國內(nèi)外輸電線路電氣間隙設(shè)計標準對比分析

文/吳煌 李春 王奇，中國能源建設(shè)集團湖南省電力設(shè)計院有限公司

引言

當(dāng)今世界正發(fā)生復(fù)雜深刻的變化，國際投資貿(mào)易格局和多邊投資貿(mào)易規(guī)則醞釀深刻調(diào)整，國家制定“一帶一路”政策，鼓勵國內(nèi)企業(yè)走出去。掌握國內(nèi)外輸電線路工程設(shè)計標準的差異，對于控制電網(wǎng)工程造價、質(zhì)量和進度顯得尤為重要。

1 國內(nèi)外輸電線路電氣設(shè)計標準簡介

我國架空輸電線路設(shè)計電氣設(shè)計標準主要有：GB 50545-2010《110kV～750kV架空輸電線路設(shè)計標準》、GB/T 50064-2014《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》、GB/T 19185-2008 《交流線路帶電作業(yè)安全距離計算方法》等；國際電工委員會（IEC）標準主要有：IEC 60826:2003《架空輸電線路設(shè)計準則》、IEC 61865:2 002《架空線-帶電部分和障礙物間距離的電氣元件的計算-計算方法》、IEC 61774-1997《架空線-評價氣候荷載的氣象數(shù)據(jù)》等；美國標準主要為：IEEE C2-2007：National Electrical Safety Code（國家電氣安全規(guī)范）；歐盟標準主要為：EN 50341-2001《交流電壓超過45kV的架空電線》。

2 電氣間隙的差異對比

各國標準對電氣間隙的規(guī)定均不相同，電氣間隙的取值直接影響線路桿塔的塔頭尺寸，從而影響線路工程投資。

2.1 中國標準與歐盟標準差異對比

歐盟標準未明確空氣間隙值，而應(yīng)針對具體工程和業(yè)主習(xí)慣來確定，中國標準有明確規(guī)定。歐盟標準設(shè)計過程需考慮導(dǎo)線最高溫度、導(dǎo)線覆冰、設(shè)計風(fēng)速（無風(fēng)；三年一遇大風(fēng)；50年一遇大風(fēng)）和覆冰同時風(fēng)速等工況下的空氣間隙，國內(nèi)標準需考慮“最大風(fēng)速”、“最大覆冰”、“操作過電壓”、“雷電過電壓”、“帶電作業(yè)”等工況。

中國標準GB50545-2010規(guī)定：在海拔高度不超過1000m地區(qū)，相應(yīng)風(fēng)偏條件下，帶電部分與桿塔結(jié)構(gòu)的最小間隙，應(yīng)符合下表1的規(guī)定。

表1 GB50545-2010表7.0.9-1 110～500kV帶電部分與桿塔結(jié)構(gòu)的最小間隙（m）

在塔頭結(jié)構(gòu)布置時，相間操作過電壓相間最小間隙和檔距中考慮導(dǎo)線風(fēng)偏工頻電壓和操作過電壓相間最小間隙，宜符合下表2的規(guī)定。

表2 GB50545-2010表7.0.11 工頻電壓和操作過電壓相間最小間隙（m）

按數(shù)據(jù)統(tǒng)計法，歐盟標準的空氣間隙是直接根據(jù)系統(tǒng)最高電壓給出的，如系統(tǒng)電壓為220kV（最高電壓為245kV），過電壓條件下相對地距離為1.7m、相間距離為2m，工頻電壓條件下相對地距離為0.43m、相間距離為0.69m；而我國標準對應(yīng)的值分別為：1.9m、 2.4m（檔中2.1m）、0.55m、0.90m?？傮w來說，我國標準規(guī)定值大于歐盟標準。

2.2 中國標準與美國標準差異對比

NESC條文235E中規(guī)定了導(dǎo)線與其支撐物體（桿塔）任意部分的最小安全距離要求（見下表5），我們可以將此對比GB0545中條文7.0.9：帶電部分與桿塔構(gòu)件的最小間隙。

表5 導(dǎo)線與桿塔結(jié)構(gòu)最小間隙距離（m）

NESC中最大風(fēng)偏條件的電氣間隙可對應(yīng)于GB50545中的工頻電壓下的間隙，NESC中對此電氣間隙的要求更為嚴格，但是NESC中對其他工況下的間隙未做要求。

2.3 中國標準與IEC標準差異對比

中國標準和IEC標準關(guān)于最小電氣安全距離的計算公式和參數(shù)取值比較見表6。

表6 最小電氣安全距離計算公式和參數(shù)取值對比

IEC 61865-2001提出在帶電體和接地體之間電氣距離的方法，主要適用于導(dǎo)體和移動物體之間電氣距離，如：車輛、船只、人、野生動物等。不適用桿塔的電氣間隙計算，也不適用于帶電作業(yè)電氣間隙計算，主要使用在審查或修訂電氣距離時使用(例如：增加一個電壓等級)，我國無對應(yīng)標準。

帶電作業(yè)IEC標準IEC61472，與我國帶電作業(yè)計算方法一致，僅在部分參數(shù)選取上略有差異，我國規(guī)定的帶電作業(yè)安全距離與國際標準計算結(jié)果非常接近（略偏大）。

3 結(jié)論

3.1 歐盟標準未明確空氣間隙值，而應(yīng)針對具體工程和業(yè)主習(xí)慣來確定，中國標準有明確規(guī)定，總體來說，我國標準規(guī)定值大于歐盟標準。

3.2 美國標準NESC中最大風(fēng)偏條件的電氣間隙可對應(yīng)于GB505 45中的工頻電壓下的間隙， NESC中對此電氣間隙的要求更為嚴格，但是NESC中對其他工況下的間隙未做要求。

3.3 IEC 61865-2001提出在帶電體和接地體之間電氣距離的方法，主要適用于導(dǎo)體和移動物體之間電氣距離。帶電作業(yè)與國內(nèi)標準計算方法一致，僅在部分參數(shù)選取上略有差異，國內(nèi)規(guī)定的帶電作業(yè)安全距離與國際標準計算結(jié)果非常接近（略偏大）。

[1]中國電力企業(yè)聯(lián)合會．GB50545-2010 110～750kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范[S]．北京：中國計劃出版社，2010

[2]中國電力企業(yè)聯(lián)合會．GB/T 50064-201交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合[S]．北京：中國計劃出版社，2014