國(guó)內(nèi)外架空輸電線路電氣間隙設(shè)計(jì)對(duì)比

繆曉宇

【摘 要】輸電線路的電氣間隙取值是決定塔頭尺寸大小的重要影響因素，同時(shí)也決定了交叉跨越距離，是線路設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，影響工程投資的高低。對(duì)此，文章重點(diǎn)就國(guó)內(nèi)外架空輸電線路電氣間隙設(shè)計(jì)對(duì)比進(jìn)行研究分析，以供參考和借鑒。

【Abstract】The value of electric gap of transmission line is an important factor that determines the size of tower head， and it also determines the crossing span distance， which is an important link in the design of transmission line， and affects the level of project investment. This paper focuses on the research and analysis of the electrical gap design of overhead transmission lines at home and abroad， for reference.

【關(guān)鍵詞】架空輸電線；電氣間隙；設(shè)計(jì)；對(duì)比

【Keywords】overhead transmission lines； electrical gap； design； comparison

【中圖分類號(hào)】TM75 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）03-0159-02

1 引言

隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展，我國(guó)很多企業(yè)開(kāi)始走出國(guó)門(mén)，朝著國(guó)際化方向發(fā)展，其中一些電力企業(yè)在國(guó)外開(kāi)始大范圍承接架空輸電線路設(shè)計(jì)工作，并且取得了一定的成績(jī)。但是由于架空輸電線路設(shè)計(jì)過(guò)程中存在一些矛盾之處，即國(guó)內(nèi)架空輸電線路電氣間隙設(shè)計(jì)與國(guó)外存在一定的差距，這就使得在實(shí)際的工作中無(wú)法滿足國(guó)外市場(chǎng)的需求，同時(shí)也阻礙了自身的發(fā)展。因此，為了避免這一矛盾，需要相關(guān)企業(yè)對(duì)國(guó)內(nèi)外架空輸電線路電氣間隙設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，并且進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，最大程度地避免問(wèn)題的發(fā)生。

2 國(guó)內(nèi)外架空輸電線路電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)架空輸電線路設(shè)計(jì)電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要有：GB 50545—2010《110—750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 50064—2014《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》、GB/T 19185—2008《交流線路帶電作業(yè)安全距離計(jì)算方法》等；國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）輸電線路電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要有：IEC60826：2003《架空輸電線路設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》、IEC61865：2002《架空線-帶電部分和障礙物間距離的電氣元件的計(jì)算-計(jì)算方法》、IEC 61774—1997《架空線-評(píng)價(jià)氣候荷載的氣象數(shù)據(jù)》等；美國(guó)輸電線路電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要為IEEE C2—2007：National Electrical Safety Code（國(guó)家電氣安全規(guī)范）；歐盟輸電線路電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要為EN50341—2001《交流電壓超過(guò)45kV的架空電線》[1]。

3 國(guó)內(nèi)外架空輸電線路電氣間隙設(shè)計(jì)對(duì)比

3.1 對(duì)比中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和歐盟標(biāo)準(zhǔn)的差異

我國(guó)在電氣間隙設(shè)計(jì)中有明確的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，這使得實(shí)際的架空輸電線路設(shè)計(jì)工作需要有所參照。而相對(duì)比國(guó)內(nèi)而言，歐盟則需要參照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而是直接根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行設(shè)定，他們依據(jù)的內(nèi)容如下，即架空輸電線路導(dǎo)線的最高溫度、設(shè)計(jì)風(fēng)速等，根據(jù)這些因素進(jìn)行電氣間隙的設(shè)計(jì)。而我國(guó)在實(shí)際設(shè)計(jì)中也會(huì)考慮一些因素，包括最大風(fēng)速、操作過(guò)電壓以及帶電作業(yè)等，根據(jù)這些因素設(shè)計(jì)電氣間隙標(biāo)準(zhǔn)[2]。在海拔高度低于1000m相應(yīng)風(fēng)偏條件下的地區(qū)，帶電部分與桿塔結(jié)構(gòu)的最小間隙，應(yīng)符合表1規(guī)定。

需要注意的是，在進(jìn)行塔頭布置操作時(shí)，對(duì)過(guò)電壓最小間隙和檔距控制要求必須要合理，相應(yīng)的最小間隙情況如下表所示。

3.2 中國(guó)與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)差異對(duì)比研究

相關(guān)條文中有明確規(guī)定，對(duì)導(dǎo)線和桿塔最小間隙距離進(jìn)行確定，以達(dá)到安全的最終目的。其中二者間最小間隙距離的設(shè)置需要參考下表，以達(dá)到預(yù)期的要求。

4 架空輸電線路電氣間隙計(jì)算方法研究

對(duì)架空輸電線路電氣間隙的計(jì)算需要有標(biāo)準(zhǔn)的方法，由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間的間隙計(jì)算存在很小的差異，所以在實(shí)際的計(jì)算過(guò)程中，需要優(yōu)先明確間隙放電電壓（雷電沖擊放電電壓、帶電作業(yè)放電電壓等），在確定完該因素后，需要繪制相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，由曲線方可得到最終的電氣間隙值大小。在IEC的架空輸電線路電氣間隙計(jì)算中，還需要考慮一些其他因素，即降低因子、過(guò)電壓次數(shù)以及線路運(yùn)行時(shí)間等，在明確這些因素后，可以得到架空輸電線路電氣間隙的放電統(tǒng)計(jì)概率，以此得出百分之九十的放電電壓。另外，當(dāng)計(jì)算暫時(shí)過(guò)電壓狀況下的電氣間隙時(shí)，需要注意的是，此時(shí)的過(guò)電壓與工頻電壓無(wú)關(guān)，不需要考慮在內(nèi)。在實(shí)際的電氣間隙計(jì)算中，如果遇到天氣驟變，加之海拔地區(qū)的影響，放電電壓可能會(huì)出現(xiàn)下降的情況，最終影響計(jì)算結(jié)果，因此需要進(jìn)行海拔修正，詳細(xì)如下：

Ka=exp（mH/8150）

上述公式中：m代表的是海拔修正因子；H代表的是地區(qū)的海拔高度情況。操作過(guò)電壓海拔修正因子可按下圖曲線進(jìn)行取值，并最終計(jì)算電氣間隙大小。

需要注意的是，IEC所應(yīng)用的電氣間隙計(jì)算方法適用于百分之九十放電電壓下的取值，該計(jì)算方法與歐盟標(biāo)準(zhǔn)下的架空輸電線路電氣間隙計(jì)算方法存在一些差異，其海拔修正如下：

Ka=exp（mH/8264）

式中：m取0.7～1.0。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于架空特高壓輸電線路的特性，使其在建設(shè)過(guò)程中需要開(kāi)展一系列的計(jì)算，以獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而確保線路的安全。其中電氣間隙的獲取十分關(guān)鍵，然而由于國(guó)內(nèi)外對(duì)其計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不同，所以要想滿足國(guó)際工程需求，就必須要分析國(guó)內(nèi)外架空輸電線路電氣間隙標(biāo)準(zhǔn)的不同，從而提高輸電安全性能。

【參考文獻(xiàn)】

【1】侯建國(guó)，徐彬，董黛，等.國(guó)內(nèi)外架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范安全度設(shè)置水平的比較[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2011，44（S1）：162-171.

【2】尹世鋒.架空輸電線路覆冰厚度預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)融合方法研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2013.