國內外架空輸電線路電氣間隙設計對比

繆曉宇

（中鐵二院工程集團有限責任公司，成都610000）

1 引言

隨著世界經濟一體化的發展，我國很多企業開始走出國門，朝著國際化方向發展，其中一些電力企業在國外開始大范圍承接架空輸電線路設計工作，并且取得了一定的成績。但是由于架空輸電線路設計過程中存在一些矛盾之處，即國內架空輸電線路電氣間隙設計與國外存在一定的差距，這就使得在實際的工作中無法滿足國外市場的需求，同時也阻礙了自身的發展。因此，為了避免這一矛盾，需要相關企業對國內外架空輸電線路電氣間隙設計進行對比，并且進行改進和優化，最大程度地避免問題的發生。

2 國內外架空輸電線路電氣設計標準

國內架空輸電線路設計電氣設計標準主要有：GB 50545—2010《110—750kV架空輸電線路設計標準》、GB/T 50064—2014《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》、GB/T 19185—2008《交流線路帶電作業安全距離計算方法》等；國際電工委員會 (IEC)輸電線路電氣設計標準主要有：IEC60826:2003《架空輸電線路設計準則》、IEC61865:2002《架空線－帶電部分和障礙物間距離的電氣元件的計算－計算方法》、IEC 61774—1997《架空線－評價氣候荷載的氣象數據》等；美國輸電線路電氣設計標準主要為IEEE C2—2007:National Electrical Safety Code(國家電氣安全規范)；歐盟輸電線路電氣設計標準主要為EN50341—2001《交流電壓超過45kV的架空電線》[1]。

3 國內外架空輸電線路電氣間隙設計對比

3.1 對比中國標準和歐盟標準的差異

表1 110～500kV帶電部分與桿塔構件的最小間隙（m）

我國在電氣間隙設計中有明確的標準規定，這使得實際的架空輸電線路設計工作需要有所參照。而相對比國內而言，歐盟則需要參照設計標準，而是直接根據實際的情況進行設定，他們依據的內容如下，即架空輸電線路導線的最高溫度、設計風速等，根據這些因素進行電氣間隙的設計。而我國在實際設計中也會考慮一些因素，包括最大風速、操作過電壓以及帶電作業等，根據這些因素設計電氣間隙標準[2]。在海拔高度低于1000m相應風偏條件下的地區，帶電部分與桿塔結構的最小間隙，應符合表1規定。

需要注意的是，在進行塔頭布置操作時，對過電壓最小間隙和檔距控制要求必須要合理，相應的最小間隙情況如下表所示。

表2 工頻電壓和操作過電壓最小間隙情況表（m）

3.2 中國與美國標準差異對比研究

相關條文中有明確規定，對導線和桿塔最小間隙距離進行確定，以達到安全的最終目的。其中二者間最小間隙距離的設置需要參考下表，以達到預期的要求。

表3 導線與桿塔最小安全間隙情況（m）

4 架空輸電線路電氣間隙計算方法研究

對架空輸電線路電氣間隙的計算需要有標準的方法，由于相關標準之間的間隙計算存在很小的差異，所以在實際的計算過程中，需要優先明確間隙放電電壓（雷電沖擊放電電壓、帶電作業放電電壓等），在確定完該因素后，需要繪制相關的標準曲線，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算中，還需要考慮一些其他因素，即降低因子、過電壓次數以及線路運行時間等，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計概率，以此得出百分之九十的放電電壓。另外，當計算暫時過電壓狀況下的電氣間隙時，需要注意的是，此時的過電壓與工頻電壓無關，不需要考慮在內。在實際的電氣間隙計算中，如果遇到天氣驟變，加之海拔地區的影響，放電電壓可能會出現下降的情況，最終影響計算結果，因此需要進行海拔修正，詳細如下：

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

圖1 海拔修正因子與放電電壓二者之間的關系情況

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

式中：m 取 0.7～1.0。

5 結語

綜上所述，由于架空特高壓輸電線路的特性，使其在建設過程中需要開展一系列的計算，以獲得相關的數據，從而確保線路的安全。其中電氣間隙的獲取十分關鍵，然而由于國內外對其計算標準不同，所以要想滿足國際工程需求，就必須要分析國內外架空輸電線路電氣間隙標準的不同，從而提高輸電安全性能。