臨近±800 kV特高壓直流輸電線路組塔感應電研究

摘要：±1 100 kV吉泉線特高壓直流工程在安徽境內有約70 km平行于已帶電±800 kV靈紹特高壓直流線路，在組塔過程中，已帶電±800 kV靈紹線路會對新建鐵塔產生感應電危害。正確計算組塔施工中塔片上的感應電大小，提出塔片的接地措施，對于保障組塔施工人員的安全有著重要意義。現計算了±800 kV特高壓直流輸電線路對±1 100 kV鐵塔組立過程中產生的感應電壓，分析了塔片高度、平行間距對感應電的影響，并提出了塔片的接地措施。

關鍵詞：組立鐵塔;塔片接地;感應電壓;CDEGS

1 ±800 kV直流輸電線路概述

±1 100 kV直流輸電線路施工部分區段與±800 kV直流輸電線路有并行區段，靈紹直流線路導線型號為6×JL1/G3A-1250/70，分裂間距為500 mm，地線采用一根LGBJ-150-20AC鋁包鋼絞線、一根OPGW-150光纜，面向紹興方向，光纜位于左側。

由于直流輸電線路的電暈效應與交流輸電線路有著較大的區別：交流線路發生電暈后，由于導線電壓的周期性變化，在上半個周期電暈放電產生的離子，在下半個周期由于電壓極性發生了改變，又幾乎都在電場力的作用下回到導線，交流線路導線與大地之間幾乎不存在空間電荷;而直流線路由于極性固定，電暈產生的離子在電場力的作用下，向導線外側運動，從而在直流輸電線路周圍的空間充滿帶電離子。這些定向運動的空間電荷成為離子流，離子流將大大增強線路導線產生的靜電場（稱為標稱電場），而這種由離子流和線路導線電荷共同作用產生的電場稱為合成電場[1-4]。

2 臨近±800 kV特高壓帶電線路組塔

鐵塔臨近特高壓直流線路時的模型如圖1所示，并行±800 kV特高壓直流輸電線路的中心線距離為60 m，直流線路P1和P2兩極間的間距為28 m，其中P1為+800 kV，P2為-800 kV。若鐵塔組建好后，并與接地網良好接觸，此時鐵塔各處的感應電壓幾乎為零，且由于直流線路無工頻電流存在，所以鐵塔流入接地網的感應電流也為零。

在組塔施工過程中，鐵塔的部分塔身若出現塔片絕緣情況，如橫擔右側的一段導體與塔身分離，此時，這段導體與±800 kV特高壓直流輸電線路呈平行狀態，長6 m，與下部塔身分離1 m。經計算后可得這段導體上耦合的靜電感應電壓大小為87.13 kV。

若出現橫擔左右兩側各有一段導體與塔身分離的情況，此時兩段導體與±800 kV特高壓直流輸電線路呈平行狀態，分別長6 m，與下部塔身分離1 m。其中，1#導體上耦合感應電壓變化較小，為87.14 kV，2#導體上耦合感應電壓大小為13.62 kV，這兩段導體上的感應電壓主要為靜電感應電壓。

基于CDEGS軟件，建立鐵塔橫擔兩側垂直于特高壓直流線路的兩段導體，保持高度不變而僅向外側分離1 m后，其上耦合的靜電感應電壓均為9.13 kV。

部分塔片與塔身分離的兩種情況，分離部分耦合的靜電感應電壓分別為53.38 kV、47.25 kV，分離的上部塔身上各段導體的靜電感應電壓大小基本相同。

±800 kV直流輸電線路并行間距d，導體高度h，導體長57 m，臨近±800 kV直流輸電線路在不同高度、不同間距下，導體上的靜電感應電壓變化曲線如圖2所示。從計算結果可以看出，導體靜電感應電壓在高度靠近50 m時最大，高度降低或者升高時，感應電壓都會降低。

臨近帶電運行的直流線路有±500 kV和±800 kV線路，電壓等級不同則導致的感應電壓不同。電壓等級越高，感應電壓越大，在同樣條件下，臨近±800 kV直流線路，感應電壓計算結果如表1所示，兩極電壓交換后不影響感應電壓的大小，只改變感應電壓的極性，而單極運行時感應電壓最高，且施工導線感應電壓極性與帶電最近的運行線路極性保持一致。

3 接地措施研究

在組塔施工過程中，對于如圖1所示出現橫擔右側的一段導體與塔身分離情況，長6 m，與下部塔身分離1 m，當鐵塔臨近特高壓直流輸電線路時，這段導體上耦合的靜電感應電壓大小為87.13 kV。考慮該段導體接地時采用以下兩種方案：

（1）該段導體由接地線經鐵塔接地;

（2）該段導體由接地線經接地棒接地，接地棒是直徑為1.5 cm的銅棒，入地深度為0.8 m。

當鐵塔臨近特高壓直流線路時，經計算后可得，方案1中橫擔右側導體接地后的感應電壓為0.000 039 V，而方案2中橫擔右側導體接地后的感應電壓為0.000 044 V。可見，對于鐵塔臨近直流輸電線路時導體接地后的感應電壓幾乎為零，而從方案效果來看，施工的鐵塔導體經由接地線接桿塔接地的效果更好。

4 結論

（1）臨近特高壓直流輸電線路的鐵塔，在組建后與鐵塔接地網良好接觸時，感應電可有效消除。但鐵塔在組建過程中，若出現絕緣或接地不良的情況，會面臨較大的靜電感應電壓。

（2）上部塔身多段導體連接時的靜電感應電壓要小于單段導體時的靜電感應電壓，且與帶電線路的平行關系有直接關系。而單段導體脫離塔身時的靜電感應電壓可達數十千伏，與并行的帶電線路的距離有直接關系，距離越遠，靜電感應電壓越小。

（3）鐵塔臨近直流輸電線路時，導體接地后的感應電壓幾乎為零，從方案效果來看，施工的鐵塔導體經由接地線接桿塔接地的效果更好。

[參考文獻]

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收稿日期：2020-06-03

作者簡介：洪海雁（1999—），女，安徽黃山人，研究方向：電氣工程及其自動化。