黄志明
中国电机工程学会输电专委会 (北京 100761)
1 输电路线建设的成就
1908年在中国云南省建成石龙坝至昆明22 kV输电线路，与1898年美国首创33 kV高压输电相隔仅10 a。但20世纪前半叶，半封建、半殖民地的旧中国，电力工业发展缓慢，截至1949年全国输电线路总长度只有6 500 km，且大部分是电压较低的城市和矿区供电线路。新中国成立后，随着国民经济迅速增长，输电线路建设事业突飞猛进。50年代新建35～220 kV线路3万km，有力地支持了第1个和第2个五年计划的实现；60年代220 kV主干线路增加到1万km，许多省市出现220 kV电网；70年代初，为配合刘家峡水电站向陕西关中负荷中心送电，建设第1条330 kV超高压线路；80年代各地区大量开发水、火电源，华中、东北、华北、华东相继建设500 kV线路；90年代第1条±500 kV葛州坝至上海直流线路竣工投运。经过半个世纪的努力，输电线路建设业绩辉煌，全国35 kV以上电压的线路总长度已达65万km，其中接近半数为110～220 kV；330～500 kV超高压线路2.4万km。形成了东北、华北、华中、华东和华南5个500 kV跨省的大区联合电网，山东、福建、四川独立省内500 kV电网；西北陕、甘、宁、青330 kV联合电网；以及华中与华东2大电网之间实现±500 kV直流互联局面。
我国输电线路的电压等级和建设规模已跨进世界输电大国的行列，增长速度更是国外所罕见。通过大规模的工程建设的实践，造就了具有较高技术水平的勘测、建设、施工安装和运行管理的专业化队伍；建立了一系列与输电线路有关的科研试验基地；拥有一批线路器材装备制造企业。以上专业技术力量在承担国内输电线路建设任务之外，在参与国际市场竞争中，也创造了不少业绩。
2 展望21世纪
我国发电装机容量已超过277 GW，列世界第2位；本世纪末将达到300 GW；2020年可望增长到900 GW的规模。以往由于电网建设赶不上发电容量的增长，电源建设投资的效益得不到充分发挥，也影响到国民经济持续发展和人民生活水平提高对供电的需求。国家电力公司成立后，作出“今后工作重点由侧重电源建设转移到侧重电网建设和改造上来，并推进城网和农网建设、改造”的战略转移决策。面向21世纪输电线路工程建设的力度和资金投入的份额将会明显加大。
目前，在建的山西、江苏、内蒙古、北京、云贵与广东之间的联网输电工程，二滩和小浪底水电送出，东北大马路、华东江苏输电等500 kV及西北330 kV主干线路的长度将近2 000～3 000 km。三峡电站送出的交直流500 kV线路总长9 100 km，其中一部分项目包括送华东的第1条±500 kV直流线路也已启动。预计今后10 a内新增的交、直流超高压线路的数量，将会超过以往20 a间所建线路总长度的2倍；至于220 kV和110 kV线路的数量，也将按比例相应增加。国内外经验表明：相邻电网互联具有多种效益，如错峰效益，减少备用容量，保证电网出现事故时相互支援及充分利用廉价电能等。今后在加强各大区联合电网和独立省内电网的同时，大区联合电网之间、大区电网与独立省网之间的互联网将更加得到关注。国家电力公司正在组织三峡与华北、华北与山东、西北与四川、福建与华东等多项联网项目的可行性研究。东北与华北2大电网间的迁西与绥中500 kV线路工程已经付诸实施。