超高海拔±800 kV直流输电线路直线塔极间距选择.pdf

超高海拔 直流输电线路直线塔极间距选择柏晓路，王艳君，崔戎舰，吴墨非，陈媛，吕健双（中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，武汉 ；三峡大学，湖北宜昌 ）摘要：针对海拔 以上的超高海拔地区，特高压直流输电线路设计经验欠缺的问题，按照典型的 直流输电线路工程设计条件，通过电磁环境、绝缘子串长和串夹角、空气间隙的边界条件，对直线塔极间距进行研究，计算不同海拔、串夹角和冰区条件下直线塔的最小极间距取值。结果表明：电磁环境对超高海拔 特高压直流线路的极间距选择基本无影响；超高海拔轻中冰区直线塔的极间距受空气间隙、绝缘子串长及串夹角影响较大；超高海拔重冰区直线塔的极间距主要由绝缘子串长控制。关键词：超高海拔；极间距；直流输电线路；特高压中图分类号：文献标志码：文章编号：（），（，；，）：，（），：；收稿日期：作者简介：柏晓路（），男，高级工程师，从事架空输电线路设计工作。引言西藏自治区可开发的能源丰富，水能可开发量约 ，太阳能可开发量约，风能可开发量约 ，水电和新能源开发潜力巨大，藏电外送的需求也日益迫切。西藏自治区位于青藏高原西南部，平均海拔在 以上，素有“世界屋脊”之称。超高海拔是西藏自治区的最大特征之一，超高海拔给藏区特高压直流输电线路工程的绝缘、电磁、防雷等带来巨大挑战，我国目前设计的特高压直流输电线路海拔最高已达 ，但对 以上甚至 海拔的特高压直流输电技术研究相对较少。在特高压直流输电线路工程投资中，杆塔投资占比较大，而超高海拔地区的杆塔尺寸更大，其投资占比也将更大。根据以往的工程设计经验 ，极间距增加，塔质量增加约。在满足工程绝缘配置和电磁干扰的前提下，尽可能减小极间距是控制特高压直流输电线路工程造价的关键所在。结合超高海拔 特高压直流输电线路电磁环境和绝缘配合的研究成果，对直线塔极间距取值进行分析和研究，可为后续超高海拔特高压直流输电线路的设计提供参考。基本设计条件参照超高海拔 特高压直流输电线路典型 设 计 方 案，基 本 计 算 条 件 为：额 定 电 压 为第 卷第期（总第 期）年月 吉林电力 （）；系统输送功率为 ；操作过电压倍数为 ；导线型号为 （轻中冰区）、或 （重 冰 区）；基 本 设 计 风 速 为 ；覆冰厚度为 ；海拔高度为 。导线采用双极水平排列，绝缘子串采用串布置，极导线和地线布置见图。图杆塔极导线和地线布置极间距选择边界条件 电磁环境限值 合成电场和离子流密度在一般非居民区，直流输电线路下地面合成电场强度限值为 ，其他合成电场强度和离子流密度限值详见表。当线路邻近民房时，湿导线情况下房屋 所在地面的 未畸变 合 成 电 场 限 值 为 。表合成电场强度和离子流密度限值场所合成电场强度（）晴天雨天离子流密度（）晴天雨天居民区 一般非居民区 人烟稀少的非农业耕作地区 直流磁场 直流架空输电线路电磁环境控制值 规定直流输电线路电流产生的磁感应强度限值为，实际上，直流线路的磁感应强度远小于该限值，一般不作为设计的控制条件。无线电干扰在海拔 及以下地区，直流架空输电线路正极性导线对地投影外 处，时间，置信度，频 率 的 无 线 电 干 扰 不 应 超 过 （）；海拔高度大于 时，无线电干扰限值按照（）线性修正。可听噪声海拔 及以下地区，直流架空输电线路正极性导线对地投影外 处，电晕产生的可听噪声 不应超过 （）；海拔高度大于 且线路经过人烟稀少地区时，由电晕产生的可听噪声不应超过 （）。绝缘子串长和串夹角绝缘子串长和串夹角对 直流输电线路直线塔的极间距有较大影响，应根据超高海拔 直流输电线路绝缘配置的研究结论，计算要求的最小极间距。