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摘要：随着我国经济的持续发展，城镇化进程的加快，从而带动了电网建设的发展，而输电线路的故障、安全运行等问题也随着电网建设的发展凸现出来。因此，在线路设计中应对可能发生的输电事故进行分析，并提出相应的解决措施和方案。设计阶段必须从电力系统稳定、安全运行、恶劣极端天气、杆塔基础型式选择和新技术应用等方面统筹考虑，设计的输电线路安全可靠，能有效防止事故。
关键词：输电线路；线路设计；防止事故
0.前言
电力系统的安全可靠将直接影响到人们的正常生活和生产，而输电线路的设计对于整个电力系统可靠供电有着至关重要的作用，合理的设计方案是电网建设的前提和基础。
随着电力负荷不断增长，供电可靠性提高，城镇土地资源紧张、极端天气增多、外力对输电线路破坏等各方面因素影响，对输电线路设计的要求越来越高。各项设计均应考虑影响线路安全运行的原因，杜绝线路事故发生。
1.输电线路故障统计结果
线路故障发生的频度与外部的环境的变化有着密不可分的关系，另外，输电线路故障发生的高峰期是夏季和冬季。输电线路发生事故的主要原因是外力破坏，城市建设规模不断扩大，施工区域大幅增加，工地建筑设备、机械对输电线路系统的正常运行带来了极大的隐患。其次极端恶劣的气象环境也是不容忽视的因素，近些年持续多天高温、暴雨雪、大风或干旱等恶劣极端天气时常发生，由此引起输电线路断线、覆冰、舞动、倒塔事故也比较多；但由环境污染、空气严重雾霾引起输电线路绝缘配置、耐污不足，污闪事故也时有发生。此外，鸟害闪络事故，雷电过电压跳闸事故也经常发生。城区内电缆输电线路比较普遍，由于电缆敷设于地下通道，运行维护较架空线路复杂，电缆损坏事故也较多。
对输电线路故障产生的原因和季节分布情况进行统计分析，可以引导输电线路设计人员在设计阶段前期，就对某些容易引起故障的因素给予足够的重视，采取防止事故发生的技术措施，避免建成的输电线路出现类似事故。
2.输电线路设计中应注意的相关问题和采取的措施
2.1路径选择设计和勘测
准确的路径通道勘探资料是进行输电线路方案设计的第一步，设计者只有掌握了路径沿线实际地质、地理、交通等情况的真实数据，才能进行多方案技术经济比较，设计出合理的设计方案。首先，路径的选择要做到电力系统电网规划和地方建设规划统一布置，避免路径冲突、不合理。其次，线路路径应避开不良地质地带、矿场采空区、易发生水土流失和洪水冲刷的地段，如实在不能避让，则在设计时应进行稳定性评估，根据评估结果采取合理的防护措施。再次，架空线路路径经过极端恶劣天气环境地段时，耐张段长度要适当缩短，并提高线路相应事故防护设计的安全系数、采取差异化设计；第四、线路杆塔尽量避开易受外力破环、碰撞的区域，设计时要采取防外力破坏措施，设计防撞装置和警告标志；笔者曾设计110kV杆塔位于水荡中，为防止渔船碰撞，设置了防撞墩。第五，电缆线路路径通道应于各种市政管线统一协调安排，必要时需进行其它市政管线探测，电缆通道不能平行设置于其它管线的正上、下方，应避免临近热力管线、易燃和腐蚀介质的管道；电缆路径通道上应设置醒目的警示标志，采取可靠防止外力破坏的措施。
总之，输电线路设计时，要全面考虑由于路径选择原因引起输电线路事故的不良因素，并设计相应防护措施，避免损坏线路安全运行事故。
2.2架空导线和电缆的选择
导线是输电线路中必不可少的材料，它是电流的传送通道，但导线裸露在大自然中，受覆冰、风力、温度和环境变化的影响。因此，导线材质的选择需要根据当地气候科学选择，同时应侧重于机械强度较高、寿命长的导线材质，尽量选择高导电率、线损低、能耗低和抗腐蚀性能较好的铝包钢芯铝绞线；导线截面应根据电力系统负荷规划、预测进行合理选择；目前根据负荷增长需求，110kV及以上线路导线采用分裂导线较多，分裂导线的采用减小了导线的电抗、电晕损耗。另外，为防止地线断线事故，110kV及以下线路架空地线复合光缆OPGW外层线股应选取单丝直径2.8mm及以上铝包钢线，220kV及以上线路架空地线复合光缆OPGW外层线股因选取单丝直径3.0mm及以上铝包钢线。