根据我国能源资源分布和电力负荷增长的现实情况，大容量、远距离的西电东送和北电南送势在必行，上述在建和规划中的跨区、跨省输电项目也表明了这种趋势。在电力工业管理体制深化改革的推动下，通过三峡电力系统的兴建，有关省、区电网的互联将进一步发展，全国规模的电网互联也将逐步实现。330 kV电压已不能适应西北电网发展的需要，750 kV级线路将在西北地区兴建。作为长江三峡上游后续开发项目，金沙江上的向家坝和溪洛渡等巨型水电站向华中、华东送电的距离，大约分别为1 500、1 900 km，将促进我国1 000 kV级交流线路或±750 kV级直流线路的建设。经过专家论证，上级批准，武汉高压研究所1 000 kV级特高压试验线段已经建成，开始进行线路绝缘、电晕、无线电干扰及生态环境等项试验。电力科学研究院和电力建设研究所也为更高一级的交、直流线路工程的前期研究试验准备了必要条件。
北联俄罗斯、南通泰国分别架设长距离、大容量输电线路，输入西伯利亚多余的电力，输出澜沧江丰富的水电，实行与周边国家联网，交换能源的壮举也曾进行过初步可行性探讨，一旦条件成熟，很可能付诸实施。
电网不断扩大，线路继续向自然环境条件更加复杂的未开发边远地区，以及居民密集和经济高度发达地区两头延伸。今后工程建设中，将会遇到前所未有的艰难险阻，需要研究解决更多的技术难题。对此，应该有所准备。
3 与国际先进水平接轨
总结本世纪50 a的经验，剖析目前输电线路建设中存在的问题及与国际先进水平之间的差距，对专业技术的发展战略措施，提出以下建议：
3.1 调整制订专业技术政策
大多数发达国家输电线路专业都有明确的技术政策，因此，各国所建设的线路也就显示出各自的特色和风格。我国电力工业在各个时期也曾有过技术政策，但侧重于缯咀ㄒ怠６杂谑涞缦呗罚邢低场⒂姓攵孕缘匮芯恐贫┳ㄒ导际跽叩墓ぷ鳎龅貌还弧Ｖ鞴懿棵挪皇毕麓镆恍┲钊纭霸霾谠即胧薄ⅰ靶录际跬乒恪薄ⅰ胺词鹿蚀胧薄ⅰ翱刂乒こ淘旒邸敝嗔偈毙浴⒕窒扌浴⑸踔敛⒉怀墒斓闹甘拘晕募娲桓鍪逼诘淖ㄒ导际跽摺５沽烁怂鹿试蛭磁澹掖揖龆ㄆ毡榧哟笊杓坪稍兀灰坏┨岢鼋档驮旒郏挚倏偕杓圃６取Ｕ庋霾哂星费辖鳎菀撞蟮迹膊蛔阋匀妗⒄返刂傅脊こ探ㄉ琛４送猓凸矍榭霰淞耍际跽呶茨芗笆钡髡彩且淮竺 Ｔ缒旮植钠嫒保Х桨偌平谑「植模匀怀晌笔笔滓募际跽撸裨蛐矶嗉毙璧南呗饭こ躺喜蝗ィ淮罅客乒愀纸罨炷恋绺颂娲仁「郑彩∏偈构こ躺下恚杉ú豢赡ㄉ贰Ｈ缃窀植幕踉闯渥悖鄹癫欢舷碌鳎炷恋绺嗽耸浜褪┕し延梅炊黾樱眯б娌幻飨裕褂幸恍┘际跷侍獬て谖茨芡咨平饩觥＠吒怂〔牧希苍罅坎捎茫孀懦窍缃ㄉ柩杆俜⒄梗厥敌谐邪┮祷祷婺＠┐螅芏嗟厍蚶呤艿较拗啤Ｕ庑┰兄行У募际醮胧谛碌奶跫拢筒灰思绦菩小Ｓ捎谝酝榷ǖ姆秸胝呶醇啥杓撇蛔魑萍龇桨福械接醒沽ΑＨ狈γ魅贰⒑侠淼募际跽撸韵呗饭こ探ㄉ韬涂蒲锌⒍己懿焕?br> 制订专业技术政策，一要根据国家和电力工业总的方针政策；二要结合国情特点；三要跟踪国际行情，吸取有益经验。需要组织一批技术高、经验多、综合分析能力强的专家，深入调查，认真研究，反复推敲，才能制订出先进、合理、切实可行的本专业技术政策。每隔一定时期，还要根据客观情况的演变和技术进步，作必要的调整和修改。
3.2 完善专业技术标准体系
