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【摘要】湖區(qū)的特點是海拔較低、地勢平坦、地基承載力較差、風速較大，為保障湖區(qū)正常用電，本研究主要針對湖區(qū)特點對輸電線路設計進行特殊性分析，并結(jié)合現(xiàn)狀，針對當前湖區(qū)線路設計中的不足進行改進；從桿塔基礎方面、導線設計方面以及防雷設計方面，細化闡述湖區(qū)輸電線路設計優(yōu)化措施，以期為湖區(qū)輸電線路運行安全水平提供支持。

【關(guān)鍵詞】湖區(qū)；地耐力差；風速大；易受雷擊；設計優(yōu)化

近年來，用電需求日益增加，這一變化對電力系統(tǒng)的供電能力、供電安全提出了較高的要求。湖區(qū)作為一類特殊區(qū)域，其在氣候條件、地理環(huán)境等方面，與其他區(qū)域存在一定的差異，這些差異對湖區(qū)輸電線路設計工作提出了新的要求。因此，分析湖區(qū)輸電線路設計的優(yōu)化具有一定的必要性。

1湖區(qū)輸電線路設計的特殊性

相對其他地區(qū)而言，湖區(qū)輸電線路設計的特殊性體現(xiàn)在以下幾方面：①風速問題。輸電線路運行后，風力容易影響輸電線路的穩(wěn)定性，如設計階段未考慮好風速問題，可能會造成相關(guān)故障問題。相對于平原地區(qū)而言，湖區(qū)基本風速較高，在設計階段，應適當增加湖區(qū)的設計基本風速水平，以確保輸電線路設計方案契合湖區(qū)的實際風力狀況。②桿塔基礎問題。湖區(qū)的地質(zhì)多以淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土為主，地基承載力較差，地下水位較高，水質(zhì)對基礎有一定程度的腐蝕性，輸電線路投運后常出現(xiàn)桿塔整體沉降、基礎不均勻沉降等問題，威脅輸電線路安全，設計時需對桿塔基礎進行特殊考慮。③覆冰較輕、雷擊率較嚴重。湖區(qū)往往位于平原地帶，海拔較低，地勢平坦，氣候受水域影響較大，冬季導地線的覆冰厚度一般較小；同時由于地勢平坦，桿塔組立后會有“突出”效應，易遭受雷擊。基于上述狀況，在設計階段，應充分考慮湖區(qū)輸電線路架設施工的特殊性，確保輸電線路設計方案，能夠滿足施工階段對施工組織、作業(yè)管理等的要求。

2湖區(qū)輸電線路設計現(xiàn)狀分析

結(jié)合當前湖區(qū)輸電線路設計工作來看，其設計工作中存在的不足主要包含以下幾種：

2.1桿塔基礎設計

在湖區(qū)輸電線路中，桿塔基礎無疑是一種重要的支撐構(gòu)件。與丘陵地區(qū)等區(qū)域相比，湖區(qū)在自然氣候、水文條件等環(huán)境因素方面的特殊性：桿塔基礎更容易出現(xiàn)腐蝕、開裂等問題。從湖區(qū)輸電線路設計層面來看，在桿塔選擇方面，部分設計并未充分考慮湖區(qū)環(huán)境濕度大、風速大等特征，對桿塔基礎的腐蝕作用。隨著湖區(qū)桿塔基礎使用時間的延長，其出現(xiàn)腐蝕、開裂等問題的頻率較高。因此，加強湖區(qū)輸電線路的桿塔基礎設計優(yōu)化，具有一定的必要性。

2.2導線設計

導線作為電力輸送的主體，其性能與輸電線路的運行安全存在密切關(guān)聯(lián)。結(jié)合當前湖區(qū)輸電線路設計現(xiàn)狀來看，由于受到前期調(diào)查工作開展不足、缺乏設計經(jīng)驗等因素的影響，部分湖區(qū)輸電線路設計方案的導線在運行階段，表現(xiàn)出了不同的問題。如導線規(guī)格選擇不當，影響其抗風性能，進而誘發(fā)相關(guān)故障。因此，在后續(xù)湖區(qū)輸電線路設計工作中，應在充分重視這類問題的基礎上，加強導線的優(yōu)化設計，以保障湖區(qū)輸電線路的整體設計質(zhì)量及運行安全。

2.3防雷設計

結(jié)合當前湖區(qū)輸電線路設計現(xiàn)狀來看，湖區(qū)輸電線路在防雷設計方面也存在一定的問題，具體體現(xiàn)為：①特殊氣候環(huán)境對線路防雷性能的影響。與其他地區(qū)相比，湖區(qū)的氣候環(huán)境較為特殊。架設輸電線路后，在實際運行期間，如前期并未做好輸電線路設計。②特殊地理環(huán)境對線路防雷設計提出的要求。丘陵地區(qū)的多山特征具有一定的避雷作用，而相比之下，湖區(qū)地勢相對平坦，其對線路防雷設計的要求更高。如輸電線路設計未充分重視這一問題，則可能面臨一定的雷擊事故風險。