电缆选型根据线路输送容量、系统运行方式、电缆路径和敷设方式、环境等因素确定，同时结合电缆绝缘结构、绝缘屏蔽、金属护套和系统最大短路电流时热稳定要求。根据已建电缆线路运行经验，考虑电缆线路安全、施工、维护方便，常用电缆型号选择干式交联聚乙烯（XLPE）电缆；在供电负荷容量满足要求时，35kV及以下电缆尽量选择三芯交联聚乙烯绝缘铠装电缆，以减少电缆运行事故。
2.3杆塔、基础选型设计
在电网运行时， 要保证杆塔、基础不会受到环境、外力破坏影响进而发生下沉或者倒塌等现象，从根本上确保了电网系统的安全性和稳定性。
杆塔型式按照地形、气象条件，交通运输，线路的重要性及施工、运行等因素进行选择，一般选用国家电网公司典型设计及经过多年运行成熟的杆（塔）型。在特殊地段、重要交叉跨越处、极端恶劣气象环境下，杆塔的选型设计要适当提高防冰、防风等标准，并且适当降低杆塔的使用条件，提高安全系数，以防止倒塔等事故。
基础型式的选择应在取得详细的勘探数据后进行，并且根据实际情况采用多种型式（如大开挖、群桩）的融合。对于特殊不良地质条件（如流沙）、大孔性土基础的沉陷的杆塔基础应进行勘查研究，根据研究结果采取地基处理措施（如灌浆），合理的基础型式或加长地脚螺栓等防止塌陷措施。对于沼泽地基础的冻胀、腐蚀地区的基础防腐需做评估报告，设计相应防护处理措施。在难以避开易发生水土流失、水流冲刷地段的杆塔，须采取基础加固措施，修筑挡墙（桩）防护措施。在苏南地区杆塔基础位于水荡、河塘的较为常见，基础要采取相应防护措施，包括防止船只等撞击影响，且基础顶面要高出5年一遇洪水位。
2.4 绝缘配置和防雷保护设计
根据送电线路设计规范标准，使线路按不同电压等级能在操作过电压、雷电过电压、运行电压等各种情况下安全可靠运行；另外，杆塔塔头尺寸满足各个工况电气间隙外，还要考虑带电作业的空气间隙。绝缘设计以防污为主，要依据最新版污区分布图进行绝缘配置。在中重污区外绝缘设计应加强绝缘，尽量采用硅橡胶合成防污闪绝缘产品，防止污闪事故。
防雷措施应按照线路区域雷暴日数、地形地貌及线路结构的不同，进行差异化设计，加强重要线路及多雷区、强雷区内杆塔和线路的防雷保护。对易受雷击的杆塔和雷害严重地区宜采用线路避雷器保护。110kV及以上线路应全线架设避雷线，对于新建双回、多回路杆塔，220kV对中相保护角不大于0°，110kV保护角不大于10°，35kV保护角不大于25°；单回路地线对导线的保护角按照规程设计，应尽量减小；另外，除减少保护角措施外，可以采取改善接地装置和适当加强绝缘等措施降低线路雷害风险。
2.5 智能在线监测装置应用
目前，重要的架空和电缆高压输电线路采用智能在线监测装置，对高压输电线路运行状况进行实时监测，保证安全运行。在高压架空输电线路关键、重要的杆塔处安装智能监测装置，可以对杆塔倾斜、外力破坏、导线覆冰、绝缘子污秽、导线风偏和温度等实时监测；高压电缆状态在线监测装置对单芯电缆金属护套接地环流数据、电缆接头及主电缆温度、电缆接地箱防盗等实时监测，便于线路及时运行、维护。
3.结语
在输电线路设计中要依据实际情况，注重线路建设和运行的综合效益，充分考虑影响输电线路安全运行的各个因素，适当提高线路防雷、耐污水平等，采取防止输电线路事故的各项有效措施、方案，增强整个输电线路的安全性和稳定性。
参考文献
[1]GB 50545-2010， 110kV～750kV架空输电线路规范[S].北京：中国计划出版社，2010.
