两条特高压直流输电线路并行布置方案研究

陈 宏，田军涛，张 超

（中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西太原 030001）

0 引言

特高压直流定位于大型能源基地的远距离、大容量外送，发展特高压是国务院做出的重大战略决策，随着我国电力系统全国联网、西电东送、南北互供工程的实施，以及国家特高压骨干电网的建设，在同一地区，形成多条特高压线路共用线路廊道的格局。由于输电线路走廊资源的紧缺，特高压线路极间距大、线路廊道宽，对沿线的城市规划、障碍物拆迁、工农业生产影响巨大。对于走廊资源紧张地区同走廊架设的特高压线路，在工程设计和建设中，如何控制其电磁环境和电气距离，在确保安全可靠的前提下，减少走廊宽度与拆迁，降低工程投资，具有重大意义。

1 陕湖线及灵绍线概况

本文依托工程为山西南段的陕湖线和灵绍线，属于典型的“两直”线路并行布置方式，线路平行长度约为100 km，线路所经区域平地约43.9%，丘陵约14.1%，山地约50.8%，高山约10.7%。两条线路均采用两极方式架设。

2 电气安全距离及电磁环境的控制值

2.1 电气安全距离

2.1.1 空气间隙

本案涉及工程走廊紧张地段海拔高度均在1 000 m以下，参照《±800 kV直流架空输电线路设计规范》 (GB 50790—2013)[1]，操作过电压最小间隙5.3 m（1.6倍基准值)，工频过电压最小间隙2.3 m，最小对地距离值居民区、农业耕作区、非农业耕作区分别为21 m、18 m、16 m。

2.1.2 线路线间距离要求值

依据现行的特高压直流设计规范[1]，直流线路导线的线间距离要求值见式（1）。

其中，D为导线水平线间距离，m；ki悬垂绝缘子串系数；Lk为悬垂绝缘子串长度，m；U为系统标称电压，kV；fc为导线最大弧垂，m；A为增大系数（10～15 mm冰区，A=0）。

2.1.3 直流特高压线路与架空线路水平接近距离要求值

在最大风偏情况下，边导线间最小水平距离20 m，边导线对邻塔最小水平距离13 m。

2.2 电磁环境控制值

根据《±800 kV直流架空输电线路设计规范》（GB 50790—2013）[1]，分别取值如下。

2.2.1 合成场强限值

对于单独的直流特高压线路，直流特高压架空输电线下地面的电场强度取值如下：对于居民区，合成场强限定在晴天25 kV/m，雨天30 kV/m；对于非居民区（如跨越农田），合成场强限定在晴天30 kV/m，雨天36 kV/m；对于人烟稀少的非农业耕作区，合成场强限定在晴天35 kV/m，雨天42 kV/m；线路邻近民房时，民房所在处地面的未畸变合成电场强度按湿导线条件计算，不超过15 kV/m。

2.2.2 无线电干扰限值

在海拔1 000 m及以下地区，距直流架空输电线路正极性导线对地投影外20 m处，80%时间，80%置信度，0.5 MHz频率的无线电干扰不应超过 58 dB(μV/m)。

2.2.3 可听噪声限值

在海拔1 000 m及以下地区，距直流架空输电线路正极性导线对地投影外20 m处，由线路电晕产生的可听噪声（L50） 值不超过45 dB(A)。

3 计算输入条件和原则

3.1 计算输入条件

线路沿线海拔不大于1 000 m，基本风速采用27 m/s，覆冰厚度10 mm，地形为平丘地区。灵绍线、陕湖线导线分别采用6×JL1/G3A-1250/70和 8×JL1/G3A-1250/70。

选择用于计算研究的塔头尺寸如下。

常规型：双极水平布置，悬垂串V型布置，单侧横担长度18.63 m。

F塔导线双极上下布置，悬垂串V型布置，直线塔单侧横担长度18.40 m，耐张塔单侧横担长度17.6 m。

3.2 计算原则

线路塔位布置同步指相邻线路档距相同，铁塔位于同一平面上，在这种情况下，考虑线路并行间距时需考虑以下三种情况，取其大者作为线路并行间距。三种情况如下。

a)满足线路塔位同步布置满足相邻输电线路横担不相碰时和满足线路塔位布置不同步时一回线路导线风偏后对相邻线路铁塔电气安全距离时，线路最小并行间距。

b)满足相邻输电线路导线水平线间距离要求时，线路最小并行间距。

c)满足在区域环境下电磁环境要求时，线路最小并行间距。

3.3 电气安全距离决定的并行间距计算结果

在计算一回线路边导线风偏后对另一回线路铁塔的距离时，考虑另一回线路铁塔位于本回线路档距中弧垂最大位置；计算导线风偏时，导线平均高取30 m，风压不均匀系数取0.75，不考虑垂直布置的各相/极导线的风压高度系数变化（裕度为0.5 m）。

通过以上分析，两回±800 kV直流线路并行时，考虑电气安全距离要求的最小中心间距见表1。

3.4 施工要求的并行间距计算结果

在走廊狭窄地段采用塔式起重机分解组塔、落地摇（平）臂抱杆分解组塔2种组塔方式。对于同步布置方式，后建特高压直流线路铁塔与已建线路铁塔并行情况下，确保施工事故及吊装时钢丝绳缆索风偏摆动不对已建线路的安全运行造成影响，本文建议两回相邻铁塔横担之间应留出5 m的间隙。施工要求的并行间距计算结果见表2。

对于非同步布置方式，后建线路铁塔在已建线路的档距中。非同步布置方式受最大风偏对平行线路邻塔的13 m距离要求控制。因此，非同步布置方式下的线路平行间距无需再因满足组塔施工安全再增加。

3.5 交直流特高压线路并行的电磁环境研究

两回常规塔±800 kV直流线路并行，最不利极性顺序布置下，按导线高度18 m计算，电磁环境要求的两回线并行间距为40 m，并行间距不受电磁环境控制。

表1 电气距离要求的两回±800 kV直流线路并行间距 m

表2 同步布置下的组塔施工安全要求的中心（铁塔中心）间距 m

4 结论

根据分析计算，综合考虑电气安全距离、施工安全、电磁环境因素，陕湖线与灵绍线两回直流线路并行要求的最小并行间距（塔中心—塔中心） 见表3、表4。

表3 “两直”线路并行要求的最小并行间距（F塔为直线塔） m

续表3

表4 “两直”线路并行要求的最小并行间距（F塔为耐张塔） m

当档距约400 m以上时，两回直流线路并行间距全部由塔位不同步布置时的风偏距离控制。两回直流线路均采用F型塔且面对面布置时，所需的并行间距（塔中心对塔中心） 比采用常规塔型时要求的并行间距还大一点，其原因是采用的F型塔单侧横担长度大于常规塔单侧横担长度。当F塔横担朝向走廊内侧布置时，要求的两回路铁塔中心距离较大，但外侧导线间距小；当F塔横担朝向走廊外侧布置时，要求的两回路铁塔中心距离较小，但外侧导线间距大。在走廊紧张地带，建议选用“F”型塔，并且可根据走廊控制点实际情况选择“F”型塔横担朝向，以达到最优效果。当F塔为耐张塔且跳线横担面向常规塔时，并行间距相比由F型直线塔结论计算得出的数值要大，主要是因为此时需考虑F塔跳线与常规塔导线间的安全距离要求。

[1] 中国电力企业联合会，中国电力工程顾问集团公司，中国南方电网有限责任公司，等.±800 kV直流架空输电线路设计规范:GB 50790—2013[S].北京：中国计划出版社，2012：17，19，37，41，42.