浅议英标与国标输电线路标准的差异

王大平，高 任，薛炳磊

（1.山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250061；2.中国水利电力对外有限公司，北京 100120；3.国网山东省电力公司经济技术研究院，山东 济南 250021）

0 引言

当前国内电力工程设计市场持续萎缩，市场竞争残酷，海外输电线路工程已经成为工程设计的重要组成部分，随着我国海外输电线路设计市场的不断拓展，所执行合同中的工程建设技术标准，逐渐成为合作与发展的栓桔与矛盾的焦点。因此，遵循某些共同的规则，是国际工程成功合作的基础。国际上，欧美等国一贯致力于区域性国际合作，不断形成区域性国际标准，并与联系紧密，而我国则完全采用国标体系。应当承认，欧美标准以其先进的科技水平、完善的理论体系及缜密的逻辑关联，在国际上享有较高的地位，其影响力甚至高于“国际标准”，常被称为国际通用标准。事实证明，掌握和理解海外工程设计方法，实现海外工程设计中与国际设计理念接轨、满足业主要求、保证工程质量、降低工程造价，成为当前海外工程开拓工作的迫切需要。

1 标准介绍及研究目的

1.1 标准介绍

BS EN 50341 《Overhead Electrical lines Exceeding AC 45 kV Part 1：General requirements-Common specification》［1-2］标准是在英国电工行业政策和策略委员会的指导下编写，并由标准政策和策略委员会授权出版。此标准由CENELEC（欧洲电工标准化委员会）于2001年1月1日批准。CENELEC 成员必须遵守CEN／CENELEC 有关原样赋予此欧洲标准国家标准地位的约定条件的内部条例规定。

该版本为英语版，旨在作为欧洲电工界基础性的设计标准；此标准共有3 种正式版本（英文、法文、德文），任何由CENELEC 成员负责将其翻译成本国语言的其他语言版本，经通报中央秘书处，均可获得与官方版本同等的效力。BS EN 50341 标准的目标是为欧洲各国架空输电线路设计标准的制定采用可靠度理论和概率或半概率方法提供一个大体的框架。主要内容是展现输电线路设计的思路和方法，把线路设计需要考虑的各个方面细化到每个章节。

BS EN 50341 标准所对应对比的中国标准为《110～750 kV 架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）［3］。

1.2 研究目的

BS EN 50341 为应用较广泛的国际线路设计规范，多应用于欧洲国家线路工程设计。GB50545 则是国内输电线路设计的主要依据，两者应用范围不同。在具体工程中，应根据业主要求采用不同标准和设计措施。

由于在荷载、间隙等方面的设计理念存在差异，两规范的对比很难做多绝对的量化。本文仅分析BS EN 50341 标准与GB 国标规范的不同之处，重点比较两者在线条风荷载各个因数取值的不同，说明两者的差异，并试图理清相关设计思路，指出国际线路工程投标或设计中应注意的重点问题。

2 对标内容

2.1 基本风速取值

差异：GB50545［4］规范对于基本风速（风压）的取值原则为离地面10 m 高、10 min 平均时距，区别是BS EN 50341 标准对10 m 高、10 min 时距平均风速考虑的同时，也考虑了瞬时风速3 s 阵风的情况，并且给出了两种风速互相换算的公式； 并且在计算风压时应根据海拔高度和温度考虑单位空气质量和风压校正系数。运用BS EN 50341 标准计算基准风速（风压）时，应注意落实采用何种风速，并注意大风工况的温度，以及线路海拔高度，以便校正基准风压。

2.2 地形地貌和高度对风压的影响

差异： 国内外规范计算风压时均应考虑高度变化系数，并在系数中考虑地面粗糙度的影响，且均采用指数公式。经比较，在常用的B 类地貌情况下，两标准风压高度变化系数较为接近。对于A、C、D 类地貌，BS EN 50341 标准应注意考虑地形系数KR。国外工程设计采用BS EN 50341 标准计算风荷载时，应特别注意确定地形为哪一类粗糙度，如果忽略了地形系数KR，直接套用B 类地形，则会造成A 地形下的风载载减少约17%，线路将不安全；会造成C、D类地形下的风载载分别增加约28%和55%，造成价格虚高失去投标竞争力，或者造成投资极大浪费。

2.3 风荷载体型系数（阻力系数）

差异：BS EN 50341：4.2.2.4 条款中确定了导线阻力系数（体型系数）的取值原则。对于圆绞线和正常设计风速下导、地线体型系数取1.00。

GB50545：10.1.18 的条文中确定了空气动力系数（体型系数）的取值原则。线条风荷载体型系数C与线径d 有关：d＜17 mm，C＝1.2；d≥17 mm，C＝1.1。我国220 kV 及以上高压送电线路导线直径一般大于17 mm，故国标中导线风载体型系数较BS EN 50341大于10%。另外，BS EN 50341 规范中绝缘子串的体型系数取1.20，而国标中未考虑绝缘子串体型系数。