[2]GB 50217-2007，1电力工程电缆设计规范规范[S]. 北京：中国计划出版社，2008.
[3]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[S]. 北京：中国电力出版社，1999.
关键词：输电线路；线路设计；防止事故
0.前言
电力系统的安全可靠将直接影响到人们的正常生活和生产，而输电线路的设计对于整个电力系统可靠供电有着至关重要的作用，合理的设计方案是电网建设的前提和基础。
随着电力负荷不断增长，供电可靠性提高，城镇土地资源紧张、极端天气增多、外力对输电线路破坏等各方面因素影响，对输电线路设计的要求越来越高。各项设计均应考虑影响线路安全运行的原因，杜绝线路事故发生。
1.输电线路故障统计结果
线路故障发生的频度与外部的环境的变化有着密不可分的关系，另外，输电线路故障发生的高峰期是夏季和冬季。输电线路发生事故的主要原因是外力破坏，城市建设规模不断扩大，施工区域大幅增加，工地建筑设备、机械对输电线路系统的正常运行带来了极大的隐患。其次极端恶劣的气象环境也是不容忽视的因素，近些年持续多天高温、暴雨雪、大风或干旱等恶劣极端天气时常发生，由此引起输电线路断线、覆冰、舞动、倒塔事故也比较多；但由环境污染、空气严重雾霾引起输电线路绝缘配置、耐污不足，污闪事故也时有发生。此外，鸟害闪络事故，雷电过电压跳闸事故也经常发生。城区内电缆输电线路比较普遍，由于电缆敷设于地下通道，运行维护较架空线路复杂，电缆损坏事故也较多。
对输电线路故障产生的原因和季节分布情况进行统计分析，可以引导输电线路设计人员在设计阶段前期，就对某些容易引起故障的因素给予足够的重视，采取防止事故发生的技术措施，避免建成的输电线路出现类似事故。
2.输电线路设计中应注意的相关问题和采取的措施
2.1路径选择设计和勘测
准确的路径通道勘探资料是进行输电线路方案设计的第一步，设计者只有掌握了路径沿线实际地质、地理、交通等情况的真实数据，才能进行多方案技术经济比较，设计出合理的设计方案。首先，路径的选择要做到电力系统电网规划和地方建设规划统一布置，避免路径冲突、不合理。其次，线路路径应避开不良地质地带、矿场采空区、易发生水土流失和洪水冲刷的地段，如实在不能避让，则在设计时应进行稳定性评估，根据评估结果采取合理的防护措施。再次，架空线路路径经过极端恶劣天气环境地段时，耐张段长度要适当缩短，并提高线路相应事故防护设计的安全系数、采取差异化设计；第四、线路杆塔尽量避开易受外力破环、碰撞的区域，设计时要采取防外力破坏措施，设计防撞装置和警告标志；笔者曾设计110kV杆塔位于水荡中，为防止渔船碰撞，设置了防撞墩。第五，电缆线路路径通道应于各种市政管线统一协调安排，必要时需进行其它市政管线探测，电缆通道不能平行设置于其它管线的正上、下方，应避免临近热力管线、易燃和腐蚀介质的管道；电缆路径通道上应设置醒目的警示标志，采取可靠防止外力破坏的措施。
总之，输电线路设计时，要全面考虑由于路径选择原因引起输电线路事故的不良因素，并设计相应防护措施，避免损坏线路安全运行事故。
2.2架空导线和电缆的选择
导线是输电线路中必不可少的材料，它是电流的传送通道，但导线裸露在大自然中，受覆冰、风力、温度和环境变化的影响。因此，导线材质的选择需要根据当地气候科学选择，同时应侧重于机械强度较高、寿命长的导线材质，尽量选择高导电率、线损低、能耗低和抗腐蚀性能较好的铝包钢芯铝绞线；导线截面应根据电力系统负荷规划、预测进行合理选择；目前根据负荷增长需求，110kV及以上线路导线采用分裂导线较多，分裂导线的采用减小了导线的电抗、电晕损耗。另外，为防止地线断线事故，110kV及以下线路架空地线复合光缆OPGW外层线股应选取单丝直径2.8mm及以上铝包钢线，220kV及以上线路架空地线复合光缆OPGW外层线股因选取单丝直径3.0mm及以上铝包钢线。
