薛紅林 王會星
摘 要:隨著我國經濟的快速增長,輸電線路走廊的取得日益困難,工程建設成本大幅上漲,嚴重影響電網(wǎng)建設的經濟效益;提高導線懸掛高度對線路走廊寬度有著一定影響,從而緩解線路走廊資源日益緊張的局面。
關鍵詞:輸電線路走廊 導線懸掛高度 線路走廊寬度
中圖分類號:TM721.3 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)8(a)-0099-02
隨著我國經濟的迅猛發(fā)展和超高壓線路向負荷中心的延伸,線路走廊資源越來越緊張,房屋拆遷量越來越大、拆遷價格越來越高,導致近年超高壓線路工程單位造價直線上升。提高輸電線路導線懸掛高度可以縮小線路走廊寬度、減少房屋拆遷和樹木砍伐,既能滿足經濟增長對電力的需求,又能節(jié)約土地、保護環(huán)境,緩解線路走廊資源日益緊張的局面和環(huán)保壓力。
關于輸電線路走廊,國外有兩種定義:一種定義是路權走廊(Right of way),以美國為代表,電力公司擁有完全進入走廊檢查和維修線路的權力,走廊允許公眾進入,農民可根據(jù)“地役權”(Iand easements)進入走廊從事農事活動。另一種定義是規(guī)定所謂環(huán)境保護區(qū),以俄羅斯為代表,規(guī)定在該區(qū)內禁止安置住宅和公用建筑以及車輛??繀^(qū)、禁止堆放燃料和維修發(fā)動機,在這些線路走廊范圍內,規(guī)定了電場強度的控制要求,同時將可聽噪聲和無線電干擾限制到可以接受的水平。
由于我國輸電線路不征用線路走廊,不像國外電力部門那樣擁有線路走廊產權,所以“走廊”的含義實質上僅是作為城鄉(xiāng)規(guī)劃部門控制新建構筑物時需與輸電線路保持一定的距離取值,即保護區(qū)。國務院1998年1月頒發(fā)的《電力設施保護條例》及《電力設施保護條例實施細則》中規(guī)定了我國電力線路“保護區(qū)”概念,即“導線邊線向外側水平延伸,并垂直于地面所形成的兩平面內的區(qū)域”。
我國人口密度大,按國外的做法來確定線路走廊寬度不現(xiàn)實。按照我國HJ/T24-1998《500 kv超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評價技術規(guī)范》規(guī)定:推薦暫以4 kv/m作為居民區(qū)工頻電場評價標準。DL/T5092-1999《110~500 kv架空送電線路設計技術規(guī)程》的16.0.5條規(guī)定:500kv送電線路跨越非長期住人的建筑物或鄰近民房時房屋所在位置離地1m處最大未畸變電場不得超過4 kv/m。
根據(jù)以上規(guī)定,我國500 kv線路走廊寬度的主要限制條件就是線路下電場強度[1],而線路下電場強度與導線懸掛高度有關,根據(jù)中國電科院的研究結果,隨著導線懸掛高度的提高,線路走廊下電場強度不斷下降,線路走廊寬度隨之也不斷縮小,以5C-ZM3塔型為例,隨著導線懸掛高度的提高,線路下的電場強度逐漸減小,如圖1所示。線路走廊寬度也隨導線懸掛高度提高而縮小(如圖2所示),當導線懸掛高度小于19 m時,線路走廊寬度與導線懸掛高度呈負相關關系,線路走廊寬度隨著導線懸掛高度升高而減小,當導線懸掛高度大于19 m時,線路走廊寬度與導線懸掛高度高度呈不相關關系,線路走廊寬度不隨導線懸掛高度變化而變化,此時線路走廊寬度等同于邊導線距離。
