韓　皓　馬峰超

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司，北京　100055)

Analysis of the Impacts and Solutions about Transmission line for Railway Location

HAN Hao　Ma Feng-chao

淺析鐵路選線中輸電線路的影響及對策

韓皓馬峰超

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司，北京100055)

Analysis of the Impacts and Solutions about Transmission line for Railway Location

HAN HaoMa Feng-chao

摘要從輸電線路對鐵路選線的影響入手，介紹特高壓、超高壓輸電線路基本知識和規(guī)劃建設情況，結合在建、擬建項目勘察設計中實際案例，總結鐵路選線的相關原則。

關鍵詞鐵路選線高壓輸電線路影響及對策

電能在現(xiàn)代社會生產(chǎn)、生活中扮演著無可替代的角色，高效輸送電能的特高壓、超高壓、高壓輸電線路，如雨后春筍般在神州大地涌現(xiàn)，這就需要鐵路勘察設計人員對輸電線路相關知識和電網(wǎng)規(guī)劃有一定的了解，從而提高鐵路選線的經(jīng)濟性和合理性。特高壓與鐵路交叉處方案的選擇成為控制線路方案的重要因素，結合多個鐵路項目，鐵路與1 000 kV交流，±800 kV直流，±500 kV等特高壓、超高壓輸電線路交叉的設計案例，根據(jù)特高壓、超高壓輸電線路特點，闡述鐵路選線過程中需要注意的問題及處理方法。

1輸電線路

1.1　相關知識

在電力傳輸領域，高壓(HV)指110 kV和220 kV電壓等級；超高壓(EHV)指330 kV，500 kV和750 kV電壓等級；特高壓(UHV)指1 000 kV及以上的電壓等級；高壓直流(HVDC)通常是指1 600 kV及以下的直流輸電電壓；其中，±800 kV以上的電壓稱為特高壓直流輸電(UHVDC)。

特高壓的特點是可以長距離、大容量、低損耗的輸送電力，特高壓輸電線路主要定位于我國西南大水電基地和西北大煤電基地的超遠距離、超大容量外送。據(jù)國家電網(wǎng)公司提供的數(shù)據(jù)顯示，一回路特高壓直流電網(wǎng)可以送600萬kW電量，相當于現(xiàn)有500 kV直流電網(wǎng)的5到6倍，而且送電距離也是后者的2到3倍，效率大大提高。此外，據(jù)國家電網(wǎng)公司測算，輸送同樣功率的電量，如果采用特高壓線路輸電可以比采用500 kV高壓線路節(jié)省60%的土地資源。因此，特高壓輸電線路有助于提高輸電效率，降低線路損耗，減少投資成本，節(jié)約土地資源。

1.2　規(guī)劃及建設情況

按照國家電網(wǎng)公司的規(guī)劃，十二五期間，規(guī)劃建成“三縱三橫”特高壓骨干網(wǎng)架，形成華北、華東和華中“三華”交流特高壓同步電網(wǎng)。目前，已經(jīng)建成特高壓輸電線路有“晉東南—南陽—荊門交流特高壓試驗示范工程”，長三角環(huán)網(wǎng)南半環(huán)“淮南—浙北—上海”工程，在建的有“浙北—福州”工程。錫盟—南京、靖邊—濰坊、雅安—武漢等工程已開展項目前期工作(如表1)。

2輸電線路對鐵路選線的影響及對策

2.1　鐵路路徑規(guī)劃

路徑規(guī)劃階段應避免長大段落鐵路與輸電線路并行，減少交叉次數(shù)，避免在變電站出線端布線，選擇合理的車站位置，不宜在鐵路站場范圍與超高壓輸電線路交叉。

表1　我國特高壓規(guī)劃及現(xiàn)狀一覽

2.2　鐵路定線原則探討

鐵路定線時，無其他控制因素前提下，可根據(jù)輸電線路桿塔位置確定鐵路平面位置，根據(jù)特高壓、超高壓及高壓輸電線路懸高控制軌面設計高程。在保證“桿高+3.1 m”平面水平安全距離前提下，選擇在靠近高壓鐵塔的位置下穿，并結合實際情況合理降低鐵路設計高程。

