汪晶毅，朱映潔，潘春平

(中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，廣東 廣州 510663)

國內外架空輸電線路電氣間隙設計對比

汪晶毅，朱映潔，潘春平

(中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，廣東 廣州 510663)

通過選取中國、IEC、歐洲、CIGRE的設計標準和研究成果，總結了各標準在工頻電壓、暫時過電壓、操作過電壓、雷電過電壓和帶電作業(yè)工況下的耐受電壓確定方法和電氣間隙計算方法。按照各國設計標準分別計算了110～750 kV各電壓等級線路在工頻、操作、雷電和帶電作業(yè)下的相地、相間電氣間隙值，并結合算例對各標準下的500 kV線路塔頭間隙圓圖進行對比，分析了電氣間隙計算值和塔頭尺寸上存在較大差異的主要原因。根據(jù)研究成果和國外標準的設計、運行經(jīng)驗，對我國在電氣間隙計算和外絕緣設計上的標準改進完善提出了建議。

架空輸電線路；放電電壓；電氣間隙；相地；相間

輸電線路的電氣間隙取值是塔頭尺寸大小的重要影響因素，同時也決定了交叉跨越距離，是線路設計的重要一環(huán)，影響工程投資的高低。近年來隨著國際業(yè)務的開拓，國內企業(yè)已開始廣泛承接海外架空輸電線路設計工作，但海外項目采用的線路設計標準多樣，國內外標準在電氣間隙取值上存在較大差異，有的工程項目在電氣間隙上取值不合理，直接影響了國內企業(yè)參與海外工程的競爭力。因此有必要開展電氣間隙的對比工作，指導海外工程的設計，同時也有助于我國相關標準的改進和完善。

目前國內外線路設計標準的對標工作已較為深入和全面，文獻[1-5]分別選取我國標準GB 50545—2010、DL/T 5154—2002和美國標準ASCE 74-2009、國際電工委員會標準IEC 60826:2003、歐洲標準BS EN 50341:2001、英國標準BS 8100以及日本標準JEC 127—1979，對線路的風荷載設計包括線條風荷載和鐵塔風荷載進行研究，比較了基本風速、體型系數(shù)、高度變化系數(shù)等參數(shù)選取的差異，并結合算例對輸電線路的風荷載進行計算和對比。上述文獻的對比工作均側重于鐵塔設計時的風荷載設計方法和參數(shù)選取，對電氣間隙計算方法及取值差異未有研究，也未見相關文獻報道。

本文選取中國標準[6-10](以下簡稱“國標”)，International Electrical Commission標準[11-14](以下簡稱“IEC”)，歐洲標準[15-16](以下簡稱“歐標”)、International Conference on Large High Voltage Electric System研究報告[17-19](以下簡稱“CIGRE”)等主要的標準規(guī)范和資料，對工頻電壓、雷電過電壓、操作過電壓、帶電作業(yè)等工況下的電氣間隙計算方法進行了總結，對各工況下的相地、相間電氣間隙要求值進行了對比，并分析了對塔頭尺寸的影響。根據(jù)標準對比情況，對我國線路電氣間隙設計方法的改進和完善進行了探討。研究成果將有助于深入理解國外架空線路電氣間隙設計的方法，分析國內外設計標準的異同，從而提高設計水平，提升海外工程的競爭力。

1 電氣間隙計算方法

各標準確定電氣間隙的計算思路相近，首先確定各工況下間隙的放電電壓Upf、Usf、Uff、Ulw(分別代表工頻放電電壓、操作沖擊放電電壓、雷電沖擊放電電壓、帶電作業(yè)工況下的放電電壓)，然后根據(jù)實驗曲線或經(jīng)驗公式求得電氣間隙值。IEC[11]推薦的操作和雷電過電壓下的間隙計算方法首先根據(jù)線路間隙的年閃絡概率、降低因子、過電壓次數(shù)、過電壓累計時間和線路全年運行時間計算出放電統(tǒng)計概率，據(jù)此確定統(tǒng)計因子，進而確定90%放電電壓；對操作過電壓分別考慮開關操作過電壓和重合閘過電壓；文獻[11]還給出了暫時過電壓下的間隙計算方法，但未涉及工頻電壓下的計算。歐標在計算操作過電壓時統(tǒng)計配合因子Kcs直接采用1.05，對應線路故障的概率為10-3量級，雷電和工頻未考慮統(tǒng)計配合因子；CIGRE在計算工頻、操作和雷電時均未考慮統(tǒng)計配合因子。在帶電作業(yè)間隙計算時，各標準均考慮了統(tǒng)計因子。以下分別從間隙放電電壓、海拔修正和電氣間隙計算分別對各標準進行對比。

