關(guān)于國內(nèi)外輸電線路電氣間隙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的比較研究

巫偉中廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局

關(guān)于國內(nèi)外輸電線路電氣間隙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的比較研究

巫偉中廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局

輸電線路的投資成本受到電氣間隙設(shè)計(jì)取值的直接影響，合理的電氣間隙設(shè)計(jì)值，不僅可以保證輸電線路安全運(yùn)行，也能夠增加一定的經(jīng)濟(jì)收入，因此，越來越多的從業(yè)人員開始關(guān)注電氣間隙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?；诖?，本文研究了國內(nèi)外輸電線路電氣間隙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的差異，為完善我國電氣間隙的計(jì)算提出了建議。

電氣間隙；輸電線路；電網(wǎng)工程

前言

輸電線路電氣間隙設(shè)計(jì)取值可以影響到塔頭的尺寸大小，而塔頭的尺寸大小又會(huì)對(duì)線路的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)造成影響，決定輸電線路的交叉跨越距離，進(jìn)而影響到工程投資的高低。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國許多企業(yè)開始承包國外的輸電線路設(shè)計(jì)工作，但由于國內(nèi)外的電氣間隙設(shè)計(jì)值存在差異，給國內(nèi)企業(yè)對(duì)國外輸電線路進(jìn)行電氣間隙設(shè)計(jì)取值時(shí)，造成了不小的壓力，因此，我國應(yīng)該對(duì)比國內(nèi)外的間隙設(shè)計(jì)差異，改善我國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1.中國標(biāo)準(zhǔn)和歐盟標(biāo)準(zhǔn)的差異對(duì)比

1.1 氣隙取值對(duì)比

在輸電線路的電氣間隙這方面，我國設(shè)置了明確的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，但是歐盟國家對(duì)此卻沒有相應(yīng)的規(guī)定，他們會(huì)根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際情況，決定輸電線路的電氣間隙值。歐盟國家在設(shè)置電氣空隙的取值時(shí)，主要受四大環(huán)境因素的影響，分別為：輸電線路可承受的最高溫度、輸電線路的覆冰量、設(shè)計(jì)風(fēng)速以及覆冰同時(shí)的風(fēng)速這四個(gè)主要因素。而中國制定的輸電線路電氣間隙標(biāo)準(zhǔn)，常常根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖畲箫L(fēng)速、輸電線路的最大覆冰面、操作過程中的電壓以及帶電作業(yè)情況等因素，通過綜合的分析與研究，制定適應(yīng)范圍比較廣的電氣間隙標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 海拔差異對(duì)比

通常情況下，在海拔小于1000m高度的地區(qū)，桿塔結(jié)構(gòu)與帶電部分的最小間隙之間存在著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在標(biāo)稱電壓值110kv情況下，且海拔低于1000m時(shí)，工頻電壓間隙值為0.25m，操作過電壓間隙值為0.70m，雷電過電壓間隙值為1.00m。在標(biāo)稱電壓值為220kv，且海拔高度小于1000m的情況下，工頻電壓間隙值為0.55m，操縱過電壓間隙值為1.45，雷電過電壓間隙值為1.90m。在標(biāo)稱電壓值為330kv，且海拔高度小于1000m時(shí)，工頻電壓間隙值為0.90m,操作過電壓間隙值為1.95m，雷電過電壓間隙值為2.30m。在標(biāo)稱電壓在標(biāo)準(zhǔn)電壓值為500kv時(shí)，帶電部分與桿塔結(jié)構(gòu)的最小間隙由于海拔的不同，可分為兩種對(duì)應(yīng)關(guān)系，在海拔高度小于500m時(shí)，工頻電壓間隙值為1.20m，操作過電壓間隙值為2.50m，雷電過電壓間隙值為3.30m；當(dāng)海拔高度處于500m～1000m范圍內(nèi)時(shí)，工頻電壓間隙值提高了0.1m，為1.30m，操作過電壓間隙提高了0.2m，變?yōu)?.70m，雷電過電壓保持不變，還是3.30m[1]。

