国网新疆电力公司喀什供电公司新疆喀什844000
摘要：输电线路的改造主要由三方面的原因引起：一是运行时间长，线路设备已经老化，达到了使用寿命，已不满足电网运行可靠性的要求；二是随着国民经济的快速增长，用电量也在迅速增长，导致部分线路的输送容量增加，导致线路重载运行；三是城市建设的飞速发展，道路建设、工民用设施建设过程中与现有的输电线路有冲突，为了配合城市的发展建设，对输电线路进行迁改。针对输电线路改造的各个环节，从设计方面进行优化，保证输电线路改造的顺利进行。
关键词：输电线路；改造；设计优化
1勘察现场
输电线路的改造一般是对原线路进行改造，虽然能够拿到原先线路的运行资料，还是要对现场的情况进行认真核查，重新核实杆塔型号、档距、交叉跨越及地形的情况，特别是原线路的重要交叉跨越点。对现场的地质情况进行勘探，为基础设计型式提供依据，由于线路一般位于野外和农田中，受到交通不便和民事问题，有些塔位的钻机进场进行地质钻探很困难，一般只能是在塔位附近100～200m位置钻探作为参考，另外可以采用人工勘探，采用人工挖电杆坑方式，掏挖3m深判断地下土质和地下水情况作为基础设计形式的安靠依据。需要充分掌握原有线路的现场情况才能提出合理的设计方案。
2基础设计
2.1基础型式的选择
依据现场的地质勘探、现场情况、杆塔型式及基础受力，选取合理的基础型式。输电线路改造工程中，线路一般都是利用原线行建设的，基础一般都是建设于原线行线底。
2.2原有水泥杆的保护措施
针对门型拉线转角水泥杆更换铁塔的工程，新建铁塔只能建于原水泥杆的位置，受地形和施工条件的限制，只能采用分腿板式柔性基础，基础开挖深度2.8m，地下水位2.5m，有少量流沙土质，边坡存在一定程度的塌方。分坑后4个基坑坑边对原水泥杆最近只有1m的距离，对原水泥杆的安全运行风险较大。针对该情况，在设计阶段就需要考虑方案的可行性，对原水泥杆的加固措施。结合以往的实践经验，制定了相应的设计方案。
3气象条件的选择
改造输电线路工程存在利用原杆塔和新建线路杆塔的情况，因此涉及原线路杆塔不改造的部分，设计前应查阅、参考原线路气象资料，根据线路多年运行情况，或保持原线路杆塔设计的气象条件，必要时增大原线路导地线安全系数和降低原线路杆塔使用条件满足当前气象条件标准。新建线路耐张段气象条件应根据省、市气象部门观测、统计分析资料及该地区原线路的运行经验确定，且满足输电线路设计规范要求；也要参考国家电网公司和省电力公司标准化设计所确定的气象条件。最大设计风速和覆冰对杆塔设计影响最大，要认真分析研究，科学、合理确定。苏南地区气象站订正后的最大风速不大于26m/s（基准高度为10m、10min时距），在线路设计时最大风速采用26.5m/s，导线覆冰5mm、地线覆冰10mm，采用该气象条件设计的线路已良好运行多年。
4杆塔的选用、设计
杆塔和基础造价在输电线路的本体工程造价中占很大比重，对线路的经济性影响很大，因此在安全可靠的前提下，线路设计中杆塔的选用要合理、经济、适用。在旧线路改造设计时，若原线路杆塔的性能、荷载条件、塔头尺寸等指标均合格，尽量利用原线路杆塔，在满足交叉跨越情况下，可以放松导地线安全系数、减小转角杆塔使用角度和使用档距以满足改造线路设计要求、标准。
改造线路受路径等因素影响，转角杆塔使用数量普遍达到30%～40%，而且转角的度数范围比较多，铁塔选型时，选用国网公司、省电力公司典型设计塔较多，其转角铁塔为0°～20°、20°～40°、40°～60°和60°～90°4个角度系列，设计选用的转角铁塔要合理，避免以大代小；而城区改造线路中，选用钢管杆较多，钢杆多数为设计单位自行设计，线路沿路、沿河小转角（不超过10°）情况比较多，可以采用直线转角杆；直线转角杆设计时，根据杆塔使用水平档距、垂直档距、KV值，通过悬垂绝缘串倾斜角、空气间隙验算，相应增加转角外侧横担长度满足电气间隙距离，或者将直线转角杆布置4层导线横担，转角外侧导线采用下侧横担安装悬垂绝缘串反拉、固定导线，防止悬垂绝缘子串向杆身倾斜。大于10°转角钢杆则以10°～30°、30°～60°和60°～90°3个角度系列设置。这样使杆塔使用灵活、方便，降低杆塔耗钢量。
5机电设计
5.1导地线选择
对原有的输电线路进行改造时，老旧的输电线路的导线截面普遍都是很小的，比如110kV线路，欠发达地区的导线截面在150mm2左右，较发达地区的导线截面在240mm2左右。要根据当地的用电负荷增长情况来确定选用导线截面，按未来5～10年的负荷增长情况并结合电网规划确定合适的截面。根据江门地区的电网发展情况，目前新建的架空线路导线截面情况，110kV线路导线截面最少按300mm2截面设计，220kV线路导线截面最少按2分裂400mm2截面设计。但是在输电线路改造中，如果是单纯的更换导线，我们需要对原有的铁塔进行验算，根据现场铁塔的实际水平和垂直档距，验算得出最大的导线截面。由于原有的铁塔呼称高较低，一些交叉跨越的安全距离也是满足规范且余都不大，在更换大截面导线后，弧垂会比原导线增大，比如110kV线路档距300m，导线由240mm2更换为300mm2截面后，弧垂会比原来的增加0.5～1m，这就需要提前验算导线对地距离和交叉跨越是否满足要求。
5.2金具
金具主要采用国标2010年修订的《电力金具手册》中的产品，少量不足部分采用非标金具，金具的安全系数不应小于2.5。目前，导地线的耐张线夹均选用液压型耐张线夹，悬垂线夹为常用的螺栓型线夹。线路的防震一般还是选用防震锤，考虑到防振锤有效保护频率范围广、电磁损耗低、防电晕性能好，具备较佳的节能性能，另根据运行经验，一般推荐采用节能型FDY预绞丝防振锤，比螺栓紧固型安装后更牢固。
5.3防雷接地
输电线路地处雷电活动频繁，年雷电日数达88天之多，属于典型的多雷区，为提高线路的防雷水平，降低线路雷击跳闸率，高压输电线路必须架设地线，地线的保护角要满足《110～750kV架空输电线路设计规范》中对保护角的要求。目前很多的改造线路位于城市规划道路边建设，接地型式的选择不能采用放射型接地方式，常采用垂直接地方式，接地材料选用Φ20的铜包钢材料，该材料散流能力强、耐腐蚀。
结语
当前是高压输电线路基建工程投资减少的时期，城市建设的迅速发展，使得输电线路的改造工程成为了当前的主要任务，必须对输电线路的改造加以重视，首先就必须要对设计进行优化。经过多年对输电线路的技改修理项目和用户投资的迁改项目的实施，从许多的问题中吸取经验教训，反过来从设计源头促使其优化，提高设计水平。对于电网的发展，需要不断更新，努力提高设计水平和施工水平，避免原有的不足，防止意外的发生，确保电力系统的安全可靠运行，为我国的经济发展提供有力保障。
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