空气间隙 直流线路直线塔极间距还应满足塔头空气间隙的要求，线路的空气间隙值见表，表中为海拔 、为海拔 、为海拔 、为 海 拔 。结 合 超 高 海 拔 直流输电线路空气间隙的研究结论，计算得到空气间隙所要求的最小极间距。表 直流输电线路空气间隙值 单位：参数空气间隙值工作电压 操作过电压（标幺值 ）操作过电压（标幺值 ）带电作业（标幺值 ）带电作业（标幺值 ）极间距研究 电磁环境要求的最小极间距直流线路的离子流密度、合成电场强度、可听噪声和无线电干扰都和直线塔的极导线间距有关。根据电磁环境的计算结论，选择地面离子流密度和地面合成电场强度控制极导线高度和可听噪声控制极导线 间 距。图为 采 用 和 导线时，在不同极间距下正极性导线对地投影外 处可听噪声值，可听噪声按照中国电力科学研究院得出的海拔 真型和模柏晓路，等：超高海拔 直流输电线路直线塔极间距选择拟试验结论进行修正。超高 海 拔 地 区 一 般 为 人 烟 稀 少 地 区，按 照 （）的限值考虑，采用 导线时，在不同海拔 满足可听噪 声限值 的 最 小 极 间 距 为 ；采用 导线时，电磁环境限值不控制极间距。图导线对地投影外 处的可听噪声 绝缘子串长要求的最小极间距根据 直流线路绝缘配合的研究结果，轻中冰区悬垂绝缘子串采用复合绝缘子，重冰区悬垂绝缘子串采用外伞型盘式绝缘子。绝缘子串的金具部分长度取 ，联板悬挂点到联板中心水平距离取 ，导线对应处塔身宽度取 ，杆塔示意图见图。图杆塔示意图绝缘子串长要求的最小极间距按式（）计算：（）（）式中：为绝缘子串长要求的最小极间距；为绝缘子串长度；为串夹角度数；为联板悬挂点至联板中心水平距离；为塔身宽度。根据设计基本风速取值和杆塔规划情况，轻中冰区绝缘子串角度取 ，重冰区绝缘子串角度取 ，轻中冰区和重冰区的极导线最小间距见表、表。表轻中冰区绝缘子串长要求的最小极间距串夹角（）污染区最小极间距 中污染区 重污染区 中污染区 重污染区 中污染区 重污染区 表重冰区绝缘子串长要求的最小极间距串夹角（）污染区最小极间距 轻污染区 中污染区 由表、表可知，绝缘子串串夹角对极间距离的影响明显，绝缘子串串夹角越大，相应的极间距越大。空气间隙要求的最小极间距 直流线路操作过电压倍数标幺值一般为 ，根据工程实际操作过电压分布曲线，考虑按标幺值 和 操作过电压倍数进行差异化设计，带电作业间隙是塔头间隙的控制条件。均压环到分裂导线中心的距离取，导线对应处塔身宽度取 ，考虑带电作业间隙的杆塔示意图见图。图考虑带电作业间隙的杆塔示意图第 卷第期（总第 期）吉林电力 年月空气间隙需要的最小极间距按式（）计算：（）（）式中：为空气间隙需要的最小极间距；为最小带电作业间隙距离；为均压环到分裂导线中心距离。仅考虑空气间隙的因素，直流线路操作过电压倍数标幺值分别为 、时，对应的极导线最小间距见表。表空气间隙要求的最小极间距冰区操作过电压倍数标幺值最小极间距轻中冰区 重冰区 极间距选择直线塔极间距主要由电磁环境、最小空气间隙和绝缘子串长及串夹角控制。直线塔极间距与电磁环境限值、空气间隙、绝缘子串长及串夹角的关系见图。图不同海拔下的最小极导线间距由图可知，轻中冰区直线塔的极间距受空气间隙、绝缘子串长及串夹角影响较大，进行杆塔规划和设计时，需统筹考虑操作过电压倍数、海拔和污秽等级；而重冰区直线塔的极间距主要由绝缘子串长控制，可按海拔和分级进行杆塔规划和设计。综合考虑极间距与电磁环境、空气间隙、绝缘子串长及串夹角的关系，直流线路直线塔典型串夹角下最小极间距取值见表表。