我国输电线路专业技术标准自50年代初，学习并移植前苏联《电气设备安装规程》中有关架空线路部分章节开始，历经多次修订和补充，逐步形成包括规划、勘测、设计、施工验收和运行管理等一系列技术标准，对于指导线路工程建设和运行管理，确实起到非常重要的作用。但与国外同类标准对比，以及以往执行的经验来看，现行标准存在不少问题。标准分为国家标准和行业标准，设计标准又包括部颁和电规院颁2级。各级标准的功能不清楚，不论那一级标准，都是强制性的，都要遵照执行。标准的分级界限也带有随意性，低压线路规程定为国标，高压和超高压定为行标；线路设计规程划为行标，与其相对应的施工验收标准划为国标。设计、施工和安全运行的相关标准之间缺少协调，有的规定相互矛盾。标准的内容深度不尽合适，大部分标准都规定了具体设计方法和计算公式，甚至列出器材设备的技术特性和参数等，内容太多太繁，有的规定太死，对培养设计人员的独立思考能力，发挥创造性和积极性，提高设计水平颇为不利。
线路专业标准制订既未设专责机构，也未配专职人员。往往是临时抓差，摊派给某一单位承担，受资金投入、人力安排和技术水平等条件的限制，调查研究、科研验证及与国外标准对比等基础性工作难以展开，加上协调管理不够有力，影响修订质量和效果。事实上，有些很重要的条文，科学论证并不充足，靠的是拍板定案，经不起推敲。
据了解，美国《国家电气安全法规》中有关输电线路的条文只对涉及到工作人员、社会公众及其他设施的安全等问题作出规定，其余有关线路电气专业和结构专业更详细、更具体的技术性导则(Guide rule)，则分别由电气与电子工程师学会(IEEE)和美国土木工程师学会(ASCE)组织知名专家制订。国际大电网会议(CIGRE)和国际电工委员会(IEC)也组织各国有关专家参加制订架空线的技术标准，这些技术标准内容丰富、质量很高，体现当代专业技术的先进水平。虽然并不要求哪个国家，哪个单位贯彻执行，但在世界范围内备受推崇，广泛应用，自然形成比较科学的专业技术标准体系。这样的标准制定办法和管理模式是否可资借鉴，建议在深化体制改革中加以探讨。
3.3 提高线路器材设备品质
电力生产安全第一，为了保证电网供电高度可靠，输电线路工程必须做到设计方案合理、施工质量优秀、器材设备品质精良和维护管理到位。各个环节中，把好器材设备关尤为重要。因此，国际上各大电力公司，包括发展中国家的电力公司，对线路器材设备的选型和招标采购十分认真，很重视厂商的供货业绩和老用户的信息反馈，讲究优质优价，挑选性能优越、器质精良的名牌产品，决不迁就降低要求。厂家也视产品质量和保持信誉为生命线，决不含糊。
我国受以往计划经济管理体制的影响，曾长期处于供不应求的状态，至今供需双方的产品质量意识仍然都比较差。市场竞争局面逐步形成后，受生产装备条件和工艺技术水平的制约，以及产品质量保证体系不够完善，还有管理方面的种种原因，国产线路器材设备与国际名牌产品之间在品种、技术性能和质量上还存在明显的差距。经验表明，线路器材设备的缺陷在出现大风、覆冰和雷击、污闪时，曾导致倒塔、断线和导线落地等造成长时间停电的事故；也发生过高压作业人员的伤亡事故，后果是严重的。在以往工程建设中，考虑到器材设备性能差和质量不稳定，往往采取加大设计裕度的办法，企图加大补偿。如500 kV线路耐张绝缘子串，本应选择双串组合方案，因担心国产30 t瓷绝缘子质量靠不住，而长期改用4串16 t代替；又因国产绝缘子老化率高，设计规程单对瓷绝缘子作出提高常年运行安全因数的规定。钢材规格误差大，铁塔加工精度不高，镀锌质量欠佳，都成为设计选材多留裕度的理由；金具强度令人担心，设计选型提高一级。凡此种种都造成设计方案不合理，技术水平降低，并给施工安装、维护检修带来不便，安全运行也不见得就得到保证。这种做法也和电力工业早日与国际先进水平接轨的战略目标相违背，因此，提高器材设备的性能和品质要下决心，不能再迁就。
