摘 要：本文根據(jù)作者多年工作經(jīng)驗(yàn)，對在線路設(shè)計(jì)中同塔多回路中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，僅供參考。

　　關(guān)鍵詞：電力;線路設(shè)計(jì);同塔多回路

　　1、同塔多回路在外的應(yīng)用

　　德國是歐共體中電力工業(yè)最發(fā)達(dá)的國家之一，該國目前最高電壓等級為380kV。由于德國土地較為狹小，為有效利用線路走廊，德國政府規(guī)定凡新建線路必須同塔架設(shè)兩回以上。根據(jù)掌握的文獻(xiàn)資料，德國是高壓和超高壓線路中，同塔四回為常規(guī)線路。最多回路數(shù)為六回，線路走廊的投資一般占線路建設(shè)總投資的20%～30%。對于最高電壓等級的380kV，現(xiàn)在已建有混壓同塔四回線路(兩回380kV，兩回230kV)，目前尚無同塔四回380kV輸電線路。

　　東京電力公司因轄區(qū)土地資源緊張。為減少線路走廊占地。盡量采用多回路同塔架設(shè)。目前，日本同塔架設(shè)最多回路數(shù)為八回。110kV以上線路多數(shù)為四回。500kV以上除早期2條為單回路外其余均為雙回共塔架設(shè)，目前尚未有同塔四回500kV線路。

　　2、同塔多回路的可靠性

　　同塔多回路由于采用同塔并架，一旦出現(xiàn)事故，對電力系統(tǒng)的影響非常嚴(yán)重。為了應(yīng)對這種特殊的重要性，必須在工程設(shè)計(jì)的可靠性上重新考慮，適當(dāng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

　　我國現(xiàn)行的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過多年的運(yùn)用。積累了大量的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。同時也暴露了一些設(shè)計(jì)、施工和管理的薄弱環(huán)節(jié)。因此可針對這些運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。在同塔多回路設(shè)計(jì)中有區(qū)別地提高或保持相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)計(jì)更合理、更科學(xué)。

　　3、設(shè)計(jì)原則

　　3.1氣象條件

　　現(xiàn)行規(guī)程對設(shè)計(jì)氣象條件根據(jù)線路級別取不同的重現(xiàn)期來確定。一般規(guī)定330kV及以下線路按15年一遇，500kV按30年一遇。對于多回路線路，首先必須按回路中最高電壓等級來確定重現(xiàn)期。其次還必須根據(jù)多回線路在系統(tǒng)中的地位來確定是否適當(dāng)提高取值，如其在系統(tǒng)中的重要性已經(jīng)達(dá)到或超過上一電壓等級水平，則應(yīng)該提高氣象條件取值標(biāo)準(zhǔn)。在不同地區(qū)還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握。

　　3.2導(dǎo)地線和金具安全系數(shù)

　　導(dǎo)地線安全系數(shù)不僅影響線體的運(yùn)行安全。而且關(guān)系到耐張桿塔的荷載大小。對于同塔多回線路。由于荷載巨大，所以導(dǎo)地線的安全系數(shù)選取應(yīng)更為合理，做到既能滿足線路的安全運(yùn)行，又能有效控制工程投資。

　　3.3絕緣配置[1]

　　線路的絕緣配合就是解決桿塔上和檔距中各種可能的放電途徑。使線路能在工頻電壓、操作過電壓、雷電過電壓等各種條件下安全可靠地運(yùn)行。

　　考慮到多回線路的重要性和停電檢修的困難，盡量減少維護(hù)工作量。延長絕緣子清掃周期，同塔多回路的泄漏比距可考慮提高一級進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　現(xiàn)行規(guī)程規(guī)定的相對地間隙和相間間隙是在理論研究和真型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上。結(jié)合多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)所修訂，同塔多回路可參照執(zhí)行。

　　同塔多回路通常應(yīng)用在通道緊張地區(qū)，懸垂串推薦采用V型串布置。這樣既可有效節(jié)約線路走廊。避免鐵塔大風(fēng)閃絡(luò)現(xiàn)象，而且在相同絕緣子片數(shù)時V型串工頻耐污電壓將比I串提高20%以上(國外試驗(yàn)資料)。