表轻中冰区直线塔最小极间距（标幺值 ）串夹角（）污染区最小极间距 中污染区 重污染区 中污染区 重污染区 中污染区 重污染区 表轻中冰区直线塔最小极间距（标幺值 ）串夹角（）污染区最小极间距 中污染区 重污染区 中污染区 重污染区 中污染区 重污染区 表重冰区直线塔最小极间距串夹角（）污染区最小极间距 轻污染区 中污染区 结论结合超高海拔 特高压直流输电线路的电磁环境和绝缘配置研究成果，对直线塔极间距进行深入分析和研究，得出结论如下。）电磁环境对超高海拔 特高压直流线路的极间距选择基本无影响。）超高海拔轻中冰区直线塔的极间距受空气间隙、绝缘子串长及串夹角影响较大，进行杆塔规划和设计时，须统筹考虑操作过电压倍数、海拔和污秽等级。串夹角取 时，其极间距取值 为 。）超高海拔重冰区直线塔的极间距主要由绝缘子串长控制，可按海拔和分级进行杆塔规划和设计，其极间距取值为 。柏晓路，等：超高海拔 直流输电线路直线塔极间距选择）由于电磁环境对极间距选择基本无影响，耐张塔的极间距考虑对相邻直线塔偏角影响即可，后续可在直线塔极间距研究结论的基础上深化研究。参考文献：卫魏，罗红英，佘权威，等西藏水电能源开发问题分析高原能源，（）：陈甚颖西藏新能源投资经济分析西藏科技，（）：，赵录兴，小布穷，王炳强，等高海拔地区 直流线路电磁环境 试 验 研 究 及 导 线 选 型 电 网 技 术，（）：柏晓路，吕健双，刘利林，等 特高压直流输电线路直线塔极间距选择宁夏电力，（）：柏晓路，李健，向宇，等 特高压直流输电线路极间距优化研究陕西电力，（）：，櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗（上接第 页）结论本文通过对比镉及锰标准曲线的不同处理方式，采用原子吸收分光光度法测定滤膜铅、镉、锰、锌标准物质中的镉及锰的回收率。实验结果显示，镉及锰在标准曲线的斜率及样品回收率均表现相反的趋向，、等标准直接采用未消解的标准曲线进行测定时失真度较大。在测定不同的金属元素时，加入滤膜后对标准曲线进行同步消解，可以很好地消除药品掩蔽效应、容器器壁吸附效应、滤膜材质、预处理方式、环境条件等带来的正效应或负效应，得到较好的实验结果，实验重现性良好。最后对抽水蓄能电站电焊岗位的个体防护提出了有针对性的建议。参考文献：戴陈梦子，李政，曾辉抽水蓄能电站施工期职业病防护关键点控制浅析 抽水蓄能电站工程建设论文集广州：中国水力发电工程学会电网调峰与抽水蓄能专业委员会，：李燕，张岩松，刘君，等工作场所空气中重金属检测前处理方法安全，（）：徐伯洪，闫慧芳工作场所有害物质监测方法北京：中国人民公安大学出版社，董慧茹仪器分析北京：化学工业出版社，櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗 （上接第 页）参考文献：中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局混 凝 土 结 构 现 场 检 测 技 术 标 准：北京：中国建筑工业出版社，中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局预防混凝土碱骨料反应技术规范：北京：中国建筑工业出版社，张立人建筑结构监测、鉴定与加固武汉：武汉理工大学出版社，中国工程建设标准化协会纤维混凝土结构技术规程：北京：中国计划出版社，中华人民共和国住房和城乡建设部钢纤维混凝土：北京：中国标准出版社，中华人民共和国住房和城乡建设部补偿收缩混凝土应用技术规程：北京：中国建筑工业出版社，中华人民共和国住房和城乡建设部建筑结构加固工程施工质量验收规范：北京：中国建筑工业出版社，第 卷第期（总第 期）吉林电力 年月