1.1 間隙放電電壓

除IEC外，其他標準均考慮了工頻電壓下的間隙放電電壓，但未考慮暫時過電壓下的間隙放電電壓，IEC恰恰相反。

1.1.1 各標準對各工況下相地的間隙放電電壓計算

上述各式中：Um為系統(tǒng)最高運行電壓(峰值)；Usf為沿線2%統(tǒng)計操作過電壓；U50%,is,ff為絕緣子串50%雷電沖擊放電電壓；k為配合系數(shù)，GB50545對750kV線路k取0.8，GB/T50064對110～500kV線路k取0.85；ks為統(tǒng)計安全因子，可取1.1；ke為相地2%統(tǒng)計過電壓倍數(shù)；Us為系統(tǒng)最高運行電壓(有效值)；UT為暫時過電壓(峰值)；spf為暫時過電壓下的變異系數(shù)，典型值為0.03～0.04；(1+4spf)為偏離因子，根據(jù)IEC61865算例給出；U2,sf為操作過電壓下沿線2%統(tǒng)計過電壓；ssf為操作過電壓下的變異系數(shù)，典型值為0.05；Ks,sf為操作過電壓下的統(tǒng)計因子，與線路放電概率相關，可按IEC61865查表或IEC60071-2查圖取值；U2,ff為雷電過電壓下沿線2%統(tǒng)計過電壓；sff為雷電過電壓下的變異系數(shù)，典型值為0.03；Ks,ff為雷電過電壓下的統(tǒng)計因子，與線路放電概率相關，可按IEC61865查表或IEC60071-2查圖取值；DLT為間隙距離；Kg,ff,is為雷電過電壓下的間隙因子；Ks為統(tǒng)計安全因子，取1.0～1.1；ue2為相地2%統(tǒng)計過電壓(標幺值)；Ue2%,sf為沿線相地2%統(tǒng)計操作過電壓，一般由設備在操作過電壓下的標準絕緣耐受水平直接確定；Kcs為統(tǒng)計配合因子，取1.05；dis為絕緣子串的間隙距離；Kz,ff為偏離因子；Kg,ff,is為絕緣子串在雷電過電壓下的間隙因子；U90%,is,ff也可由設備在雷電過電壓下的標準絕緣耐受水平直接確定；K′cs為統(tǒng)計安全因子取1.1；u′e2為帶電作業(yè)時的相地操作過電壓倍數(shù)；σ為標偏，假定為6%。

1.1.2 各標準各工況下相間的間隙放電電壓計算

表1 基于90%放電電壓下的大氣修正因子(IEC)

海拔高度/m不同放電電壓的大氣修正因子<199kV200～399kV400～599kV600～799kV800～999kV1000～1199kV>1200kV010001000100010001000100010001000990099209930995099609980999300097009750980098409880992099550009500958096609730980098509911000090109160931094409550966097615000853087508940912092809430956200008070833085708790899091709332500076307920820084508680888090830000720075207820810083508580880

表2 基于配合耐受電壓下的大氣修正因子(歐標)

海拔高度/m不同耐受電壓下的大氣修正因子≤200kV201～400kV401～700kV701～1100kV>1100kV010001000100010001000100099409950997099809993000982098509900993099650009700975098209870992100009380946095909700978150009040915093409480960200008700883090609230938250008340849087508960913300007980815084408670885

1.2 海拔修正

當線路位于高海拔地區(qū)時，由于氣象條件發(fā)生變化，空氣間隙放電電壓會降低，各標準均提出間隙計算時需考慮海拔修正。

國標提出按式(1)考慮海拔修正系數(shù)Ka[6]：

(1)