　　同塔多回路導(dǎo)線相間距離除應(yīng)滿足《技術(shù)規(guī)程DL/T5092-1999》的計(jì)算公式(D=0.4Lk+U/ll0+ )外，在特定的導(dǎo)線布置形式情況下，不同回路間的相導(dǎo)線可能在同側(cè)橫擔(dān)上相鄰布置，其回路間水平距離還應(yīng)比上述要求增加0.5m。

　　3.4防雷特性[2]

　　根據(jù)送電線路設(shè)計(jì)手冊推薦，線路遭受雷擊的次數(shù)為：

　　N= hT，h=hg—2ƒ/3

　　式中， 為地面落雷密度;h為避雷線平均高度;T為年雷暴日數(shù);hg為避雷線懸掛點(diǎn)高度;ƒ為避雷線弧垂。

　　公式表明，線路遭受雷擊次數(shù)隨著地線的平均高度增高而增多，例如500kV同塔四回路(導(dǎo)線雙回垂直布置)導(dǎo)線的平均高度比雙回路增加約30m，比單回路增加約50m，因而雷擊次數(shù)為雙回路的1.6～2.0倍，為單回路的3.1～3.5倍：其次是繞擊，當(dāng)?shù)鼐�保護(hù)角相同時，塔高增加20m，繞擊率增大l倍;至于反擊，同塔多回路塔高增加，鐵塔的波阻和電感隨之增大，雷擊塔頂時，沿鐵塔傳播至接地裝置所引起的反射波返回塔頂或上橫擔(dān)所需時間相對延長。電位升高值較大，因此反擊引起的絕緣閃絡(luò)跳閘率比單、雙回路高。

　　針對以上分析，提高同塔多回路的耐雷水平的主要方式有： (1)塔頭布置時盡可能減少橫擔(dān)層數(shù)，降低塔高。減少雷擊次數(shù);

　　(2)減小地線保護(hù)角，降低繞擊率;

　　(3)采取懸掛耦合地線、加裝消雷器、降低接地電阻等綜合防雷措施;

　　(4)改變導(dǎo)線相序排列方式，避免同層橫擔(dān)出現(xiàn)同名相導(dǎo)線;

　　(5)采用平衡高絕緣，降低線路總跳閘次數(shù)。

　　3.5鐵塔和基礎(chǔ)

　　同塔多回路由于鐵塔的外部荷載及塔身風(fēng)壓與單回線路相比，將成倍增加，鐵塔的自重、基礎(chǔ)作用力均將大幅度增加。為保證可靠性要求，多回路鐵塔和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)可參照大跨越工程的重要工程乘重要系數(shù)的做法。對多回路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全系數(shù)適當(dāng)加強(qiáng)。

　　對500kV或220kV大截面導(dǎo)線的同塔多回路，為降低材料的體形系數(shù)和塔身風(fēng)壓，可考慮采用鋼管桁架結(jié)構(gòu)，對跨越塔等特殊型式也可采用高強(qiáng)度鋼材。由于多回路塔的導(dǎo)地線很多，因此設(shè)計(jì)中可能很多結(jié)構(gòu)材料受安裝工況控制。在設(shè)計(jì)中如適當(dāng)限制施工作業(yè)工序，采用合理的施工手段，甚至加大施工臨時拉線的平衡張力，則可以有效降低塔重。

　　同塔多回路的鐵塔和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)還應(yīng)該遵循安全可靠的原則。塔型選擇時，盡量采用結(jié)構(gòu)傳遞清晰、簡單的型式，以防止計(jì)算誤差：基礎(chǔ)選擇則應(yīng)該選擇同類地區(qū)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富及可靠性高的型式，在地質(zhì)條件差的地區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用灌注樁基礎(chǔ)。

　　4、同塔多回路的電磁環(huán)境

　　同塔多回路由于通常深入到人口密集地區(qū)，線路附近的房屋、通信等設(shè)施眾多，因此要著重研究多回線路的電磁環(huán)境影響，其主要內(nèi)容應(yīng)包括：線路對通信線路的干擾和危險(xiǎn)影響：對無線電、廣播電視的干擾影響;可聽噪聲的影響;高壓靜電場的環(huán)境影響;接地裝置的地電位升高影響。

