“三跨”在特高压直流输电线路工程中的应用

李 汶 ，骆 强 ，姜 磊 ，董铁柱 ，孙东风

（1.青海省电力设计院，青海 西宁 810008；2.国网山东省电力公司，山东 济南 250001；3.国网山东省电力公司枣庄供电公司，山东 枣庄 277000；4.国网山东省电力公司菏泽供电公司，山东 菏泽 274000）

“三跨”在特高压直流输电线路工程中的应用

李 汶1，骆 强2，姜 磊3，董铁柱1，孙东风4

（1.青海省电力设计院，青海 西宁 810008；2.国网山东省电力公司，山东 济南 250001；3.国网山东省电力公司枣庄供电公司，山东 枣庄 277000；4.国网山东省电力公司菏泽供电公司，山东 菏泽 274000）

随着国民经济的快速发展，高速铁路、高速公路、特高压电网等重要设施的不断建设，输电线路与其相互影响呈常态化趋势。为了保障公共安全和电网安全，2016年3月起国家电网公司组织编制了多个文件规范，进一步提高了架空输电线路跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道区段（以下简称“三跨”）安全水平，加强“三跨”运维管理，提高运维工作质量，确保“三跨”和被跨越物的安全稳定。就“三跨”在特高压直流输电线路工程中的实际应用提供相关的设计案例，对设计方案进行介绍，为以后特高压工程的建设提供借鉴及经验。

特高压直流输电；三跨；应用

0 引言

所谓“三跨”，是指架空输电线路跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道的区段。以±800 kV山西晋北—江苏南京特高压直流输电线路工程为实例，简述“三跨”的主要技术要求，列出了“三跨”在该工程中的具体应用。其中，高速铁路、高速公路以及重要输电通道的确定原则如下。

高速铁路。2014年1月1日起实施的 《铁路安全管理条例》（附件）规定：高速铁路是指设计开行时速250 km以上（含预留），并且初期运营时速200 km以上的客运列车专线铁路 （简称客运专线或客专）。2012年国家电网公司颁布的“关于印发《国家电网公司输电线路跨（钻）越高铁设计技术要求》的通知”（国家电网基建【2012】1049号文）中明确“本技术要求中，高铁是指列车设计最高行车速度达到250 km/h及以上的铁路”。

高速公路。2015年1月1日起实施的 《公路工程技术标准》中3.1公路分级中规定“高速公路为专供汽车分方向、分车道行驶，全部控制出入的多车道公路。高速公路的年平均日设计交通量宜在15 000辆小客车以上。”一般需满足以下条件：只供汽车高速行驶；设有多车道、中央分隔带，将往返交通完全隔开；设有立体交叉口；全线封闭，出入口控制，只准汽车在规定的一些立体交叉口进出公路。

重要输电通道。国家电网运检 【2016】413号文“国家电网公司关于印发架空输电线路‘三跨’重大反事故措施（试行）的通知”中解释重要输电线路与重要输电通道根据国网企业标准 《重要输电通道风险评估导则》，重要输电线路由构成核心骨干网架的架空输电线路和战略性架空输电线路组成；重要输电通道由若干重要输电线路组成，分为国网公司级和省公司级。

1 “三跨”的主要技术要求

1.1 路径选择

在进行线路路径选择时，应尽量减少 “三跨”数量，可研以及初设阶段设计单位应向标段内铁路、公路以及电力主管部门收资，对于在建或已明确路径位置的规划建设“三跨”，为避免线路因后续工程建设而改造，需参照“三跨”原则进行设计；不宜连续跨越，且不宜在一档中跨越3条及以上线路；如路径限制需一档内跨越多条电力线路，设计单位首先需向省公司进行专项汇报，配合省公司协同调度部门和运检部门落实停电跨越的可行性，如多条线路同停困难，应在跨越并行线路中间设置耐张塔，按不同放线段施工，减少线路同停的时间，必要时对并行线路进行改造。