式中：H為海拔高度，m；m為海拔修正因子，工頻、雷電電壓海拔修正因子m=1，操作過電壓海拔修正因子可按圖1中的曲線a(相對地絕緣)、c(相間絕緣)取值。

圖1 海拔修正因子與放電電壓的關系

IEC提出海拔修正系數(shù)基于90%放電電壓和海拔高度進行取值[14]，見表1。

歐標提出大氣修正因子同樣根據(jù)海拔高度和配合耐受電壓取值，其數(shù)值與IEC推薦值略有差異，見表2[15]。

CIGRE提出海拔修正按式2計算[19]。

(2)

式中，m取0.7～1.0。

1.3 電氣間隙計算

1.3.1 各標準各工況下相地的間隙要求值計算

IEC：暫時過電壓Dpe,pf=1.65[exp(U50%,pf/(750kaKg,pf))-1]；操作過電壓Dpe,sf=2.71[exp(U50%,sf/(1 080 kaKg,sf))-1]；雷電過電壓Dpe,ff=U50%,ff/(530kaKg,ff)；帶電作業(yè)Dpe,lw=2.17[exp(U90%,lw/(1 080Kt))-1]+F。

GIGRE：工頻電壓Dpe,pf=(Us/(350kαkaKg,pf))N；操作過電壓Dpe,sf=2.17[exp(Umax,sf/(918kaKg,sf))-1]；雷電過電壓Dpe,ff=U50%,ff/(490Kg,ff)；帶電作業(yè)Dpe,lw=2.17[exp(U50%,lw/(1 080KCdCwCa))-1]+F。

上述各式中：ka為海拔修正因子；Kz,pf、Kz,sf、Kz,ff分別為工頻電壓(暫時過電壓)、操作過電壓和雷電過電壓下的偏離因子，歐標分別取0.910、0.922、0.961；Kg,pf、Kg,sf、Kg,ff分別為相地工頻電壓、操作過電壓和雷電過電壓下的間隙因子，導線對塔窗時，歐標分別取1.14、1.25、1.07，導線對塔身時分別取1.22、1.45、1.12，CIGRE取值與歐標相同，對Kg,pf，CIGRE也可取默認值1.25，IEC的Kg,sf在缺少資料的情況下可取1.2，相應的Kg,pf、Kg,ff分別為1.12、1.05；K為間隙系數(shù)，取值詳見GB50545；kt為國標中帶電作業(yè)工況下的綜合因子，kt= kdkgka，其中kd為標準偏差因子，一般取0.936，kg為間隙因子，對相地一般取1.0～1.2，ka可參考表3取值；Kt為IEC中帶電作業(yè)工況下的綜合因子，Kt=kskgkakfki，其中ks為標準偏差因子，一般取0.936，kf為中間電位導體影響系數(shù)，ki為損壞的絕緣子因子，對無需更換絕緣子的帶電作業(yè)工況可取1.0；F為作業(yè)間隙中處于中間電位的導體在間隙軸線上的投影長度；kα為預期保證率，在90%保證率和9%變異系數(shù)下可取0.88；N為常數(shù)，Us≤400kV時N=1，Us>400kV時N=1.67；K為間隙因子，相地間隙常用值1.2；Cd為損壞的絕緣子因子；Cw為中間電位導體影響系數(shù)；Ca為GIGRE中的大氣因子，按式2計算。

1.3.2 各標準各工況下相間的間隙要求值計算

國標：暫時過電壓和操作過電壓均由試驗曲線確定；帶電作業(yè)Dpp,lw=2.17[exp(U90%,lw/(1 080 kt))-1]。

IEC：帶電作業(yè)Dpp,lw=2.17[exp(U90%,lw/(1 080 kt))-1]+F。

操作過電壓Dpp,sf=2.174[exp(1.4U90%,sf/(1 080kaKz,sfKg,sf))-1]；雷電過電壓Dpp,ff=1.2U90%,ff,is/(530kaKz,ffKg,ff)；帶電作業(yè)同IEC計算方法。