目前市场竞争局面已逐步形成，线路器材设备制造厂家如雨后春笋，发展迅猛。国外知名厂商看好中国市场，不遗余力地推销其名牌产品或来华办厂。NGK唐山电瓷有限公司利用中国优质瓷土和日本先进技术，生产高品位、免维护的大吨位瓷绝缘子；自贡塞维尔公司则用进口玻璃元件进行组装；南京雷电集团引进国外生产线，提高了产品质量；合成绝缘子也加入了竞争行列。应该本着平等互利和公平竞争的原则，充分利用国内外2方面的技术和资源优势，选用品质精良、价格合理的产品，提高线路工程的技术档次，加速与国际先进水平接轨的步伐，并促进民族制造业的进步。
3.4 增强环境保护意识
输电线路对环境的影响大致上有2种类别：一类是运行线路的电磁场对人、畜产生电击和可能在长时间作用后引起的生态效应，以及伴随电晕放电产生的高频电磁波对调幅广播和电视的干扰，此外，超高压直流输电线下及附近空间还有离子流场对人、物的影响等属于电磁方面的影响，也包括可听噪声在内，这类影响在工程设计中采取适应的技术措施，均可控制在允许值以内；另一类是线路建设占用土地、影响农耕砍树、拆房、破坏植被、引起水土流失，甚至触发泥石流，给自然环境造成损害，也影响社会生活。以往对后一类影响环境的问题重视不够，只有在遇到有关方面索取高额赔偿或协议不成、施工受阻时才引起注意，设法处理。21世纪是人类珍惜和保护地球的时代，针对我国当前环境问题比较突出的状况，今后线路建设应牢固树立环境保护意识，规划、选线、定位、设计、施工、运行各个过程都应密切注意环保问题。山区线路根据地形特点，采用4条腿全方位不等高塔腿和不等高基础，尽量减少基面开挖，保护植被，避免水土流失；塔位四周构筑排水沟和必要的护坡。线路走廊资源紧缺地区，采用布置紧凑的塔型；人口密集、耕地较少地区及大面积机耕地区不宜采用拉线。积极研究少砍树、少拆房的线路设计方案；为美化环境，电厂和变电站进出线应提前规划，安排双回路架设，力求布置紧凑、整齐、美观；城市近郊、经济开发区、科技园区、观光游览区，采用造型美观的杆塔。为加强环境保护而增加一部分线路工程的投资，换来环境和社会效益，是必要的，也是合理的。
3.5 全面实行建设项目招投标
线路工程实行招投标已有10余年历史，继葛上直流、天广、漫昆等项目的施工安装和器材设备采购实行招投标获得成功之后，大批项目招投标也都达到良好效果，并积累了丰富的经验。唯独设计招投标，究其原因，除受传统观念影响之外，线路设计招投标怎么进行?单纯设计招投标是否可行，局面迟迟未能打开，应该很好研究。一是工作界面如何划分?路径方案选择、沿线勘探工作，基本资料搜集分析和大量协议工作由谁做?如果参与投标的设计院分别都去做，势必乱了套，有关单位也无法接待配合，而这些工作对设计方案又至关重要。二是承包责任不明，工程造价是评标的重要判据，设计院只承担设计，不管施工，报的工程造价，也不过是概算而已，一旦中标，风险谁担?至于勘测设计费在工程总投资中所占的比重很小，压低设计费意义不大，如果选线协议、搜资等由业主委托另一单位做，设计投标者既不管路径，又不谈造价，卡头去尾后，初步设计剩下的文章就不多了。