跨越重要输电通道时不宜在杆塔顶部跨越。新建“三跨”如路径受限必须跨越杆塔顶部时，需减小跨越档档距，并适当加大跨越净空裕度。线路改造路径受限时，与“三跨”障碍物交叉角不满足45°时，可按原路径设计，并将方案报运检部门；线路不宜在铁路车站出站信号机以内跨越。当路径限制跨越高速铁路无法满足45°时，需在初步设计阶段细化跨越耐张段的设计方案，将方案报铁路公路主管部门和运检部门，并取得以上部门的书面同意意见。

1.2 杆位选择

在进行杆位选择时，根据《±800 kV直流架空输电线路设计规范》要求：输电线路与主干铁路、高速公路交叉时，应采用独立耐张段。跨越铁路时导线至铁路轨顶垂直距离不小于21.5 m，至承力索或接触线垂直距离不小于15.0 m；至公路路面垂直距离不小于21.5 m；至电力线垂直距离不小于10.5 m，或线路跨越电力线塔头，至杆顶垂直距离不小于15.0 m。±800 kV特高压直流线路与铁路交叉时杆塔外缘至轨道中心最小水平距离需满足塔高加3.1 m，无法满足要求时可适当减小，但不得小于40 m；与铁路平行时杆塔外缘至轨道中心最小水平距离需满足塔高加3.1 m，困难时双方协商确定。±800 kV特高压直流线路与公路交叉时杆塔外缘至路基边缘最小水平距离不得小于15 m或按协议取值；平行时开阔地区边导线至路基边缘距离需大于最高塔高，路径受限时不得小于12 m或按协议取值。

“三跨”应采用独立耐张段，应尽量避免出现大档距和大高差的情况，跨越塔两侧档距之比不宜超过 2∶1。 “三跨”交叉档距大于 200 m 时，导线弧垂应按照导线允许温度进行计算（一般取+70℃或+80℃）。

跨越铁路时采用独立耐张段。导线最大弧垂温度按照相关国家标准执行，且不应小于+70℃。直流±800 kV不应小于21.5 m。当输电线路跨越拟建铁路桥梁地段，考虑铁路架桥机施工情况，为保证架桥机上作业人员安全，直流±800 kV导线至轨顶的垂直距离不应小于24.0 m。杆塔外缘至轨道中心水平距离不应小于塔高加3.1 m。考虑到跨越地点的地质条件及周边环境等客观因素，当无法满足此要求时，可适当缩小距离，但在任何情况下水平距离不得小于40 m。与铁路平行时接近距离，杆塔外缘至轨道中心最小水平距离需满足塔高加3.1 m，困难情况下协商确定。

架空输电线路跨越高铁应采用独立耐张段。独立耐张段一般采用“耐-直-直-耐”“耐-直-耐”“耐-直-直-直-耐”或“耐-耐”方式，直线塔不宜超过 3基。 跨越位置条件允许时，优先采用 “耐-直-直-耐”跨越方式。设计应根据气象、地形、地质、施工和运行等条件，经综合比选，合理确定独立耐张段方式。在1级及以上舞动区，独立耐张段宜采用“耐-直-直-耐”的方式。输电线路在选择跨越高铁杆塔位置时，应注意控制使用档距和相应的高差，跨越塔两侧档距、高差相差较大的应采取必要的措施，确保安全可靠。双方同期建设或拟建高铁有明确线位时，输电线路的跨越设计还应考虑架桥机施工的要求。跨越弧垂校验时应根据导线运行温度+40℃（若导线按允许温度+80℃设计时，导线运行温度取+50℃）情况或覆冰无风情况求得的最大弧垂计算垂直距离。

±800 kV特高压直流线路与铁路交叉或平行时时杆塔外缘至轨道中心（如跨越为高架桥段需考虑高架铁路桥边缘）最小水平距离需满足塔高加3.1 m。当跨越地点的地质条件及周边环境等客观因素，当无法满足此要求时，可适当缩小距离，但在任何情况下水平距离不得小于40 m，且需同时取得铁路主管部门的书面同意意见。

