国内外架空输电线路电气间隙设计对比

缪晓宇

（中铁二院工程集团有限责任公司，成都610000）

1 引言

随着世界经济一体化的发展，我国很多企业开始走出国门，朝着国际化方向发展，其中一些电力企业在国外开始大范围承接架空输电线路设计工作，并且取得了一定的成绩。但是由于架空输电线路设计过程中存在一些矛盾之处，即国内架空输电线路电气间隙设计与国外存在一定的差距，这就使得在实际的工作中无法满足国外市场的需求，同时也阻碍了自身的发展。因此，为了避免这一矛盾，需要相关企业对国内外架空输电线路电气间隙设计进行对比，并且进行改进和优化，最大程度地避免问题的发生。

2 国内外架空输电线路电气设计标准

国内架空输电线路设计电气设计标准主要有：GB 50545—2010《110—750kV架空输电线路设计标准》、GB/T 50064—2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、GB/T 19185—2008《交流线路带电作业安全距离计算方法》等；国际电工委员会 (IEC)输电线路电气设计标准主要有：IEC60826:2003《架空输电线路设计准则》、IEC61865:2002《架空线－带电部分和障碍物间距离的电气元件的计算－计算方法》、IEC 61774—1997《架空线－评价气候荷载的气象数据》等；美国输电线路电气设计标准主要为IEEE C2—2007:National Electrical Safety Code(国家电气安全规范)；欧盟输电线路电气设计标准主要为EN50341—2001《交流电压超过45kV的架空电线》[1]。

3 国内外架空输电线路电气间隙设计对比

3.1 对比中国标准和欧盟标准的差异

表1 110～500kV带电部分与杆塔构件的最小间隙（m）

我国在电气间隙设计中有明确的标准规定，这使得实际的架空输电线路设计工作需要有所参照。而相对比国内而言，欧盟则需要参照设计标准，而是直接根据实际的情况进行设定，他们依据的内容如下，即架空输电线路导线的最高温度、设计风速等，根据这些因素进行电气间隙的设计。而我国在实际设计中也会考虑一些因素，包括最大风速、操作过电压以及带电作业等，根据这些因素设计电气间隙标准[2]。在海拔高度低于1000m相应风偏条件下的地区，带电部分与杆塔结构的最小间隙，应符合表1规定。

需要注意的是，在进行塔头布置操作时，对过电压最小间隙和档距控制要求必须要合理，相应的最小间隙情况如下表所示。

表2 工频电压和操作过电压最小间隙情况表（m）

3.2 中国与美国标准差异对比研究

相关条文中有明确规定，对导线和杆塔最小间隙距离进行确定，以达到安全的最终目的。其中二者间最小间隙距离的设置需要参考下表，以达到预期的要求。

表3 导线与杆塔最小安全间隙情况（m）

4 架空输电线路电气间隙计算方法研究

对架空输电线路电气间隙的计算需要有标准的方法，由于相关标准之间的间隙计算存在很小的差异，所以在实际的计算过程中，需要优先明确间隙放电电压（雷电冲击放电电压、带电作业放电电压等），在确定完该因素后，需要绘制相关的标准曲线，由曲线方可得到最终的电气间隙值大小。在IEC的架空输电线路电气间隙计算中，还需要考虑一些其他因素，即降低因子、过电压次数以及线路运行时间等，在明确这些因素后，可以得到架空输电线路电气间隙的放电统计概率，以此得出百分之九十的放电电压。另外，当计算暂时过电压状况下的电气间隙时，需要注意的是，此时的过电压与工频电压无关，不需要考虑在内。在实际的电气间隙计算中，如果遇到天气骤变，加之海拔地区的影响，放电电压可能会出现下降的情况，最终影响计算结果，因此需要进行海拔修正，详细如下：

上述公式中：m代表的是海拔修正因子；H代表的是地区的海拔高度情况。操作过电压海拔修正因子可按下图曲线进行取值，并最终计算电气间隙大小。

图1 海拔修正因子与放电电压二者之间的关系情况

需要注意的是，IEC所应用的电气间隙计算方法适用于百分之九十放电电压下的取值，该计算方法与欧盟标准下的架空输电线路电气间隙计算方法存在一些差异，其海拔修正如下：

式中：m 取 0.7～1.0。

5 结语

综上所述，由于架空特高压输电线路的特性，使其在建设过程中需要开展一系列的计算，以获得相关的数据，从而确保线路的安全。其中电气间隙的获取十分关键，然而由于国内外对其计算标准不同，所以要想满足国际工程需求，就必须要分析国内外架空输电线路电气间隙标准的不同，从而提高输电安全性能。