當導線懸掛高度小于19 m時,線路走廊邊緣電場強度大于4 kv/m,此時線路下和邊線外5 m內的房屋必須拆遷,而且此范圍內不得新建房屋,否則不安全,此時線路走廊寬度介于25.2~39.2 m之間,當導線懸掛高度大于19 m時,線路走廊邊緣電場強度小于4 kv/m,此時線路下的房屋處于安全范圍內,可以不拆遷,即使線路下為安全起見不允許有房屋,起碼邊線外的房屋是安全的,此時的線路走廊為15.6 m,比提高導線懸掛高度前的線路走廊寬度節(jié)余9.6~23.6 m。
目前世界各國對線路走廊的處理方式大致可分為兩種情況:一是線路走廊需全部征用,以美國為代表,線路走廊一般是確定的等寬帶狀區(qū)域,區(qū)域內的土地全部征用、房屋全部拆遷,此時提高導線懸掛高度只會增加工程造價,因此也無必要提高導線懸掛高度;二是線路走廊無須征用,按線路下房屋拆遷與否又可分為兩類情況:一是線下房屋只要安全達標也可不拆遷,以法國、德國、日本為代表,此時提高導線懸掛高度可以避免拆遷房屋,既可以降低工程造價,又可縮短線路工程建設工期,提前投產產生經濟效益,因此有必要提高導線懸掛高度。如日本土地少,人口密集,他們采用高桿塔,大幅度地抬高導線對地距離來減小線下電場,日本實際建成的500 kv線路有跨越民房的。法國、德國等歐洲國家的政府都不禁止超高壓輸電線路(380 kv)下有建筑物(跨越民房及廠房),例如德國出現(xiàn)過交流380 kv同塔雙回線路跨越居民住房的情況。二是線下房屋必須拆遷,以中國為代表,路底下和邊導線對地投影5 m以內的民房,以及房屋屋頂場強大于4 kv/m的房屋必須予以拆遷,拆遷的房屋按政府標準予以賠償。
按照法國的標準,線路下的房屋和樹木均可以采取跨越的方式而無須拆遷、砍伐,據(jù)法國RTE公司介紹,法國線路通道賠償費用通常只占工程建設總費用的10%左右,通道賠償費用的減少,可以將資金更多用于新技術、新材料的應用。
我國《電力設施保護條例實施細則》第15條規(guī)定:架空電力線路一般不得跨越房屋;特別情況需要跨越房屋時,設計建設單位應當采取增加桿塔高度、縮短檔距等安全措施,以保證被跨越房屋的安全。因此,我們可以參照法國等國家的實踐經驗,結合我國的相關規(guī)定和實際情況,進行提高導線懸掛高度的研究,對房屋采取跨越的方式,減少通道賠償費用,降低工程成本,將節(jié)省下來的資金更多用于新技術、新材料的應用,提高我國電網(wǎng)建設水平。在現(xiàn)階段,提高輸電線路導線懸掛高度的技術方式有兩種:一是升高鐵塔,二是改變導線懸掛方式。
升高鐵塔是指單純的提高輸電鐵塔塔身的高度,而塔頭形狀和尺寸不變[2]。如對于5C-ZM3塔型,為將導線懸掛高度從14 m提高到19 m,需在原塔基礎上增加25 m的塔身段,對于5H-SZ1塔型,為將導線懸掛高度從14 m提高到19 m,需在原塔基礎上增加19 m的塔身段。
改變導線懸掛方式,指采用懸垂耐張絕緣子串,或稱倒T型絕緣子串,使用倒T形絕緣子串通過調整其懸垂段和耐張段的長度可以保證必要的絕緣距離,對鐵塔來說其仍然是懸垂串,對鐵塔沒有影響,對導線來說其懸掛點從直線串的下端變成倒T形串懸垂段和耐張段的連接點,因此在不改動鐵塔的情況下可將導線懸掛點提高一定距離。
總之,提高導線懸掛高度既能滿足經濟增長對電力的需求,又能節(jié)約土地、降低電磁污染、減少對環(huán)境和森林資源的破壞,緩解線路走廊資源日益緊張的局面和環(huán)保壓力,對于建立“兩型”電網(wǎng)、和諧電網(wǎng)意義深遠。
參考文獻
[1] 王毅,于振川,何桂明.500 kV緊湊型輸電線路走廊與電磁環(huán)境[J]. 電力環(huán)境保護,2007(5):54-56.
[2] 張子富,楊靖波.提高導線懸掛高度的桿塔結構優(yōu)化研究[J]. 電力建設,2009(5):35-38.