2.4 风荷载调整系数

GB 国标中要求，在计算500 kV、750 kV 杆塔荷载时根据基本设计风速取值，范围在1.0～1.3 之间。而BS EN 50341 规范中无此内容

2.5 档距折减系数

差异：BS EN 50341：4.2.2.4 条款中确定了档距折减系数的取值原则。对于Ⅱ类地形，档距小于200 m 时折减系数为1；档距大于200 m 时，按公式Gc=0.6+80／L 取值；GB50545：10.1.18 的条文中确定了风压不均匀系数的取值原则。风压不均匀系数取值按a=0.5+60／Lh 来取值。两规范中的系数均为考虑风速最大的阵风宽度有限，或宽度与风速成反比，只是系数浮动范围和幅度不同。

2.6 气象重现期与荷载系数

差异：BS EN 50341：3.2.2 条款中，气象重现期与电压等级有关，最低不得低于50年，并且标准最高为500年。

GB50545：4.0.1 条文中，气象（风、冰）重现期与电压等级有关，110~330 kV 输电线路和大跨越线路，风荷载的重现期取为30 N；对于500 kV、750 kV的输电线路和大跨越线路，风荷载的重现期取为50 N。值得注意的是，虽然GB 国标中不需考虑重现期换算系数，但国内线路设计中需考虑荷载分项系数（取值1.4），另外重要线路还要考虑重要性系数（取值1.1）。因此，虽然从荷载取值上看国内规范往往小于BS EN 50341 标准，但该荷载值仅为标准值（A），考虑荷载分项系数和重要性系数后才是设计值（B）：B=A×1.4×1.1=1.54 A。所以按GB 设计的铁塔重量往往重于BS EN 50341 标准的铁塔。

2.7 断线张力工况和取值

差异：BS EN 50341：4.2.7 注释中规定断线工况为：正常环境温度、无冰、无风，并且没有给出具体的断线张力取值。

GB50545 中10.1.7-10.1.8 中规定了断线工况为有冰、无风，并且详细给出了各种杆塔在不同地形下的断线张力百分数。两个规范的断线工况的温度、覆冰、风速取值不同；GB50545 中提供了详细的断线张力取值，而BS EN 50341 并没有规定取值，需在设计时与业主确认后才能使用。

2.8 安装工和工具附件的作用荷载

差异：BS EN 50341：4.2.6.2 条款中确定了横担上的安装和维护荷载不得小于1 kN。

GB50545：10.1.13 中第1 条及其解释中也规定人重荷载为1 kN，并且给出了各电压等级下的的附加荷载标准值，并且除此之外在提升导地线、绝缘子、金具时应考虑动力系数1.1。在杆塔负荷设计时，GB 提供了详细的附加荷载重量，且提升导地线等考虑了1.1 倍的系数，这个会造成安装、锚线等工况的荷载变大10%，从而塔重也会相应增加。而BS EN 50341 并没有规定此取值，只是给出一个大体的数值范围，因此需在设计时与业主确认后才能使用。

2.9 导线对各种障碍物的距离

差异：BS EN 50341：5.4.3-5.4.5.5 分别规定了导线与地线、导线与带电部件、导线与建筑物、铁路、道路和航道等的最小距离。

GB50545 中第13 章详述了各电压等级导线对地面、山坡、建筑物、树木、弱电线路、各种道路、航道扥规定最小安全距离。

GB50545 直接规定了各电压等级下导线的运行温度下、最大覆冰下的导线弧垂取值要求，并且直接给出了各电压等级下的距离要求最小值；BS EN 50341 中并没有直接给出具体值，需要每个电压等级都要根据其附录E 提供的公式来计算Del 和Dpp，并且最小距离的计算需至少同时考虑最高导线温度、冰荷载、风荷载3 种工况下的取值。

3 结论

1） 从计算导线荷载角度考虑，BS EN 50341 与GB50545 在方法、思路上存在较大差异。在工程应用（设计或投标）中，应根据业主或招标文件提出的要求采用相应规范。

2）如采用BS EN 50341 设计，则必须落实清楚以下设计输入条件：设计风速取值、设计重现期、地面粗糙度类型。以上输入条件稍有偏差将会造成铁塔重量较大的变化。

3）对于设计风速的离地高度和平均时距，在采用BS EN 50341 标准的前提下，其有3s 瞬时阵风和10 m高、10 min 平均风速两种理念，因此在确定使用本标准设计时，在确定技术方案谈判时或者发标书澄清时应向业主落实采用哪种风速设计并形成书面依据。

4）在杆塔规划阶段，导线断线工况的张力取值，BS EN 50341 没有给出具体的值，而GB50545 则详细给出了各种杆塔在不同地形下的断线张力百分数；并且两个规范断线工况的气象条件也不同。