1.3 绝缘子串及金具选择

《架空输电线路“三跨”重大反事故措施（试行）》要求500 kV及以下线路的悬垂绝缘子串应采用独立双串设计，耐张绝缘子应采用双联及以上结构形式，单串强度应满足受力要求。风振严重区域的导地线线夹、防振锤和间隔棒应选用加强型金具、耐磨型金具或预绞式金具。冰害严重地区，悬垂串应避免使用上扛式线夹。D级及以上污区不宜采用深棱形悬式绝缘子以及钟罩型绝缘子。应避免在“三跨”跨越档安装相间间隔棒、动力减振器等防舞装置。“三跨”单导线耐张线夹应加附引流线；“三跨”地线应采用双挂点。“三跨”区段绝缘子“单串改双串”应采用双挂点。跨越段绝缘子串采用双挂点、双联“I”串或“V”串型式。

悬垂绝缘子串应采用独立挂点的多联串 （双联及以上）；耐张绝缘子串应采用多联串 （双联及以上）。与横担连接的第一个金具应转动灵活且受力合理，其强度应高于串内其他金具强度。防振锤、子导线间隔棒宜采用预绞式。防舞装置安装位置尽量避开高铁轨面区域正上方，并确保防舞装置与导线的可靠连接。对覆冰区域采取增加绝缘子串长和更多采用V型串等措施，防止或减少重要线路冰闪事故的发生。

1.4 杆塔设计

在进行杆塔设计时，根据《架空输电线路“三跨”重大反事故措施（试行）》的技术要求：“三跨”段杆塔除防盗措施外，还应采用全塔防松措施。“三跨”设计时应充分考虑沿线已有线路的运行经验，按照建筑结构可靠度设计统一标准，重要送电线路的重要性系数取1.1～1.2，使其安全等级提高一级。为提高特高压线路跨越铁路的抗冰能力，突出铁路安全，在覆冰区段，特高压输电线路跨越铁路时，导线最大设计验算覆冰厚度应比同区域常规线路增加10 mm，地线设计验算覆冰厚度增加15 mm。

1.5 基础设计

在进行基础设计时，根据国家电网公司国家电网基建【2012】1049号文《关于印发〈国家电网公司输电线路跨（钻）越高铁设计技术要求〉的通知》的技术要求：基础应进行稳定（包括上拔、下压及倾覆）计算、强度计算。有特殊要求时应进行水平位移验算、不均匀沉降、抗滑移计算、基础裂缝验算。当基础位于地震烈度7度及以上地震区、膨胀土、冻土、湿陷性黄土、盐渍土等特殊地质条件时，应采取有效的防护措施。

2 “三跨”在工程实例中的应用

以±800 kV山西晋北—江苏南京特高压直流输电线路工程山东段为例，该工程在N2124～N2125处跨越新兖铁路，N2110～N2111处跨越日东高速公路，在N2109～N2110处跨越500 kV郓上线，下面分别介绍“三跨”在该工程中的应用。

2.1 N2124～N2125档跨越新兖铁路

本档跨越采用两基直线塔通过 “耐-直-直-耐”方式构成独立耐张段跨越新兖铁路。四基铁塔塔型 分 别为 N2124：J27101A-57，N2125：ZK2710-81，N2126：Z27103-67，N2127：J30103-35， 以上铁塔均为自立式铁塔。独立耐张段长度为1 690 m，跨越档铁塔为N2124、N2125，档距为673 m。N2124铁塔全高为72 m，铁塔外缘与新兖铁路临近铁轨中心最小水平垂直距离为308 m；N2125铁塔全高为87.5 m，铁塔外缘与新兖铁路临近铁轨中心最小水平垂直距离为270 m。线路与新兖铁路交叉角度为68°，大于45°。线路至距轨顶最小垂直距离为23.9 m（70°弧垂时），大于21.5 m。跨越档导线金具串采用双挂点形式，“V”串采用防脱落销，跨越塔采用防松、防盗措施，满足“三跨”要求。

