陳 宏，田軍濤，張 超

（中國能源建設(shè)集團山西省電力勘測設(shè)計院有限公司，山西太原 030001）

0 引言

特高壓直流定位于大型能源基地的遠(yuǎn)距離、大容量外送，發(fā)展特高壓是國務(wù)院做出的重大戰(zhàn)略決策，隨著我國電力系統(tǒng)全國聯(lián)網(wǎng)、西電東送、南北互供工程的實施，以及國家特高壓骨干電網(wǎng)的建設(shè)，在同一地區(qū)，形成多條特高壓線路共用線路廊道的格局。由于輸電線路走廊資源的緊缺，特高壓線路極間距大、線路廊道寬，對沿線的城市規(guī)劃、障礙物拆遷、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響巨大。對于走廊資源緊張地區(qū)同走廊架設(shè)的特高壓線路，在工程設(shè)計和建設(shè)中，如何控制其電磁環(huán)境和電氣距離，在確保安全可靠的前提下，減少走廊寬度與拆遷，降低工程投資，具有重大意義。

1 陜湖線及靈紹線概況

本文依托工程為山西南段的陜湖線和靈紹線，屬于典型的“兩直”線路并行布置方式，線路平行長度約為100 km，線路所經(jīng)區(qū)域平地約43.9%，丘陵約14.1%，山地約50.8%，高山約10.7%。兩條線路均采用兩極方式架設(shè)。

2 電氣安全距離及電磁環(huán)境的控制值

2.1 電氣安全距離

2.1.1 空氣間隙

本案涉及工程走廊緊張地段海拔高度均在1 000 m以下，參照《±800 kV直流架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》 (GB 50790—2013)[1]，操作過電壓最小間隙5.3 m（1.6倍基準(zhǔn)值)，工頻過電壓最小間隙2.3 m，最小對地距離值居民區(qū)、農(nóng)業(yè)耕作區(qū)、非農(nóng)業(yè)耕作區(qū)分別為21 m、18 m、16 m。

2.1.2 線路線間距離要求值

依據(jù)現(xiàn)行的特高壓直流設(shè)計規(guī)范[1]，直流線路導(dǎo)線的線間距離要求值見式（1）。

其中，D為導(dǎo)線水平線間距離，m；ki懸垂絕緣子串系數(shù)；Lk為懸垂絕緣子串長度，m；U為系統(tǒng)標(biāo)稱電壓，kV；fc為導(dǎo)線最大弧垂，m；A為增大系數(shù)（10～15 mm冰區(qū)，A=0）。

2.1.3 直流特高壓線路與架空線路水平接近距離要求值

在最大風(fēng)偏情況下，邊導(dǎo)線間最小水平距離20 m，邊導(dǎo)線對鄰塔最小水平距離13 m。

2.2 電磁環(huán)境控制值

根據(jù)《±800 kV直流架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》（GB 50790—2013）[1]，分別取值如下。

2.2.1 合成場強限值

對于單獨的直流特高壓線路，直流特高壓架空輸電線下地面的電場強度取值如下：對于居民區(qū)，合成場強限定在晴天25 kV/m，雨天30 kV/m；對于非居民區(qū)（如跨越農(nóng)田），合成場強限定在晴天30 kV/m，雨天36 kV/m；對于人煙稀少的非農(nóng)業(yè)耕作區(qū)，合成場強限定在晴天35 kV/m，雨天42 kV/m；線路鄰近民房時，民房所在處地面的未畸變合成電場強度按濕導(dǎo)線條件計算，不超過15 kV/m。

2.2.2 無線電干擾限值

在海拔1 000 m及以下地區(qū)，距直流架空輸電線路正極性導(dǎo)線對地投影外20 m處，80%時間，80%置信度，0.5 MHz頻率的無線電干擾不應(yīng)超過 58 dB(μV/m)。

2.2.3 可聽噪聲限值

在海拔1 000 m及以下地區(qū)，距直流架空輸電線路正極性導(dǎo)線對地投影外20 m處，由線路電暈產(chǎn)生的可聽噪聲（L50） 值不超過45 dB(A)。

3 計算輸入條件和原則

3.1 計算輸入條件

線路沿線海拔不大于1 000 m，基本風(fēng)速采用27 m/s，覆冰厚度10 mm，地形為平丘地區(qū)。靈紹線、陜湖線導(dǎo)線分別采用6×JL1/G3A-1250/70和 8×JL1/G3A-1250/70。

