雙回垂直排列500kV緊湊型線路應用簡介

朱偉俊 葉世順 李嘉文

（中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司，湖南長沙 410007）

雙回垂直排列500kV緊湊型線路應用簡介

朱偉俊 葉世順 李嘉文

（中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司，湖南長沙 410007）

通過對雙回垂直排列500kV緊湊型線路工程投資、電磁環境、防雷性能和短路擺動的分析，提出在房屋密集地區采用雙回垂直排列500kV緊湊型線路的思路，并對工程應用提出建議。

垂直排列；緊湊型線路；電磁環境；防雷性能；短路擺動

目前國內500kV雙回路大多采用垂直排列鼓形塔（見圖1），邊導線寬度22m左右，拆房范圍32m左右。隨著國民經濟的持續發展和城鎮建設的不斷提速，輸電線路走廊日益緊張，房屋拆遷成本越來越高，難度越來越大。為盡量壓縮線路走廊，減少房屋拆遷量，一種新型輸電線路——雙回垂直排列緊湊型線路（見圖2）近年來開始在500kV輸電線路上得到應用。

1 技術經濟分析

緊湊型線路三相導線布置在同一塔窗內，宜采用等邊倒三角對稱布置［1］。湖南長沙500kV星星線是國內第一條500kV雙回垂直排列緊湊型線路，于2014年7月投產。線路長度22.84km，設計覆冰15mm，設計大風30m/s，與常規鼓形塔線路技術經濟比較如表1所示。

由表1可知，雙回垂直排列緊湊型線路本體投資較常規鼓形塔線路高約60萬元/km，以房屋補償單價2 000元/m2計，60萬元折合一棟300m2的房屋。因此，雙回垂直排列緊湊型線路在房屋密集區具有比較明顯的經濟優勢。

2 電磁環境特性

500 kV交流線路要求房屋位置離地1.5m處的地面電場強度不超過4kV/m，距離線路邊相導線20m處的可聽噪聲不超過55dB（A），距離邊相導線20m處頻率0.5MHz時的無線電干擾限值不超過55dB（μV/m）［2］。雙回垂直排列緊湊型線路三相導線倒三角形排列，相間距離小，電磁環境有其自身特點。以導線型式6×LGJ-300/40，相間距離7.7m-7.5m-7.7m，回路間距12m（見圖3）計算，電磁環境特性如下：①導線對地距離大于10.5m時，各種相序排列各項電磁環境指標均滿足要求；②與常規雙回鼓形塔線路相比，雙回垂直排列緊湊型線路地面電磁場降低約15%，無線電干擾降低約4%，地面可聽噪聲和導線表面場強增加7%；③線路最小對地高度不小于10.5m時，線下工頻電場不大于4kV/m的走廊寬度與設計規范強制要求的拆遷范圍一致。

表1 3種塔型技術經濟比較

圖1 雙回鼓形塔線路

圖2 雙回垂直排列緊湊型線路

3 防雷性能

輸電線路的防雷性能與耐雷水平有關，雷擊塔頂時耐雷水平［3］I1計算如下：

以圖3所示導線排列，計算得到雙回垂直排列緊湊型線路耐雷水平如表2所示。

表2 耐雷水平

由表2可知，雙回垂直排列緊湊型線路鐵塔沖擊接地電阻20Ω以下時，可滿足500kV線路耐雷水平大于125kA的要求。與常規雙回路鼓形塔線路相比，雙回垂直排列緊湊型線路鐵塔耐雷水平較高，雷擊桿塔跳閘率較低；同時由于地線間距小，防雷保護角小，繞擊跳閘率更低。綜合雷擊桿塔跳閘率和繞擊跳閘率，雙回垂直排列緊湊型線路雷擊跳閘率較常規雙回路鼓形塔線路降低12%左右，如表3所示。桿塔呼高和沖擊接地電阻越低，防雷性能優勢越明顯。

圖3 500kV雙回垂直排列緊湊型線路塔頭布置

表3 雙回垂直排列緊湊型線路雷電跳閘率

4 導線短路擺動控制

電力系統發生短路故障時，由于短路電動力的作用，導線相互吸引而靠近，使相間距離減小。為避免相導線碰線和相間空氣絕緣擊穿，必要時需安裝相間間隔棒加以支撐。對于圖4所示三相導線組成的空間懸鏈線，根據比奧-薩伐爾定律，2個電流元段I1d?l1和I2d■?l2之間的力如下：

對式（2）進行線積分，得出所受電動力，將該電動力向量沿3個方向分解，逐段計算，疊加后即可得到電動力的合力［4］。以三相短路電流下不碰線為控制條件，得到不加裝相間間隔棒的邊界條件如下：①三相短路電流40kA/0.1s，檔距700m以內可不加裝相間間隔棒；②三相短路電流50kA/0.1s，檔距500m以內可不加裝相間間隔棒；③三相短路電流58kA/0.1s，檔距400m以內可不加裝相間間隔棒。超出上述檔距應加裝相間間隔棒。

圖4 三相導線組成的空間懸鏈線

5 結語

雙回垂直排列緊湊型線路電磁環境指標能滿足現有規程規范要求，與常規雙回鼓形塔線路相比防雷性能較優，本體投資高約60萬元/km，綜合投資在房屋拆遷面積較大的地方具有經濟優勢。工程使用時應注意控制使用檔距，必要時加裝相間間隔棒。

［1］DL/T5217-2005.220kV～500kV緊湊型架空送電線路設計技術規定［S］.

［2］HJ24-2014.環境影響評價導則輸變電工程［S］.

［3］國家電力公司東北電力設計院.電力工程高壓送電線路設計手冊［M］.北京：中國電力出版社，2002.

［4］DL/T620-1997.交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合［S］.

Aplication Abstract of Double Circuit Vertical Arrangement 500kV Compact Transmission Line

Zhu WeijunYe ShishunLi Jiawen
（China Energy Engineering Group Co.Ltd，Hunan Electric Power Design Institute，Changsha Hunan 410007）

The idea of using double circuit vertical arrangement 500kV transmission line in the house concentrated area was proposed,through analysis of its construction investment,electrical environment,lightning protection performance and short circuit swing,and suggestions for engineering application were put forward.

vertical arrangementon；campact transmission line；electromagnetic environment；lightning protection performance；short circuit swing

TM75

A

1003-5168（2016）11-0143-03

2016-10-16

朱偉俊（1980-），男，工程師，研究方向：輸電工程設計；葉世順（1975-），男，工程師，研究方向：輸電工程設計；李嘉文（1985-），男，工程師，研究方向：輸電工程設計。