。
城市中常用的绝缘子是悬式绝缘子，因为其更加经济，也能够较好地适用于各种天气情况，悬挂式绝缘子的电压等级与绝缘子的片数关系如表1：
在城市中架设不同承载电压的电线，选择对应的绝缘子片数，能够降低架空输电线路的架设成本。
2.4防震锤的优化选择
架空输电线路在空中受空气的影响难免产生振动，而长期的振动能够对电力设施造成损害，最终导致输电线路的故障。因此对于振动，要想办法降低或者消除，以降低对于相关电力设备的磨损。目前国内常用的减弱振动的方式是安装防震锤，由多年的使用经验来看，防震锤降低振动的效果十分理想，是目前技术较为成熟，价格较为低廉的防震措施。
防震锤的工作原理是当架空输电线路发生振动时，由于防震锤自身的质量较大，其运动状态不宜改变，这就是我们常说的惯性。防震锤的惯性大，因此难以与架空输电线路一起振动，而正是利用防震锤的这种特性，防震锤吸收了架空输电线路振动时的能量，能够有效减弱导线的振动。
防震锤的个数与设置距离的关系如图2：
科學合理地设置防震锤，能够有效减小相关电力设施的损耗，降低电力事故的发生几率，这是对群众安全的保护。
3.小结
架空输电线路的设计是一门较为复杂的学科，此项工作需要设计人员有很强的专业理论基础，还要能够熟悉各种实际中出现的问题。笔者由于掌握的知识有限，在这里难以对所有的架空输电线路的优化措施进行详述，但是相信只要能够做到上述几点，架空输电线路的设计质量一定会有所提高，相信对于我国电力事业的发展是非常有利的。
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