　　近年來由于光纜通信的發(fā)展，線路對通信線路的影響已經(jīng)逐步降低，并且采用良導(dǎo)體地線或加裝耦合線的措施，通常能使沿線的通信線路的危險(xiǎn)影響水平滿足要求。

　　無線電干擾的實(shí)質(zhì)是在電暈過程中出現(xiàn)一些有害的、頻帶相當(dāng)寬的電磁波，干擾無線電通信，同塔多回線路的無線電干擾(RI)同樣取決于導(dǎo)線的電暈放電。根據(jù)無線電干擾的形成機(jī)理，多回路的綜合RI值可以由各回路值進(jìn)行合成：

　　N∑=201g(El2+ E22，+…+En2)0.5

　　式中，El、E2、…En分別為同塔l回、2回、…n回線的導(dǎo)線表面最大電位梯度有效值，kV/m。

　　經(jīng)計(jì)算分析，多回路無線電干擾頻譜與單回路是一致的。一般距邊導(dǎo)線20m處的干擾電平比雙回路(同電壓等級)大3～4dB，干擾影響范圍比雙回路也大一些，但都低于50dB的限值。

　　高壓線路的地面場強(qiáng)是考察電磁環(huán)境的一個重要指標(biāo)，表l為國外的一些要求。

　　表1部分國家線路下離地1m處最大場強(qiáng)kv/m

　　國家 日本(500 kV ) 法國(400 kV )

　　居民區(qū) 3 5.1

　　非居民區(qū) 5

　　部分對高壓線路下場強(qiáng)限制非常嚴(yán)格，規(guī)定途經(jīng)非居民區(qū)的500kV線路導(dǎo)線對地距離不得小于17m，以確保場強(qiáng)控制在允許范圍內(nèi);法國認(rèn)為線路在保證對跨越物正常絕緣的條件下，場強(qiáng)已不會高到影響人體健康。

　　根據(jù)歐共體(EG)委員會現(xiàn)行的EMV標(biāo)準(zhǔn)，對電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度限值的規(guī)定為：公眾電場強(qiáng)度極限值10kV/m。裝配工人的電場強(qiáng)度極限值30kV/m(頻率50Hz)：公眾磁感應(yīng)強(qiáng)度極限值約600μT，裝配工人磁感應(yīng)強(qiáng)度極限值l100μT。

　　對比我國的電磁場計(jì)算結(jié)果，多回路線下電場強(qiáng)度與歐共體要求相當(dāng)，而我國多回路磁感應(yīng)強(qiáng)度的峰值僅46μT，遠(yuǎn)小于歐共體要求極限值。

　　5、同塔多回路技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　　當(dāng)路徑狀況和其他設(shè)計(jì)條件相同時，同塔四回路和2個雙回路的導(dǎo)線耗量相同，地線節(jié)約2根。但多回路增加了一部分絕緣子，因此電氣工程量基本相同，主要差異取決于鐵塔和基礎(chǔ)。

　　由于多回路鐵塔重量和所承受的荷載增加，在大多數(shù)情況下，其基礎(chǔ)工程量比2個雙回路要多。通過分析比較得出，四回路的本體造價(jià)高于2個雙回路。只有在走廊費(fèi)用超過或接近線路本體造價(jià)的增量時，四回路才顯出經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性。

　　6、同塔多回路的應(yīng)用前景

　　同塔多回路在國內(nèi)一些地區(qū)已得到關(guān)注和運(yùn)用。從已建成的同塔多回路的運(yùn)行情況分析，省內(nèi)、省外的大量同塔多線路均未發(fā)生安全事故，包括雷擊跳閘、絕緣閃絡(luò)等線路故障也沒有比常規(guī)線路明顯增加的跡象。

　　從電網(wǎng)建設(shè)的遠(yuǎn)景來看，線路不斷增多，走廊越來越緊張。特別是由于規(guī)劃部門對土地審批越來越嚴(yán)格，線路通道在很多地區(qū)已經(jīng)成為影響電網(wǎng)建設(shè)的主要因素。由于采用同塔多回線路可充分利用線路走廊，其應(yīng)用必然不斷增加，因此同塔多回線路也不斷增加。從環(huán)境保護(hù)和節(jié)約土地資源等綜合社會效應(yīng)等方面統(tǒng)籌考慮，同塔多回路具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　參考文獻(xiàn)：

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