GIGRE：工頻電壓Dpp,pf=(Us/(350kαkaKg,pf))N；操作過電壓Dpp,sf=2.17[exp(1.4Um ax,sf/(918kaKg,sf))-1]；雷電過電壓Dpp,ff=1.2U50%,ff/(490Kg,ff)；帶電作業(yè)Dpp,lw=2.17[exp(U50%,lw/(1 080KCdCwCa))-1]+F。

表3 各標準下的相地電氣間隙值對比①m

Ur/kVUs/kV國標工頻操作雷電帶電IEC②工頻操作③雷電帶電歐標②工頻操作雷電帶電CIGRE②工頻操作雷電帶電1101260250701010039—099083024—085083037—0860992202520551451918074—208220044—181212074—181249330363090195232210632825822506122621122310626922326250055013027033321684623402660903032792942223712953547508001904004240267759461378134471377386415591399506

①IEC、歐標和CIGRE間隙因子均按導線對塔身間隙考慮，國標的間隙值為邊相I串的間隙要求值；計算時取中間電位導體占位長度為0.5 m，但為與國標規(guī)定值作對比，IEC、歐標和CIGRE的帶電作業(yè)間隙值均不含中間電位導體占位長度和人體活動范圍；②IEC 61865未給出工頻電壓下電氣間隙的計算公式，本列采用該標準中計算暫時過電壓下間隙的方法計算工頻電壓下的電氣間隙，以作對比；另外IEC、歐標和CIGRE對最高運行電壓Us≤245 kV(額定運行電壓Ur≤230 kV)線路可不考慮操作過電壓下的絕緣要求，未指定相應的標準絕緣水平，因此未給出相關計算結果；③統(tǒng)計因子取1.04，對應的操作過電壓下線路放電概率為10-3量級。

表4 各標準下的相間電氣間隙值對比①m

Ur/kVUs/kV國標工頻②操作③雷電帶電④IEC⑤工頻操作雷電帶電歐標工頻操作雷電帶電CIGRE工頻操作雷電帶電1101260512/11—091———109037—098118048—0991302202520924/21—212———253071—206256097—2092863303631634/30—250———2841003152452751403862593105005502252/46—407———3861554413233793505513424647508002877/54—666———684241721438591653933463776

①帶電作業(yè)相間電氣間隙值計算時，IEC、歐標、CIGRE取相間2%統(tǒng)計過電壓(標幺值)up2=1.35ue2+0.45，國標取up2=1.33ue2+0.4，式中ue2為相地2%統(tǒng)計過電壓(標幺值)；②根據(jù)GB 50545的條文解釋，對工頻相間間隙國標計算的為工頻過電壓下的間隙值；③“/”前的數(shù)據(jù)適用于塔頭，“/”后的數(shù)據(jù)適用于檔中；④根據(jù)GB/T 19185計算得到；⑤I EC 61865未給出暫時過電壓、操作和雷電過電壓下相間電氣間隙計算方法和參數(shù)。

上述各式中：Kz,pf、Kz,sf、Kz,ff歐標分別取0.961、0.922、0.910；Kg,pf、Kg,sf、Kg,ff歐標分別取1.26、1.6、1.16；CIGRE取值與歐標相同，對Kg,pf也可取默認值1.65；kg對相間一般取1.45；K對于相間間隙常用值為1.6。

2 電氣間隙對比

基于上述總結分析，分別采用IEC、歐標和CIGRE方法對國內常規(guī)的110～750 kV電壓等級各設計工況下的相地、相間電氣間隙進行計算，結果見表3、表4。為便于對比，表中也列出國標GB 50545對上述電壓等級線路間隙的取值要求。計算時，海拔高度取1 000 m；操作過電壓和雷電過電壓下取文獻[8]和[12]推薦的標準絕緣水平，330～750 kV相地2%統(tǒng)計操作標準耐受電壓分別為950 kV、1 175 kV、1 550 kV(根據(jù)文獻[8]和[12]，系統(tǒng)最高運行電壓Us≤245 kV(相應的額定電壓Ur≤230 kV)時絕緣配合可不考慮操作過電壓)；雷電過電壓下110～750 kV雷電標準耐受電壓分別為450 kV、950 kV、1 175 kV、1 550 kV、2 100 kV；110～750 kV在各標準下的帶電作業(yè)相地操作過電壓倍數(shù)分別為3、3、2.2、2、1.8[7,10]。