近10多年来，国内有关单位参与过许多海外线路项目投标竞争，中标的也不少。据了解，还未遇见过单纯设计招标的项目。国外的一般做法是：可行性研究和立项之后，先编制概念设计(Conceptual Design)，经业主确认作为招标文件的依据。招投标的承包内容包括施工详图，设计和施工安装工程。器材设备有的由业主自行采购，也有的实行包工包料一并招标。看来设计招投标也应与国际通用的做法接轨为宜。
3.6 切实依靠科技进步
输电线路专业发展历程中，每上一个台阶都离不开科研开发。第1条220 kV松东李线、第1个长江大跨越、第1项330 kV超高压工程、第1批500 kV项目及±500 kV葛上直流线路，在当时计划经济体制下，都是由主管部门组织全国各单位力量协作攻关，立竿见影，对工程起到决定性作用。当初搞出来的科技成果，至今仍在许多工程中应用。近年来工程项目大大增多，技术力量大大增强，但针对工程的科技开发活动，似乎不如当年那么红火。可能与机制转换过程中，有些关系没有理顺，措施政策不配套，以及机构重组、人员更替、投入不足等原因有关。但最关键的还是科研开发如何与工程建设紧密结合的问题。
三峡交、直流送出是世界上最大规模的线路工程建设项目，虽然电压还是500 kV级，要与国际先进水平接轨，就有不少问题，甚至是难题需要解决。电站出线段同塔双回路，如何提高耐雷水平，避免双回路同时跳闸，迫切需要切实可行的措施；鄂西、川东山区局部重冰规律研究及其对策；华中、华东人多地少，经济发达如何压缩线路走廊，减少砍树、拆房，以及跨树、跨房方案的探讨；多处跨长江、汉江的方案研究，大截面四分裂导线张力架线技术都是很有价值的课题；华东江苏输变电项目中的江阴长江大跨越，是世界最大的大跨越线路工程，跨越档距2 303 m， 塔高350 m，塔型选择，结构设计，基础设计，导线选型、防振、防舞动措施，OPGW架设，登塔设施，高塔防雷，航空标志等课题都是很有分量的。面对上述2个世界瞩目的输电线路项目，理应投入更多的科技力量，协作攻关，搞出成果，看来还需要主管部门搭台，选准课题，大家协作，不要错过时机。
3.7 改善施工运行技术装备
长期以来，我国输电线路施工安装和运行检修主要靠人力操作，机械化程度很低，与国际先进水平差距明显。许多山区线路远离交通线，大量器材、沙石料甚至施工用水都是人背上山，人工开凿土石方；运行人员步行巡线；检修抢险也只有几辆汽车和一些简单的工器具。这种状况已不能适应大规模超高压、特高压线路建设和安全运行的需要。为改善过于沉重的劳动条件，保证工程质量和运行线路的良好状态，势必要逐步采取机械化和现代化，达到减人增效，并与国际先进水平接轨的目标。
国外普遍采用的直升飞机巡线、吊装杆塔和展放导线的工艺，以及远红外成象遥感系统在线监测绝缘子、导线和金具缺陷等技术也已在国内试验成功，推广应用。卫星定位系统、恶劣气象预报和其他新技术也应积极研究。根据以往经验，因地制宜研制开发投资少、奏效快的小型化施工检修机具，特别是杆塔基础施工机具很适用山地线路的特点。
提高施工运行的技术装备水平与工程造价之间可能存在矛盾。建议主管部门从发展战略的高度，从提高工效、缩短工期、改善质量、有利环境保护、保证供电安全等综合效益的角度，进行全面权衡。
|
网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）
