關于國內外輸電線路電氣間隙設計標準的比較研究

巫偉中廣東電網有限責任公司東莞供電局

關于國內外輸電線路電氣間隙設計標準的比較研究

巫偉中廣東電網有限責任公司東莞供電局

輸電線路的投資成本受到電氣間隙設計取值的直接影響，合理的電氣間隙設計值，不僅可以保證輸電線路安全運行，也能夠增加一定的經濟收入，因此，越來越多的從業人員開始關注電氣間隙設計標準?；诖?，本文研究了國內外輸電線路電氣間隙設計標準的差異，為完善我國電氣間隙的計算提出了建議。

電氣間隙；輸電線路；電網工程

前言

輸電線路電氣間隙設計取值可以影響到塔頭的尺寸大小，而塔頭的尺寸大小又會對線路的設計環節造成影響，決定輸電線路的交叉跨越距離，進而影響到工程投資的高低。近年來，隨著社會經濟的不斷發展，我國許多企業開始承包國外的輸電線路設計工作，但由于國內外的電氣間隙設計值存在差異，給國內企業對國外輸電線路進行電氣間隙設計取值時，造成了不小的壓力，因此，我國應該對比國內外的間隙設計差異，改善我國的相關標準。

1.中國標準和歐盟標準的差異對比

1.1 氣隙取值對比

在輸電線路的電氣間隙這方面，我國設置了明確的標準規定，但是歐盟國家對此卻沒有相應的規定，他們會根據現實生活中的實際情況，決定輸電線路的電氣間隙值。歐盟國家在設置電氣空隙的取值時，主要受四大環境因素的影響，分別為：輸電線路可承受的最高溫度、輸電線路的覆冰量、設計風速以及覆冰同時的風速這四個主要因素。而中國制定的輸電線路電氣間隙標準，常常根據當地的最大風速、輸電線路的最大覆冰面、操作過程中的電壓以及帶電作業情況等因素，通過綜合的分析與研究，制定適應范圍比較廣的電氣間隙標準。

1.2 海拔差異對比

通常情況下，在海拔小于1000m高度的地區，桿塔結構與帶電部分的最小間隙之間存在著一定的對應關系。在標稱電壓值110kv情況下，且海拔低于1000m時，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。在標稱電壓值為330kv，且海拔高度小于1000m時，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。在標稱電壓在標準電壓值為500kv時，帶電部分與桿塔結構的最小間隙由于海拔的不同，可分為兩種對應關系，在海拔高度小于500m時，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；當海拔高度處于500m～1000m范圍內時，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，變為2.70m，雷電過電壓保持不變，還是3.30m[1]。

2.中國標準和美國標準的對比

NESC條文與235E規定了輸電線路與塔桿結構的任一部分的最小安全距離，同時，也對GB0545中的相關條款重新進行規范，規定了在不同標稱電壓值且風力情況不同的情況下，導線與桿塔解雇的最小間隙距離。在標稱電壓值為230kv，無風情況下，導線與桿塔結構的最小間隙距離為1.24m，在最大偏風情況下，導線與桿塔結構的最小間隙距離為1.22m；在標稱電壓為345kv時，無風情況導線與桿塔結構的最小間隙距離為1.84m，最大偏風情況下電氣間隙為1.59m；在標稱電壓為500kv時，無風情況下的電氣間隙最小值為2.78m，最大偏風情況下，電氣間隙最小值為2.57m；在標稱電壓為765kv時，無風情況下的電氣間隙最小值為2.57m，最大偏風情況下的電氣間隙最小值為4.10m。

3.中國標準與IEC標準之間的差異對比

在IEC標準中，帶電體與接地體間的電氣距離的計算方法，通常只用來計算導體與可移動物體間的電氣距離，帶電作業過程中的電氣間隙計算和桿塔的電氣間隙計算不適合用該方法，該方法常常用來審查電氣之間的距離，我國對該方法沒有明確的規定。帶電作業IEC與我國帶電作業的計算方法相同，差異主要體現在參數的選取方面，導致國內計算的帶電作業安全距離遠大于國際標準計算處的結果。

4.基于差異化對比下的電氣間隙的計算方法

在計算電氣壓力間隙時，首先需要明確在標稱電壓值大小不同的情況下，電氣間隙的放電電壓，根據工頻電壓、雷電過電壓、帶電作業下的電壓大小，計算出電氣間隙計算的經驗公式。除此之外，也可利用IEC的計算方法計算電氣之間的間隙，但這種方法需要對過電壓次數、過電壓累計時間以及輸電線路全年運行的時間進行記錄，然后依據這些記錄下來的數據，計算輸電線路的間隙放電統計概率。在計算暫時過電壓的大小時，可以先對開關操作過電壓與重合閘過電壓進行計算，由此可以得出暫時過電壓的值，得出的數值與工頻電壓下的計算無關。

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越小，因此，需要使用國際上通用的海拔修正系數公式Ka=exp（mH/8150）來進行電氣間隙的計算。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的計算方法，是當海拔系數為90%時，對海拔高度與放電電壓的計算。歐洲標準曾提出大氣修正因子會受海拔高度的影響，使輸電線路的耐受電壓不同，但此種方法與ICE計算的結果依然存在差異。因此，GIGRE提出了海拔修正的計算公式：Ka= exp（mH/8264），其中，m的取值范圍在0.7～1.0之間[2]。

總結

綜上所述，我國與美國以及歐盟等國家在計算輸電線路電氣間隙方法上存在差異。通過上述對國內外電氣間隙的對比，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，且放電電壓的差異是導致電氣間隙計算值不同的主要原因。因此，我國在未來設計輸電線路時，應不斷總結和分析數據結果，得出間隙距離計算的標準表達式，提高我國輸電線路電氣間隙設計的權威性。

[1]黃滿長,李生澤,孫鵬,卞華永.國內外輸電線路電氣間隙設計標準對比分析[J].湖南電力,2016,03：50-53.

[2]王羽.長間隙放電特性試驗研究及在防雷中的應用[D].武漢大學,2014.

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