對比表3各標準下的相地電氣間隙計算結果，工頻間隙方面歐標最小，國標略大，IEC由于偏離因子取值較大、海拔修正因子較小，故工頻間隙值較大；CIGRE的工頻電氣間隙計算公式與IEC和歐標有較大差異，在330 kV及以下電壓等級時其計算結果與IEC計算值相近，但對500 kV和750 kV，CIGRE方法計算的電氣間隙值明顯偏大；操作間隙方面，國標值最小，由于海拔修正因子和間隙因子取值較小，故IEC操作間隙值較歐標值偏大，而CIGRE的海拔修正因子與IEC接近，間隙因子取值與歐標相同，其計算值位于歐標值和IEC值之間；雷電間隙方面，CIGRE不考慮海拔修正，IEC海拔修正因子和間隙因子偏小，雷電間隙值從小到大為歐標值

對比表4各標準下的相間電氣間隙計算結果，與相地間隙對比結果類似，CIGRE在較高電壓等級如500 kV、750 kV下的工頻、操作電壓值均明顯偏大，各電壓下的帶電作業(yè)間隙均是CIGRE最大，工頻間隙歐標值最小，歐標和CIGRE的雷電間隙值較為接近，國標在110～330 kV下的帶電作業(yè)間隙最小，歐標在500～750 kV下的帶電作業(yè)間隙最小。

導致各標準在電氣間隙計算值上的較大差異，主要有以下三方面原因：一是作為計算輸入條件的放電電壓的差異；其次，放電電壓與間隙距離函數(shù)關系的不同，如國標的工頻、操作、雷電和CIGRE的工頻間隙計算表達式與其他標準不同，故計算結果上會有一定差異；第三，系數(shù)取值上的差異，如4個標準在計算帶電作業(yè)間隙時，其函數(shù)形式上是一致的，但是由于間隙因子、海拔修正因子、統(tǒng)計安全因子、綜合因子等變量的涵義和取值不同，導致了計算結果上的較大差異。另外需要說明的是，IEC在電氣間隙計算時是根據(jù)線路不同放電統(tǒng)計概率要求下對應的統(tǒng)計因子，確定90%放電電壓；而歐標和CIGER則根據(jù)設備的標準絕緣水平選擇線路的90%放電電壓，由此造成90%放電電壓值上二者會有較大差異。本文為了便于各標準間的橫向對比，在90%放電電壓的選擇上對IEC、歐標和CIGRE均統(tǒng)一采用文獻[12]推薦的標準絕緣水平，由此計算操作和雷電下的電氣間隙值。

3 對塔頭尺寸的影響

塔頭間隙圓設計時，各標準考慮的風偏工況不完全一致，但總的來說不外乎考慮絕緣子串在大風、雷電、操作或帶電作業(yè)工況下的搖擺角度。相應地各工況下線路帶電部分對鐵塔接地構件的電氣間隙要分別滿足工頻間隙、雷電間隙、操作間隙、帶電作業(yè)間隙。由于風偏工況及電氣間隙值的差異，對塔頭尺寸就有了顯著的影響。

3.1 風偏工況

表5給出了各標準在間隙圓設計時需要考慮的風偏工況。雖然有的標準在塔頭設計時并未考慮所有工況，但仍給出了各工況下的電氣間隙計算方法，以便進行檔中線間距、鄰近障礙物或交叉跨越時的電氣間隙校驗。

表5 各標準塔頭設計時的風偏工況①

標準類別大風工況操作工況雷電工況帶電作業(yè)國標√√√√IEC√②√②√②×歐標√√③√③×CIGRE√√④√④×

①“√”表示風偏設計時考慮該工況，“×”表示風偏設計時不考慮該工況；除國標外，其他標準在塔頭設計時均未考慮帶電作業(yè)工況，帶電作業(yè)間隙值僅用于帶電作業(yè)時的間隙校驗；②IEC對Us≤245 kV(Ur≤230 kV)的線路絕緣配合時考慮暫時過電壓和雷電過電壓，Us>245 kV(Ur>230 kV)線路考慮雷電過電壓和操作過電壓；③歐標在校驗塔頭間隙時，操作和雷電合為同一種工況，風速相同，取兩個工況下的最大間隙值；④CIGRE在校驗間隙時，對Us≤245 kV(Ur≤230 kV)的線路絕緣配合時考慮工頻電壓和雷電過電壓，Us>245 kV(Ur>230 kV)線路考慮工頻電壓和操作過電壓。