選擇用于計算研究的塔頭尺寸如下。

常規(guī)型：雙極水平布置，懸垂串V型布置，單側(cè)橫擔(dān)長度18.63 m。

F塔導(dǎo)線雙極上下布置，懸垂串V型布置，直線塔單側(cè)橫擔(dān)長度18.40 m，耐張塔單側(cè)橫擔(dān)長度17.6 m。

3.2 計算原則

線路塔位布置同步指相鄰線路檔距相同，鐵塔位于同一平面上，在這種情況下，考慮線路并行間距時需考慮以下三種情況，取其大者作為線路并行間距。三種情況如下。

a)滿足線路塔位同步布置滿足相鄰輸電線路橫擔(dān)不相碰時和滿足線路塔位布置不同步時一回線路導(dǎo)線風(fēng)偏后對相鄰線路鐵塔電氣安全距離時，線路最小并行間距。

b)滿足相鄰輸電線路導(dǎo)線水平線間距離要求時，線路最小并行間距。

c)滿足在區(qū)域環(huán)境下電磁環(huán)境要求時，線路最小并行間距。

3.3 電氣安全距離決定的并行間距計算結(jié)果

在計算一回線路邊導(dǎo)線風(fēng)偏后對另一回線路鐵塔的距離時，考慮另一回線路鐵塔位于本回線路檔距中弧垂最大位置；計算導(dǎo)線風(fēng)偏時，導(dǎo)線平均高取30 m，風(fēng)壓不均勻系數(shù)取0.75，不考慮垂直布置的各相/極導(dǎo)線的風(fēng)壓高度系數(shù)變化（裕度為0.5 m）。

通過以上分析，兩回±800 kV直流線路并行時，考慮電氣安全距離要求的最小中心間距見表1。

3.4 施工要求的并行間距計算結(jié)果

在走廊狹窄地段采用塔式起重機分解組塔、落地?fù)u（平）臂抱桿分解組塔2種組塔方式。對于同步布置方式，后建特高壓直流線路鐵塔與已建線路鐵塔并行情況下，確保施工事故及吊裝時鋼絲繩纜索風(fēng)偏擺動不對已建線路的安全運行造成影響，本文建議兩回相鄰鐵塔橫擔(dān)之間應(yīng)留出5 m的間隙。施工要求的并行間距計算結(jié)果見表2。

對于非同步布置方式，后建線路鐵塔在已建線路的檔距中。非同步布置方式受最大風(fēng)偏對平行線路鄰塔的13 m距離要求控制。因此，非同步布置方式下的線路平行間距無需再因滿足組塔施工安全再增加。

3.5 交直流特高壓線路并行的電磁環(huán)境研究

兩回常規(guī)塔±800 kV直流線路并行，最不利極性順序布置下，按導(dǎo)線高度18 m計算，電磁環(huán)境要求的兩回線并行間距為40 m，并行間距不受電磁環(huán)境控制。

表1 電氣距離要求的兩回±800 kV直流線路并行間距 m

表2 同步布置下的組塔施工安全要求的中心（鐵塔中心）間距 m

4 結(jié)論

根據(jù)分析計算，綜合考慮電氣安全距離、施工安全、電磁環(huán)境因素，陜湖線與靈紹線兩回直流線路并行要求的最小并行間距（塔中心—塔中心） 見表3、表4。

表3 “兩直”線路并行要求的最小并行間距（F塔為直線塔） m

續(xù)表3

表4 “兩直”線路并行要求的最小并行間距（F塔為耐張塔） m

當(dāng)檔距約400 m以上時，兩回直流線路并行間距全部由塔位不同步布置時的風(fēng)偏距離控制。兩回直流線路均采用F型塔且面對面布置時，所需的并行間距（塔中心對塔中心） 比采用常規(guī)塔型時要求的并行間距還大一點，其原因是采用的F型塔單側(cè)橫擔(dān)長度大于常規(guī)塔單側(cè)橫擔(dān)長度。當(dāng)F塔橫擔(dān)朝向走廊內(nèi)側(cè)布置時，要求的兩回路鐵塔中心距離較大，但外側(cè)導(dǎo)線間距??；當(dāng)F塔橫擔(dān)朝向走廊外側(cè)布置時，要求的兩回路鐵塔中心距離較小，但外側(cè)導(dǎo)線間距大。在走廊緊張地帶，建議選用“F”型塔，并且可根據(jù)走廊控制點實際情況選擇“F”型塔橫擔(dān)朝向，以達(dá)到最優(yōu)效果。當(dāng)F塔為耐張塔且跳線橫擔(dān)面向常規(guī)塔時，并行間距相比由F型直線塔結(jié)論計算得出的數(shù)值要大，主要是因為此時需考慮F塔跳線與常規(guī)塔導(dǎo)線間的安全距離要求。

[1] 中國電力企業(yè)聯(lián)合會，中國電力工程顧問集團公司，中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司，等.±800 kV直流架空輸電線路設(shè)計規(guī)范:GB 50790—2013[S].北京：中國計劃出版社，2012：17，19，37，41，42.