針對擬建、在建特高壓輸電線路，勘察設計階段，應充分調查、收集輸電線路資料。從方案合理性和節(jié)約投資角度考慮，應該在設計階段充分落實交叉位置和跨越方式。

針對既有特高壓輸電線路，在經(jīng)濟合理的情況下，需要采取措施降低鐵路高程下穿輸電線路，以滿足最小垂直距離的相關要求。

2.3　輸電線路與鐵路交叉或接近的基本要求

依據(jù)《110 kV～750 kV架空輸電線路設計規(guī)范》(GB 50545—2010)和《1 000 kV架空輸電線路設計規(guī)范》(GB 50665—2011)，架空輸電線路與鐵路交叉或接近的基本要求如表2。

表2　輸電線路與鐵路交叉或接近基本要求

注：(1)架空輸電線路不宜在鐵路車站出站信號機內跨越。(2)括號內的數(shù)值用于跨桿(塔)頂。

3案例分析

3.1　山西中南部鐵路與1 000 kV輸電線路交叉

1 000 kV晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程起于山西晉東南(長治)變站，經(jīng)河南南陽關站，止于湖北荊門變電站，單回路架設，全長654 km。額定輸送容量5 000 MW，系統(tǒng)標稱電壓1 000 kV，靜態(tài)投資約57億元，2009年1月投入商業(yè)運行。

山西中南部鐵路在長治與晉東南至荊門1 000 kV特高壓輸電線路交叉。該段鐵路行經(jīng)太行—太岳山構造侵蝕山地，橫穿黃河水系與海河水系的分水嶺太岳山脈，交叉處距14.5 km的發(fā)鳩山越嶺隧道出口僅10 km。該段橋隧比例偏大，橋隧相連，為節(jié)省投資，初步設計階段以路基形式下穿高壓線。受地形條件和村莊分布控制，鐵路與特高壓走廊交叉處恰好位于跨越西峪溝的大橋處，軌面高程較高。經(jīng)多方研究論證后，終以隧道形式下穿特高壓走廊，避免了鐵路與特高壓輸電線路相互干擾。

該交叉點已順利實施，且作為山西中南部鐵路30 t軸重重載試驗段現(xiàn)已提前開通，進行實車試驗。

3.2　荊岳鐵路與±800 kV輸電線路交叉

向家壩—上?！?00 kV特高壓直流輸電示范工程起于四川省宜賓，經(jīng)湖北、湖南，止于上海市，全長1 892 km，額定輸送容量為6 400 MW，直流電流為4 000 A，2010年整體工程完成試運行，投入商業(yè)運行，總投資190億元。

錦屏-蘇南±800 kV特高壓直流輸電工程起于四川省西昌市，止于江蘇省蘇州市，全長2 059 km，額定輸送容量7 200 MW，總投資220億元，2012年建成投運。

荊(州)岳(陽)鐵路該段為長江特大橋南岸至公安站范圍，跨過長江南岸干堤后，設公安站。在2009年4月荊岳鐵路定測過程中，收集到在建的向家壩—上海、錦屏—蘇南800 kV特高壓輸電工程線路資料，其中錦蘇線3600號塔與鐵路線位距離僅13 m。經(jīng)與國網(wǎng)直流建設有限公司、東北電力設計院等單位協(xié)商，荊岳鐵路在長江南岸干堤外局部調整線位，以滿足特高壓交直流輸電線路跨越鐵路平面安全距離要求，經(jīng)修改后左線距離3600號塔腿外緣60 m，預留二線距離3600號塔腿外緣45 m；輸電線路按相關標準加強基礎，提高凈空。

3.3　蒙華鐵路勘察設計

荊門地處三峽通往華東(500 kV)、晉中南至荊門1 000 kV特高壓、擬建雅安至武漢1 000 kV特高壓三條高壓走廊交匯地，高等級輸電線路及變電站較多，市區(qū)附近有兩座熱電廠，鐵路與高等級輸電線路數(shù)十次交叉。

(1)與擬建雅安—武漢1 000 kV特高壓交叉

擬建雅安—武漢1 000 kV交流特高壓輸變電工程，起于雅安1 000 kV變電站，途經(jīng)四川、重慶、湖北3省(市)，止于武漢1 000 kV變電站，全長1 297 km，輸送容量2×600萬kW，額定電流3 650 A。

在蒙華鐵路勘測過程中，通過環(huán)評公示，了解到雅安—武漢1 000 kV交流特高壓輸變電工程在進行前期工作，聯(lián)系該項目主管部門和設計單位，協(xié)商解決輸電線路設計中預留鐵路下穿條件的問題。鐵路與輸電線路均為國家重點工程，均開展前期勘察設計工作，計劃近期開工建設。為解決兩項目交叉跨越的問題，應在設計階段做好交叉處跨越條件的預留工作，以免在建設過程中相互干擾，引起設計變更及工程投資增加。