3.2 塔頭間隙圓對比

根據(jù)表3的計算結果，結合國內外標準中塔頭風偏設計的對比研究成果和絕緣子串風偏搖擺角的計算，不考慮塔身坡度和間隙裕度，給出了500 kV線路各標準下的塔頭間隙圓尺寸，如圖2所示。

注：絕緣子串搖擺角計算時取導線型號4×JL/G2A-720/50，單根子導線直徑0.036 23 m，單重2.397 7 kg/m，子導線分裂間距0.5 m；線路50年重現(xiàn)期10 m高的基本風速為32.7 m/s；水平檔距、垂直檔距均取600 m；導線平均高度取20 m；絕緣子串重300 kg，絕緣子串受風面積1.5 m2，絕緣子串平均高取30 m，串長6 m；國標雷電間隙按GB 50545中規(guī)定的3.3 m取值，未考慮雷電過電壓下對單回路加強絕緣及雙回路的平衡高絕緣；歐標雷電/操作下間隙校驗時，電氣間隙值考慮間隙折減系數(shù)k1取0.75；IEC對電氣間隙主要用于校驗工況，在桿塔設計時的絕緣子串風偏搖擺角計算尚未見到相關文獻報道，為便于比較，IEC的絕緣子串搖擺角與CIGRE相同取值；圖中間隙值及塔頭尺寸單位均為m。圖2 各標準下的塔頭間隙圓圖

從圖2各標準下的間隙圓和塔頭尺寸對比來看，各國電氣間隙值差異較大，但是對塔頭橫擔長度和層間距的影響并非與電氣間隙值呈正相關關系，還需要結合絕緣子串的風偏搖擺角綜合比較。如歐標的大風間隙小于國標(0.9 m<1.3 m)，操作/雷電間隙在考慮間隙折減系數(shù)后也小于國標(2.27 m<2.7 m)，但是各工況下的絕緣子串搖擺角比國標明顯偏大，導致按歐標繪制的塔頭橫擔長度要明顯長于國標(6.27 m>5.71 m)；而國標由于考慮了帶電作業(yè)間隙和人體活動范圍，故層間距尺寸則明顯大于歐標。對IEC和CIGRE的間隙圓圖，由于工頻電壓和操作過電壓下的電氣間隙值明顯較國標大，在風偏校驗時又未考慮間隙折減，故塔頭尺寸均較國標和歐標偏大，IEC要求的層間距最大，而CIGRE要求的橫擔最長?；谙嗤斎霔l件的間隙圓圖對比，在本算例中國標和歐標的塔頭尺寸是較小的，而IEC和CIGRE的塔頭尺寸偏大。

除國標外，其他標準在塔頭間隙圓繪制時均不考慮帶電作業(yè)工況，帶電作業(yè)間隙僅作為校驗用，帶電作業(yè)的方式應根據(jù)塔頭尺寸靈活選擇。國內的特高壓線路設計和±500 kV直流線路設計時，均要求帶電作業(yè)不控制塔頭尺寸，而按照現(xiàn)行GB 50545要求，對較低電壓等級的線路，帶電作業(yè)會控制塔頭尺寸，因此可參考特高壓線路和國外線路設計經(jīng)驗，建議對塔頭間隙圓不考慮帶電作業(yè)工況。

