输电线路建设工程全寿命周期管理策略研究

    陈安宁

    

    

    

    摘 要：文章对全寿命周期管理的含义作了具体阐述，并具体分析了基于全寿命周期管理理论的输电设备维护实践，诠释了输电工程建设中全寿命周期管理的价值，为输电工程建设中制作具体的检修和技术改革方案提供参考。

    关键词：输电线路；全寿命周期管理；策略

    输电线路是电力系统最重要的基础设施，而线路中的各个部件在使用期限内能可靠地运转是电力系统正常供电的保证。但是在输电工程建设初期，往往为了控制成本，并没有将后期部件的使用寿命和使用期限内原件的性能作周密的考虑，更没有注重施工过程中的环境问题，造成在工程投入使用过程中，很多线路元件都过早地损坏。废弃后，元件的回收和处理都成了遗留的难题。因此，虽说在建设的初期投资的较低，但是后期运行中的检修和维护成本大大提高了，这与现阶段的可持续发展理念是相违背的。全寿命周期管理的理念在输电线工程中的运用正是对可持续发展观的践行。

    1 输电线路建设全寿命周期的设计框架

    基于全寿命周期的理念，输电线路的工程从设计规划、施工建设、投入运行、停运回收各个阶段都要做好管理工作，使整个线路的性能在整个使用期限内都是最优的。低成本是全寿命周期的要求之一，但是对整个工程而言，全寿命的经济成本还得统筹线路工程的各个阶段，线路当中的各个部件的性能和使用寿命都是要考虑的范畴。因此，输电线路全寿命设计是一种极为复杂的设计技术。输电线路全寿命设计理论的基本框架如图1所示。

    2 输电线路建设工程全寿命周期管理的应用

    全寿命周期管理应用在输电线路工程中，可以从根本上改善输电工程的稳定，促进电力行业的全面进步。

    2.1 路径优化

    输电线工程中，路径和现场的条件能直接影响到工程技术方案的设计方案的选择。路径选取何种走向，周边的交通情况和施工条件也会有相应的改变，不仅如此，线路中杆塔的间距和设置地点以及预留的高度都会与当时的条件相符，线路廊内的拆迁量和树木砍伐量、房屋拆迁量也是由所选路径决定的，所有这些都是工程造价的重要组成部分。因此，在选择线路时，相关人员必须深入工程现场实地勘探，全面分析线路的设计资料，采取多种措施落实路径，从定量的路径设计方案中确定最优的路径，最后利用数据断面图将路径的优化结果落到实处。

    2.2 导线选型

    选择所用的导线时，从众多的导线中，要通过对电流密度、电场效应、电能损失等多方面、多角度地分析各种导线材料的电气以及力学方面的特性，满足导线的总截面载流量和要求的电磁环境，还要对比他们的年费用，最终选择经济适宜的导线型号。

    2.3 地线运行的选型

    配电设备中的高压输电线，地线上产生的感应电压可以经过接地回路成为感应电流，造成不必要的电能损耗。为了尽力减少这种损耗，可以采用地线绝缘的方式有效避免，单点接入的方法也能很好地避免这种损耗，很大程度上减少了线路长期运行过程中损耗的电能。使用普通地线时，地线的一端连接杆塔接地，另一端是绝缘。而光纤复合架空地线（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW）两端在接续处都是連接杆塔后接地，接续端中间都是绝缘的。普通地线和OPGW在距离接续断一半的最近的杆塔上换位，连接OPGW接续段接地，中间与普通地线换位后，地线就绝缘了，电流不能形成回路，能有效地降低感应电流，从而减少电能损耗。如表2所示，从电能损耗的角度来考虑地线的运行方式，再结合地线进行计算，再对比各种型号的地线的全寿命成本，最后确定地线的型号和运行方式。

    2.4 杆塔优化

    在整个输电线路工程建设中，杆塔工程的投资大约会占到1/3，是一项投资比重较大的项目。杆塔工程的核心工作就是设置杆塔的形式和数量。而做好这项工作，需要结合工程当地的天气、地形、路径以及电压等级和回路数来全面而又深入地分析，精心规划和设计。

    工程设计师要根据电路经过地区的具体特点，全面规划适合工程的塔型，最大限度地减少工程中的耐张塔，缩减走廊的宽度，把对沿线居民的影响降到最低。杆塔规划还要结合选定的路径设计方案，结合常用的杆塔类型，合理地设计出直线杆塔和呼称高组合。山区杆塔应按照长短腿进行合理设计，而平地杆塔就按照平退设计。双回路铁塔所承受的负荷较大，可以采用Q420高强度的钢构减轻塔的重量，还可以节约4%左右的钢材。

    2.5 基础工程优化

    输电线路工程中的基础工程的造价和工作量在整个工程中占据较大的比重，因此，基础工程的设计方案是否合理，能直接影响到整个工程的成本。基础工程的方案选择又是综合多方面的因素，因此需要工作人员根据合理的分析，作出最正确的决策。基础工程的设计方案的选择较大程度受路径周边的地形和地质特点的影响，在选择时，要根据当地的实际地基情况选取合适的基础计划。比如，对于盆地黏土型的地基，可以优先选择斜柱板式基础，而对于岩石地基，则优先选择锚杆基础。通过对基础建设的优化选择，有效地减少材料的使用量，降低工程成本，可参考表3数据。

    2.6 接地方案

    输电线路中的工程材料在经过长期使用后，难免会受到自然或人为的损坏而腐蚀。对于一些自然条件影响较大的区域，过去人们最常采用的方法就是选用直径大的接地材料，但是这种简单的方法并不能改善接地物被腐蚀的情况。一般情况下，深埋在地底下的圆钢接地材料，经过5年的使用后就要开挖检查，使用10年就要全面更换，而且一些突发的淬断情况也时有发生。镀铜材质的接地材料具有较强的抗腐蚀性能，能很好地对抗这种问题。

    3 结语

    全寿命周期的管理的全面实现，需要在工程的各个环节都要体现出这一理念。全寿命周期的管理还需要设计、施工和维护等多方的努力和紧密配合，真正践行可持续发展观。

    [参考文献]

    [1]邵慧燕.配电网工程项目的全寿命周期管理研究[D].济南：山东大学，2015.

    [2]黄荣.全寿命周期理论在输电线路中的应用[J].通讯世界，2014（15）：64-66.