國內外輸電線路電氣間隙設計標準對比分析

文/吳煌 李春 王奇，中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司

引言

當今世界正發生復雜深刻的變化，國際投資貿易格局和多邊投資貿易規則醞釀深刻調整，國家制定“一帶一路”政策，鼓勵國內企業走出去。掌握國內外輸電線路工程設計標準的差異，對于控制電網工程造價、質量和進度顯得尤為重要。

1 國內外輸電線路電氣設計標準簡介

我國架空輸電線路設計電氣設計標準主要有：GB 50545-2010《110kV～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）標準主要有：IEC 60826:2003《架空輸電線路設計準則》、IEC 61865:2 002《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；美國標準主要為：IEEE C2-2007：National Electrical Safety Code（國家電氣安全規范）；歐盟標準主要為：EN 50341-2001《交流電壓超過45kV的架空電線》。

2 電氣間隙的差異對比

各國標準對電氣間隙的規定均不相同，電氣間隙的取值直接影響線路桿塔的塔頭尺寸，從而影響線路工程投資。

2.1 中國標準與歐盟標準差異對比

歐盟標準未明確空氣間隙值，而應針對具體工程和業主習慣來確定，中國標準有明確規定。歐盟標準設計過程需考慮導線最高溫度、導線覆冰、設計風速（無風；三年一遇大風；50年一遇大風）和覆冰同時風速等工況下的空氣間隙，國內標準需考慮“最大風速”、“最大覆冰”、“操作過電壓”、“雷電過電壓”、“帶電作業”等工況。

中國標準GB50545-2010規定：在海拔高度不超過1000m地區，相應風偏條件下，帶電部分與桿塔結構的最小間隙，應符合下表1的規定。

表1 GB50545-2010表7.0.9-1 110～500kV帶電部分與桿塔結構的最小間隙（m）

在塔頭結構布置時，相間操作過電壓相間最小間隙和檔距中考慮導線風偏工頻電壓和操作過電壓相間最小間隙，宜符合下表2的規定。

表2 GB50545-2010表7.0.11 工頻電壓和操作過電壓相間最小間隙（m）

按數據統計法，歐盟標準的空氣間隙是直接根據系統最高電壓給出的，如系統電壓為220kV（最高電壓為245kV），過電壓條件下相對地距離為1.7m、相間距離為2m，工頻電壓條件下相對地距離為0.43m、相間距離為0.69m；而我國標準對應的值分別為：1.9m、 2.4m（檔中2.1m）、0.55m、0.90m。總體來說，我國標準規定值大于歐盟標準。

2.2 中國標準與美國標準差異對比

NESC條文235E中規定了導線與其支撐物體（桿塔）任意部分的最小安全距離要求（見下表5），我們可以將此對比GB0545中條文7.0.9：帶電部分與桿塔構件的最小間隙。

表5 導線與桿塔結構最小間隙距離（m）

NESC中最大風偏條件的電氣間隙可對應于GB50545中的工頻電壓下的間隙，NESC中對此電氣間隙的要求更為嚴格，但是NESC中對其他工況下的間隙未做要求。

2.3 中國標準與IEC標準差異對比

中國標準和IEC標準關于最小電氣安全距離的計算公式和參數取值比較見表6。

表6 最小電氣安全距離計算公式和參數取值對比

IEC 61865-2001提出在帶電體和接地體之間電氣距離的方法，主要適用于導體和移動物體之間電氣距離，如：車輛、船只、人、野生動物等。不適用桿塔的電氣間隙計算，也不適用于帶電作業電氣間隙計算，主要使用在審查或修訂電氣距離時使用(例如：增加一個電壓等級)，我國無對應標準。

帶電作業IEC標準IEC61472，與我國帶電作業計算方法一致，僅在部分參數選取上略有差異，我國規定的帶電作業安全距離與國際標準計算結果非常接近（略偏大）。

3 結論

3.1 歐盟標準未明確空氣間隙值，而應針對具體工程和業主習慣來確定，中國標準有明確規定，總體來說，我國標準規定值大于歐盟標準。

3.2 美國標準NESC中最大風偏條件的電氣間隙可對應于GB505 45中的工頻電壓下的間隙， NESC中對此電氣間隙的要求更為嚴格，但是NESC中對其他工況下的間隙未做要求。

3.3 IEC 61865-2001提出在帶電體和接地體之間電氣距離的方法，主要適用于導體和移動物體之間電氣距離。帶電作業與國內標準計算方法一致，僅在部分參數選取上略有差異，國內規定的帶電作業安全距離與國際標準計算結果非常接近（略偏大）。

[1]中國電力企業聯合會．GB50545-2010 110～750kV架空輸電線路設計規范[S]．北京：中國計劃出版社，2010

[2]中國電力企業聯合會．GB/T 50064-201交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合[S]．北京：中國計劃出版社，2014