3設計優(yōu)化措施

這里主要從以下幾方面入手，針對湖區(qū)輸電線路的優(yōu)化進行分析和研究：

3.1桿塔基礎方面

桿塔基礎作為湖區(qū)輸電線路方案的基本構(gòu)成，其設計合理性，與湖區(qū)輸電線路的整體防雷能力、輸電安全水平等存在密切關(guān)聯(lián)。結(jié)合當前湖區(qū)輸電線路的桿塔基礎設計現(xiàn)狀來看，桿塔基礎設計因未充分考慮湖區(qū)氣候條件、地理環(huán)境等因素，而易產(chǎn)生腐蝕、開裂、沉降等問題。為了保障桿塔基礎功能的正常發(fā)揮，在湖區(qū)輸電線路設計中，應加強對以下幾種要點的處理：（1）桿塔基礎材質(zhì)選擇。根據(jù)湖區(qū)輸電線路所處環(huán)境的特殊性，在選擇桿塔基礎材料時，宜選擇具有良好耐腐蝕、強度高、抗老化作用的材料。如可選擇聚氨酯復合材料制成的桿塔，作為輸電線路的支撐。（2）桿塔基礎防雷性能分析。位于湖區(qū)的桿塔基礎多采用高桿、高塔，以確保輸電線路的對地距離充足。以某跨湖高壓線路為例，其采用的高塔呼高達40m以上。如圖1所示，高桿塔雖然滿足了湖區(qū)輸電線路的對地距離要求，但基于高度與引雷范圍之間的密切關(guān)聯(lián)，湖區(qū)的高桿塔的反擊閃絡率較高。此外，由于湖區(qū)環(huán)境濕度較大，在雷雨天氣中，湖區(qū)范圍內(nèi)的桿塔基礎容易引導大電流雷電落雷。對此，加強桿塔基礎的防雷性能分析，具有一定的必要性。在設計階段，為了減少雷擊事故對桿塔基礎的影響，應重視桿塔基礎的防雷設計。具體而言，可行的優(yōu)化設計思路為：依據(jù)湖區(qū)現(xiàn)場的雷區(qū)危險程度分布，確立差異化的桿塔防雷設計方案。在Ⅳ級雷區(qū)，采用大盤徑雙串絕緣子布設桿塔基礎，并于桿塔基礎適宜位置，布設空氣間隙型避雷器、接閃器。此外，還可通過適當加長接地網(wǎng)敷設長度的形式，降低湖區(qū)Ⅳ級雷區(qū)的接地電阻。而在Ⅲ級雷區(qū)范圍內(nèi)，采用大盤徑雙串絕緣子替代傳統(tǒng)絕緣子，并加設塔頭側(cè)針，以發(fā)揮引雷作用。

3.2導線設計方面

導線設計無疑是湖區(qū)輸電線路設計優(yōu)化的關(guān)鍵所在。根據(jù)湖區(qū)的氣候特征，可將導線設計部分的優(yōu)化要點確定為：（1）抗風優(yōu)化設計。在湖區(qū)，輸電線路的抗風振、風舞是影響輸電線路運行安全的關(guān)鍵所在。為了避免出現(xiàn)上述狀況，在前期設計階段中，可參照湖區(qū)的實際風速等相關(guān)信息，確定基本風速參數(shù)，并以此為依據(jù)，采取安裝預絞絲、防振錘，相間間隔棒等措施防止導地線振動及舞動。（2）防雷優(yōu)化設計方面。相對于平原地區(qū)而言，湖區(qū)在地理條件方面的特殊性決定著：該區(qū)域的輸電線路更容易出現(xiàn)雷擊問題。這一狀況對導線設計提出了較高的要求。對此，可結(jié)合湖區(qū)相關(guān)氣候信息及輸電線路運行安全信息，確定導線的恰當絕緣參數(shù)，一次為基礎，保障線路的整體耐雷性。

3.3設計質(zhì)量評估方面

完善的設計質(zhì)量評估環(huán)節(jié)，是保障湖區(qū)輸電線路設計質(zhì)量的關(guān)鍵所在。因此，在實踐設計工作中，應充分加強對湖區(qū)輸電線路設計質(zhì)量的重視，通過對湖區(qū)輸電線路方案的多維度分析，確定可靠的質(zhì)量評估數(shù)據(jù)[3]。例如，可分別從抗雷、抗風等方面，評估湖區(qū)輸電線路的設計質(zhì)量。在防雷效果方面，可借助模擬實驗形式，分別確定當前湖區(qū)輸電線路方案在導線、桿塔基礎等要素方面的防雷狀況，并以整個輸電線路方案為參照，展開可靠的防雷效果模擬分析，將分析結(jié)果與預期設計目標進行對比，如二者存在差異，應考慮進一步優(yōu)化湖區(qū)輸電線路的設計方案。而在抗風設計方面，評估工作應重點結(jié)合湖區(qū)理念輸電線路的基本風速等信息，綜合展開評估。逐一確定湖區(qū)輸電線路導線、地線的風耐狀況，判斷大風帶來的振動、舞動等問題，對輸電線路性能及安全性的影響。

4結(jié)論

綜上所述，加強湖區(qū)輸電線路設計的優(yōu)化具有一定的必要性。為了提升輸電線路設計方案與湖區(qū)輸電要求之間的契合性，應在充分把握湖區(qū)氣候、輸電要求等特征的基礎上，運用恰當?shù)牟呗裕訌姾^(qū)輸電線路設計的優(yōu)化。此外，還應注意評估湖區(qū)輸電線路的運行質(zhì)量，及時確定更新方案，以保障湖區(qū)的正常用電。

參考文獻

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[3]劉慶.高海拔山區(qū)輸電線路抗風主動防災關(guān)鍵技術(shù)研究[J].科技資訊，2019，17（1）：43+45.

作者：曾健 單位：國網(wǎng)湖南省電力公司益陽供電分公司