图1 N2124～N2125档跨越新兖铁路平面图

图2 N2124～N2125档跨越新兖铁路断面图

2.2 N2110～N2111档跨越日东高速公路

山西晋北—江苏南京±800 kV特高压直流输电线路工程在N2110～N2111处跨越日东高速公路，跨越档导、地线均不许有接头。

本档跨越采用两基直线塔通过 “耐-直-直-直-耐”方式构成独立耐张段跨越日东高速。N2110～N2111跨越档与日东高速公路，跨越点里程311 km+100 m，日东高速路面宽度为25 m，跨越交叉角为54°，该跨越档档距为602 m，其中离高速公路较近的N2110距离公路295 m。跨越点处日东高速公路基本为东西走向，本工程线路呈南北方向跨越日东高速公路，跨越档导线金具串采用双挂点形式，“V”串采用防脱落销，跨越塔采用防松、防盗措施，满足“三跨”要求。具体参数如表1所示。

表1 跨越日东高速公路参数

表2 跨越铁塔参数 m

日东高速跨越平断面如图3所示。

图3 N2110～N2111档跨越日东高速平断面图

2.3 N2109～N2110档跨越500 kV郓上线

本档跨越采用 “耐-直-直-直-耐”方式构成独立耐张段跨越500 kV郓上线。独立耐张段长度为1 630 m，跨越档铁塔为N2109、N2110，档距为222 m。N2109铁塔全高为68 m，铁塔外缘与500 kV郓上线边导线最小水平垂直距离为43 m；N2110铁塔全高为74.5 m，铁塔外缘与500 kV郓上线边导线最小水平垂直距离为87 m。线路与500 kV郓上线交叉角度为54°，大于45°。线路至500 kV郓上线地线最小垂直距离为18.8 m（40°弧垂时），大于10.5 m。跨越档导线金具串耐张采用双挂点形式4联550 kN耐张串，悬垂采用双挂点形式双联240 kN悬垂串，“V”串采用防脱落销，跨越塔采用防松、防盗措施，满足“三跨”要求。跨越点具体参数如表3所示。

表3 跨越500 kV郓上线参数

本次跨越500 kV郓上线线路施工，采用全程停电方式，不搭设跨越架，对被跨越电力线地线包裹PVC管进行保护。引绳、导地线展放均采用张力放线，但施工过程中控制牵引机牵引力以及张力机的张力，并安排专人观测导引绳、牵引绳、导地线与被跨越电力线地线的净空距离，确保被跨线路设备安全。跨越500 kV郓上线平断面图与平面图如图4、图5所示。

图4 N2109～N2110档跨越500 kV郓上线平断面图

图5 N2109～N2110档跨越500 kV郓上线平面图

3 结语

随着我国经济的飞速发展，特高压直流输电线路工程建设已渐成一种趋势，如何有效解决特高压直流输电线跨越高速铁路、高速公路和特高压重要设施的问题，不仅关系到施工工期，而且决定着工程的质量与安全。以±800 kV山西晋北—江苏南京特高压直流输电线路工程为例，详细阐述了“三跨”的主要技术要求和在工程实例中的应用，为今后特高压建设提供参考。

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Essential Points Related to Construction Scheme of±800 kV UHV DC Transmission Line Crossing Highway

LI Wen1，LUO Qiang2，JIANG Lei3，DONG Tiezhu1，SUN Dongfeng4
（1.Qinghai Electric Power Design Institute，Xining 810008，China；2.State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250001，China；3.State Grid Zaozhuang Power Supply Company，Zaozhuang 277000，China；4.State Grid Heze Power Supply Company，Heze 274000，China）

With the rapid development of Chinese economy，the construction of the high-speed railway，highway，UHV grid and other important facilities interacts with transmission line more commonly and frequently.In order to ensure safety of both the public and power grid，State Grid Company of China created multiple specifications since March 2016，which increased the overhead the safety standard of overhead transmission lines that across the high speed railway and highway and important transmission channel section （hereinafter referred to as the“three across”）.These specifications strengthened the“three across”operation management and improved the quality of operation to ensure security and stability between “three across”and obstacles.This paper introduces and summarized the“three across”practical application in UHV DC transmission line and design scheme，providing valuable guidance for the construction of the UHV project.

UHVDC transmission；three-span；application

TM752

A

1007－9904（2017）10－0049－05

2017-06-20

李 汶（1990），男，从事输电线路电气设计工作。