總的來說，IEC、歐標和CIGRE在計算線路電氣間隙時，其依據(jù)的函數(shù)表達式單一，計算結果橫向對比較為簡單直接，也便于設計執(zhí)行和工程應用。而國內為滿足超、特高壓線路設計和建設的需要，多年來已開展了深入的線路外絕緣實驗，積累了大量的數(shù)據(jù)。但是另一方面也給線路設計帶來了困擾。放電電壓與間隙距離的函數(shù)表達式不唯一，同時也有大量的試驗曲線可供選擇，而根據(jù)不同的函數(shù)關系和試驗曲線得到的計算結果差異較大，對設計指導性不強。另外，國內不同的標準如GB 50545、GB 311.2和GB/T 50064，對電氣間隙計算方法和要求值也不一致。因此有必要對國內已有的線路外絕緣數(shù)據(jù)和成果進行總結歸納，提出實用性好的權威成果，統(tǒng)一線路設計標準。

4 結論

通過總結中國、IEC、歐洲、CIGRE等國內外標準在工頻電壓、暫時過電壓、操作過電壓、雷電過電壓和帶電作業(yè)工況下的耐受電壓和電氣間隙計算方法，對各標準、各工況下的相地、相間電氣間隙計算及數(shù)值進行了較為全面的對比。并結合算例繪制了各標準下500 kV線路的塔頭間隙圓，分析了電氣間隙計算值和塔頭尺寸上存在較大差異的主要原因，結論如下。

a) 各標準確定電氣間隙的計算思路相近，首先確定各工況下間隙的放電電壓值，然后根據(jù)試驗曲線或經(jīng)驗公式求得電氣間隙值。

b) 導致各標準在電氣間隙計算值上較大差異的原因主要有間隙放電電壓的差異，間隙放電電壓與間隙距離函數(shù)關系的不同，即使函數(shù)形式一致，但由于所包含變量的含義和取值不同，也帶來了計算結果上的較大差異。

c) 基于給定的輸入條件，按各標準繪制了500 kV線路的塔頭間隙圓，在本算例中，國標和歐標的塔頭尺寸較小，而IEC和CIGRE的塔頭尺寸偏大。

d) 參考國內特高壓線路和國外線路設計經(jīng)驗，塔頭間隙圓可不考慮帶電作業(yè)工況，帶電作業(yè)方式根據(jù)塔頭尺寸進行靈活選擇。

需要指出的是，為滿足超、特高壓線路設計和建設的需要，國內多年來已開展了深入的線路外絕緣實驗，積累了大量的數(shù)據(jù)，有必要對已有的數(shù)據(jù)和成果進行總結歸納，提出權威的各工況下放電電壓與間隙距離的函數(shù)表達式或試驗曲線，便于指導線路外絕緣設計，統(tǒng)一設計標準，從而提高我國設計標準的權威性和實用性。

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(編輯 查黎)

Designs Comparison for Electric Clearance of Overhead Transmission Lines Between Domestic and Abroad Criteria

WANG Jingyi, ZHU Yingjie, PAN Chunping

(Guangdong Electric Power Design Institute of China Energy Group, Guangzhou, Guangdong 510663, China)

According to design criteria of China, IEC, Europe and GIGRE and corresponding research reports, determination methods for withstand voltage in each criterion under different working conditions including power frequency voltage, transient overvoltage, switching overvoltage, lightning overvoltage and live working are summarized, and calculation methods for electric clearance under different working conditions are studied as well. Based on design criterion of each country, it respectively calculates phase-to-earth and phase-to-phase electric clearance values of 110～750 kV lines under different working conditions of power frequency voltage, switching overvoltage, lightning overvoltage and live working. Combining examples, it compares circle diagrams of tower head clearance of 500 kV line under each criterion and analyzes main reasons for large differences between calculation values of electric clearance and tower sizes. According to research achievements, design and operational experiences in domestic and at abroad, suggestions are presented for China’s criterion in improving calculation on electric clearance and designing external insulation.

overhead transmission line; discharge voltage; electric clearance; phase-to-earth; phase-to-phase

2016-05-12

2016-08-15

10.3969/j.issn.1007-290X.2016.12.023

TM726.3

A

1007-290X(2016)12-0127-08

汪晶毅(1981)，男，安徽舒城人。高級工程師，工學博士，從事輸電線路的設計研究工作。

朱映潔(1981)，女，湖南邵陽人。工程師，工學碩士，從事輸電線路的設計研究工作。

潘春平(1960)，男，廣東潮陽人。高級工程師，工學學士，從事輸電線路的設計研究工作。