基于110 kV和220 kV鋼管塔輸電線路帶電作業的安全距離試驗探析

周亞峰

摘 要：為了滿足社會用電需求，我國輸電線路工程規模越來越大。鋼管塔是一種新型輸電桿塔，在輸電線路中應用十分廣泛。通過模型試驗和計算，確定了110 kV和220 kV鋼管塔輸電線路帶電作業的安全距離，從而為110 kV、220 kV鋼管塔輸電線路的安全作業提供保障。

關鍵詞：鋼管塔；輸電線路；安全距離；電力工程

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.070

我國電力工程的發展越來越快，鋼管塔具有安全性高、結構簡單、占地面積小、承載力高等特點。隨著輸電線路的發展，鋼管塔的應用也越來越廣泛。為了確保110 kV和220 kV鋼管塔輸電線路的安全，必須根據實際情況確定110 kV和220 kV鋼管塔輸電線路帶電作業的安全距離。本文結合模型試驗和計算，選取典型帶電作業條件得出了110 kV和220 kV鋼管塔輸電線路帶電作業的最小安全距離。

1 鋼管塔試驗條件及其計算方法

1.1 試驗條件

為了確定110 kV和220 kV鋼管塔的安全，以典型110 kV和220 kV鋼管塔為例，設計了模擬塔進行試驗。為了方便分析，110 kV和220 kV電壓等級的鋼管塔都設置為3層橫擔，導線均設置成同塔雙回垂直排列。

在試驗中，采用的設備主要有2 400 kV低阻尼串聯阻容分壓器、2 400 kV沖擊電壓發生器、Tek TDS 340示波器、64M型峰值電壓表。在制作模擬鋼管塔時，按照1∶1的比例用高壓強度鋼管制作模擬塔頭，導線長度為4 m。為改善端部電場分布，分別在兩端設置了1個1.0 m的均壓環。試驗采用高1.8 m、寬0.5 m的鋁合金模擬人，并采用操作沖擊波進行放電試驗，操作沖擊波的波前時間為250 μs。

1.2 計算方法

在計算110 kV和220 kV鋼管塔輸電線路的最小安全距離時，按照相關標準計算，其計算公式為：

Dmin=2.17[e90u/（1 080Kt）-1]，Kt=KdKgKa，Ka=em（H/8 150）.（1）

式（1）中：Kd為標準偏差系數，0.936；Kg為間隙系數；Ka為海拔修正系數。

絕緣間隙的統計耐受電壓的計算方式為：

U90=K2U2. （2）

式（2）中：K2為安全裕度系數，1.1；U2=K2Um ，其中，Ke為相對地統計過電壓倍數，Um為系統正常運行的最高運行電壓。

對于間隙系數Kg，在不同電極結構和波形特征下的取值各不相同。在本次試驗中，試驗人員根據帶電作業間隙結構操作沖擊放電試驗數據計算帶電作業間隙結構操作沖擊放電電壓、擬合曲線，最后求出間隙系數。

2 鋼管塔最小安全間隙試驗

2.1 試驗布置

在試驗中，根據鋼管塔的帶電作業實際情況進行模擬試驗，試驗人員需要考慮等電位作業人員對上方橫擔、地電位作業人員對側方導線、橫擔地電位作業人員對上方導線等幾種典型工況。

2.2 試驗結果

在進行110 kV鋼管塔輸電線路帶電作業試驗時，試驗人員要不斷改變人與導線間的距離，同時，當人與導線之間的距離在0.4～0.5 m時計算U50。110 kV鋼管塔輸電線路帶電作業試驗結果如表1所示。

間隙距離d/m 操作沖擊放電電壓U50/kV

1號位置 2號位置 3號位置

0.5 278.2 305.2 311.5

0.8 412.1 456.2 461.3

1.1 534.8 575.3 629.5

1.4 636.1 712.6 758.6

在進行220 kV鋼管塔輸電線路帶電作業試驗時，試驗人員要不斷改變人與導線之間的距離，同時，當人與導線之間的距離在1.1～2.2 m變化時計算U50。110 kV鋼管塔輸電線路帶電作業試驗結果如表2所示。

間隙距離d/m 操作沖擊放電電壓U50/kV

1號位置 2號位置 3號位置

1.1 563.2 622.4 623.5

1.4 673.2 625.4 773.2

1.8 793.9 894.3 928.3

2.2 962.3 1 069.9 1 109.6

2.3 最小安全距離

根據以上試驗結果，可計算出110 kV和220 kV鋼管塔輸電線路帶電作業工況下的最小間隙數，并根據標準氣象海拔條件將放電電壓修正到500 m的高度，從而得出最小安全距離。

對于110 kV鋼管塔輸電線路，海拔高度為0時，地電位人員與導線的最小安全距離為1.08 m，地電位人員與上相導線的最小安全距離為1.11 m，等電位人員與上橫擔的最小安全距離為1.18 m；海拔高度為500 m時，地電位人員與導線的最小安全距離為1.11 m，地電位人員與上相導線的最小安全距離為1.14 m，等電位人員與上橫擔的最小安全距離為1.22 m。

對于220 kV鋼管塔輸電線路，海拔高度為0時，地電位人員與導線的最小安全距離為1.76 m，地電位人員與上相導線的最小安全距離為1.83 m，等電位人員與上橫擔的最小安全距離為2.01 m；海拔高度為500 m時，地電位人員與導線的最小安全距離為1.80 m，地電位人員與上相導線的最小安全距離為1.88 m，等電位人員與上橫擔的最小安全距離為2.07 m。

3 結束語

綜上所述，當110 kV和220 kV鋼管塔輸電線路的海拔高度低于500 m時，110 kV鋼管塔輸電線路帶電作業的最小安全

距離為1.22 m，220 kV鋼管塔輸電線路帶電作業的最小安全距離為2.07 m。該最小安全距離是在等電位條件下，人體與上橫擔間隙確定的條件下得出來的，但因輸電線路的電壓等級有一定的差異，其安全間隙也存在差異。因此，在相關規定中，最小安全距離與該計算結果有一定的差異，同時，規范中的最小安全距離適用于鋼管塔輸電線路。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