(2)對鐵路站位選擇的影響

根據(jù)地方意見初步選定的掇刀車站站位，位于斗笠500 kV變電站東側，距變電站約2.5 km，變電站東側引出5條高壓線，呈放射狀。根據(jù)《110 kV～750 kV架空輸電線路設計規(guī)范》(GB50545—2010)“不宜在鐵路出站信號機內跨越鐵路”。因此，在站位的選擇上，應盡量避免高壓走廊在站場范圍內與鐵路交叉，經(jīng)現(xiàn)場核查高壓走廊分布和地形地物，與地方政府協(xié)商后，將站位移至變電站東側4 km處，避免了高壓線在鐵路站場穿越，以及變電站出線位置附近的桿塔遷改。

(3)與高壓和超高壓輸電線路交叉

蒙華鐵路該段為南北走向，與多處西電東送的500 kV輸電線路交叉，鐵路與輸電線路交叉位置的選擇對工程投資有一定影響。

在技術上，超高壓、特高壓輸電線路目前還無法實現(xiàn)電纜穿越，330 kV及以上輸電線路穿越鐵路均采用架空跨越方式。列車通過時的空氣動力對輸電線路設計的影響有限。根據(jù)《110 kV～750 kV架空輸電線路設計規(guī)范》(GB_50545—2010)3.0.7條規(guī)定：“輸電線路與主干鐵路、高速公路交叉，應采用獨立耐張段”。采用獨立耐張段是保證跨越段安全、可靠的主要措施，一是提高了線路運行安全、可靠度，二是當出現(xiàn)事故時，能更快進行搶修。跨越鐵路的輸電線路自成一個耐張段，適當提高設計標準后，只增加有限的投資，卻有效降低了與普通段輸電線路荷載的相互影響，安全性和可靠性得到提升。

兩塔之間輸電線路呈懸垂狀，靠近高壓鐵塔處輸電線路懸高較高，在保障規(guī)范要求安全距離前提下，鐵路應盡量選擇在靠近高壓鐵塔的位置下穿，并合理降低高程。

需要注意的是，新建干線鐵路下穿既有輸電線路時，需要對輸電線路跨越鐵路段落改建為獨立耐張段，同時，需要增大線徑，減小跨距，提高桿塔高度和強度。無特殊情況下，干線鐵路下穿輸電線路勢必引起其改建，在不引起大的工程前提下，盡量滿足下穿輸電線路的相關技術要求即可；而非干線鐵路在定線過程中，應重視與高壓線路的位置關系。

(4)避免長距離并行或與同一線路多次交叉干擾

市區(qū)附近輸電線路多繞避城市規(guī)劃區(qū)域，如荊門市多條220kV及以上輸電線路，從市區(qū)火力發(fā)電廠以盡量短的路徑引出城市規(guī)劃區(qū)后折角，沿規(guī)劃區(qū)外圍走行，以減小對城市規(guī)劃的影響。如此形成的折角，很容易引起同樣在城市規(guī)劃區(qū)外圍邊緣的鐵路多次交叉。因此，落實城市周邊變電站分布、高壓走廊走向，是避免鐵路和輸電線路并行和多次交叉影響的關鍵。

4總結

鐵路選線是一項涉及多學科、多因素的綜合性工作，為保證線路方案的合理性和可實施性，線路專業(yè)技術人員應積極拓寬知識面，架空輸電線路與鐵路交叉或接近的技術要求就是其中必備的內容之一，熟悉和掌握其中要點，有利于提高鐵路選線的經(jīng)濟合理性。

參考文獻

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.GB 50545—2010110 kV～750 kV架空輸電線路設計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社，2010

[2]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.GB 50665—20111 000 kV架空輸電線路設計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社，2011

[3]田雷，張子引.輸電線路跨(鉆)越高速鐵路設計技術[J].電力建設，2012(12)

中圖分類號：U212.32

文獻標識碼：A

文章編號：1672-7479(2015)01-0085-03

作者簡介：第一韓皓(1982—)，男，2005年畢業(yè)于西南交通大學土木工程專業(yè)，工程師。

收稿日期：2014-11-24