电缆选型根据线路输送容量、系统运行方式、电缆路径和敷设方式、环境等因素确定，同时结合电缆绝缘结构、绝缘屏蔽、金属护套和系统最大短路电流时热稳定要求。根据已建电缆线路运行经验，考虑电缆线路安全、施工、维护方便，常用电缆型号选择干式交联聚乙烯（XLPE）电缆；在供电负荷容量满足要求时，35kV及以下电缆尽量选择三芯交联聚乙烯绝缘铠装电缆，以减少电缆运行事故。
2.3杆塔、基础选型设计
在电网运行时， 要保证杆塔、基础不会受到环境、外力破坏影响进而发生下沉或者倒塌等现象，从根本上确保了电网系统的安全性和稳定性。
杆塔型式按照地形、气象条件，交通运输，线路的重要性及施工、运行等因素进行选择，一般选用国家电网公司典型设计及经过多年运行成熟的杆（塔）型。在特殊地段、重要交叉跨越处、极端恶劣气象环境下，杆塔的选型设计要适当提高防冰、防风等标准，并且适当降低杆塔的使用条件，提高安全系数，以防止倒塔等事故。
基础型式的选择应在取得详细的勘探数据后进行，并且根据实际情况采用多种型式（如大开挖、群桩）的融合。对于特殊不良地质条件（如流沙）、大孔性土基础的沉陷的杆塔基础应进行勘查研究，根据研究结果采取地基处理措施（如灌浆），合理的基础型式或加长地脚螺栓等防止塌陷措施。对于沼泽地基础的冻胀、腐蚀地区的基础防腐需做评估报告，设计相应防护处理措施。在难以避开易发生水土流失、水流冲刷地段的杆塔，须采取基础加固措施，修筑挡墙（桩）防护措施。在苏南地区杆塔基础位于水荡、河塘的较为常见，基础要采取相应防护措施，包括防止船只等撞击影响，且基础顶面要高出5年一遇洪水位。
2.4 绝缘配置和防雷保护设计
根据送电线路设计规范标准，使线路按不同电压等级能在操作过电压、雷电过电压、运行电压等各种情况下安全可靠运行；另外，杆塔塔头尺寸满足各个工况电气间隙外，还要考虑带电作业的空气间隙。绝缘设计以防污为主，要依据最新版污区分布图进行绝缘配置。在中重污区外绝缘设计应加强绝缘，尽量采用硅橡胶合成防污闪绝缘产品，防止污闪事故。
防雷措施应按照线路区域雷暴日数、地形地貌及线路结构的不同，进行差异化设计，加强重要线路及多雷区、强雷区内杆塔和线路的防雷保护。对易受雷击的杆塔和雷害严重地区宜采用线路避雷器保护。110kV及以上线路应全线架设避雷线，对于新建双回、多回路杆塔，220kV对中相保护角不大于0°，110kV保护角不大于10°，35kV保护角不大于25°；单回路地线对导线的保护角按照规程设计，应尽量减小；另外，除减少保护角措施外，可以采取改善接地装置和适当加强绝缘等措施降低线路雷害风险。
2.5 智能在线监测装置应用
目前，重要的架空和电缆高压输电线路采用智能在线监测装置，对高压输电线路运行状况进行实时监测，保证安全运行。在高压架空输电线路关键、重要的杆塔处安装智能监测装置，可以对杆塔倾斜、外力破坏、导线覆冰、绝缘子污秽、导线风偏和温度等实时监测；高压电缆状态在线监测装置对单芯电缆金属护套接地环流数据、电缆接头及主电缆温度、电缆接地箱防盗等实时监测，便于线路及时运行、维护。
3.结语
在输电线路设计中要依据实际情况，注重线路建设和运行的综合效益，充分考虑影响输电线路安全运行的各个因素，适当提高线路防雷、耐污水平等，采取防止输电线路事故的各项有效措施、方案，增强整个输电线路的安全性和稳定性。
参考文献
[1]GB 50545-2010， 110kV～750kV架空输电线路规范[S].北京：中国计划出版社，2010.
[2]GB 50217-2007，1电力工程电缆设计规范规范[S]. 北京：中国计划出版社，2008.
[3]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[S]. 北京：中国电力出版社，1999.