2.中國標(biāo)準(zhǔn)和美國標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比

NESC條文與235E規(guī)定了輸電線路與塔桿結(jié)構(gòu)的任一部分的最小安全距離，同時(shí)，也對(duì)GB0545中的相關(guān)條款重新進(jìn)行規(guī)范，規(guī)定了在不同標(biāo)稱電壓值且風(fēng)力情況不同的情況下，導(dǎo)線與桿塔解雇的最小間隙距離。在標(biāo)稱電壓值為230kv，無風(fēng)情況下，導(dǎo)線與桿塔結(jié)構(gòu)的最小間隙距離為1.24m，在最大偏風(fēng)情況下，導(dǎo)線與桿塔結(jié)構(gòu)的最小間隙距離為1.22m；在標(biāo)稱電壓為345kv時(shí)，無風(fēng)情況導(dǎo)線與桿塔結(jié)構(gòu)的最小間隙距離為1.84m，最大偏風(fēng)情況下電氣間隙為1.59m；在標(biāo)稱電壓為500kv時(shí)，無風(fēng)情況下的電氣間隙最小值為2.78m，最大偏風(fēng)情況下，電氣間隙最小值為2.57m；在標(biāo)稱電壓為765kv時(shí)，無風(fēng)情況下的電氣間隙最小值為2.57m，最大偏風(fēng)情況下的電氣間隙最小值為4.10m。

3.中國標(biāo)準(zhǔn)與IEC標(biāo)準(zhǔn)之間的差異對(duì)比

在IEC標(biāo)準(zhǔn)中，帶電體與接地體間的電氣距離的計(jì)算方法，通常只用來計(jì)算導(dǎo)體與可移動(dòng)物體間的電氣距離，帶電作業(yè)過程中的電氣間隙計(jì)算和桿塔的電氣間隙計(jì)算不適合用該方法，該方法常常用來審查電氣之間的距離，我國對(duì)該方法沒有明確的規(guī)定。帶電作業(yè)IEC與我國帶電作業(yè)的計(jì)算方法相同，差異主要體現(xiàn)在參數(shù)的選取方面，導(dǎo)致國內(nèi)計(jì)算的帶電作業(yè)安全距離遠(yuǎn)大于國際標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算處的結(jié)果。

4.基于差異化對(duì)比下的電氣間隙的計(jì)算方法

在計(jì)算電氣壓力間隙時(shí)，首先需要明確在標(biāo)稱電壓值大小不同的情況下，電氣間隙的放電電壓，根據(jù)工頻電壓、雷電過電壓、帶電作業(yè)下的電壓大小，計(jì)算出電氣間隙計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式。除此之外，也可利用IEC的計(jì)算方法計(jì)算電氣之間的間隙，但這種方法需要對(duì)過電壓次數(shù)、過電壓累計(jì)時(shí)間以及輸電線路全年運(yùn)行的時(shí)間進(jìn)行記錄，然后依據(jù)這些記錄下來的數(shù)據(jù)，計(jì)算輸電線路的間隙放電統(tǒng)計(jì)概率。在計(jì)算暫時(shí)過電壓的大小時(shí)，可以先對(duì)開關(guān)操作過電壓與重合閘過電壓進(jìn)行計(jì)算，由此可以得出暫時(shí)過電壓的值，得出的數(shù)值與工頻電壓下的計(jì)算無關(guān)。

由于放電電壓受海拔的影響較大，海拔越高，放電電壓在空氣中的間隙就會(huì)越小，因此，需要使用國際上通用的海拔修正系數(shù)公式Ka=exp（mH/8150）來進(jìn)行電氣間隙的計(jì)算。式中m代表海拔修正因子，H代表海拔高度，m=1是工頻電壓、與雷電電壓的海拔修正因子。IEC的計(jì)算方法，是當(dāng)海拔系數(shù)為90%時(shí)，對(duì)海拔高度與放電電壓的計(jì)算。歐洲標(biāo)準(zhǔn)曾提出大氣修正因子會(huì)受海拔高度的影響，使輸電線路的耐受電壓不同，但此種方法與ICE計(jì)算的結(jié)果依然存在差異。因此，GIGRE提出了海拔修正的計(jì)算公式：Ka= exp（mH/8264），其中，m的取值范圍在0.7～1.0之間[2]。

總結(jié)

綜上所述，我國與美國以及歐盟等國家在計(jì)算輸電線路電氣間隙方法上存在差異。通過上述對(duì)國內(nèi)外電氣間隙的對(duì)比，可以得知電氣間隙與海拔高度、操作過電壓和雷電過電壓等因素密切相關(guān)，且放電電壓的差異是導(dǎo)致電氣間隙計(jì)算值不同的主要原因。因此，我國在未來設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，應(yīng)不斷總結(jié)和分析數(shù)據(jù)結(jié)果，得出間隙距離計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式，提高我國輸電線路電氣間隙設(shè)計(jì)的權(quán)威性。

[1]黃滿長,李生澤,孫鵬,卞華永.國內(nèi)外輸電線路電氣間隙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析[J].湖南電力,2016,03：50-53.

[2]王羽.長間隙放電特性試驗(yàn)研究及在防雷中的應(yīng)用[D].武漢大學(xué),2014.

巫偉中（1976-），男，本科，輸電線路助理技能專家，主要從事110～500KV高壓輸電線路運(yùn)維工作。