王大平，高 任，薛炳磊

（1.山東電力工程咨詢?cè)河邢薰?，山東 濟(jì)南 250061；2.中國(guó)水利電力對(duì)外有限公司，北京 100120；3.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，山東 濟(jì)南 250021）

0 引言

當(dāng)前國(guó)內(nèi)電力工程設(shè)計(jì)市場(chǎng)持續(xù)萎縮，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)殘酷，海外輸電線路工程已經(jīng)成為工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，隨著我國(guó)海外輸電線路設(shè)計(jì)市場(chǎng)的不斷拓展，所執(zhí)行合同中的工程建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，逐漸成為合作與發(fā)展的栓桔與矛盾的焦點(diǎn)。因此，遵循某些共同的規(guī)則，是國(guó)際工程成功合作的基礎(chǔ)。國(guó)際上，歐美等國(guó)一貫致力于區(qū)域性國(guó)際合作，不斷形成區(qū)域性國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并與聯(lián)系緊密，而我國(guó)則完全采用國(guó)標(biāo)體系。應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，歐美標(biāo)準(zhǔn)以其先進(jìn)的科技水平、完善的理論體系及縝密的邏輯關(guān)聯(lián)，在國(guó)際上享有較高的地位，其影響力甚至高于“國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)”，常被稱為國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)證明，掌握和理解海外工程設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)海外工程設(shè)計(jì)中與國(guó)際設(shè)計(jì)理念接軌、滿足業(yè)主要求、保證工程質(zhì)量、降低工程造價(jià)，成為當(dāng)前海外工程開拓工作的迫切需要。

1 標(biāo)準(zhǔn)介紹及研究目的

1.1 標(biāo)準(zhǔn)介紹

BS EN 50341 《Overhead Electrical lines Exceeding AC 45 kV Part 1：General requirements-Common specification》［1-2］標(biāo)準(zhǔn)是在英國(guó)電工行業(yè)政策和策略委員會(huì)的指導(dǎo)下編寫，并由標(biāo)準(zhǔn)政策和策略委員會(huì)授權(quán)出版。此標(biāo)準(zhǔn)由CENELEC（歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)）于2001年1月1日批準(zhǔn)。CENELEC 成員必須遵守CEN／CENELEC 有關(guān)原樣賦予此歐洲標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)地位的約定條件的內(nèi)部條例規(guī)定。

該版本為英語版，旨在作為歐洲電工界基礎(chǔ)性的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；此標(biāo)準(zhǔn)共有3 種正式版本（英文、法文、德文），任何由CENELEC 成員負(fù)責(zé)將其翻譯成本國(guó)語言的其他語言版本，經(jīng)通報(bào)中央秘書處，均可獲得與官方版本同等的效力。BS EN 50341 標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是為歐洲各國(guó)架空輸電線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的制定采用可靠度理論和概率或半概率方法提供一個(gè)大體的框架。主要內(nèi)容是展現(xiàn)輸電線路設(shè)計(jì)的思路和方法，把線路設(shè)計(jì)需要考慮的各個(gè)方面細(xì)化到每個(gè)章節(jié)。

BS EN 50341 標(biāo)準(zhǔn)所對(duì)應(yīng)對(duì)比的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為《110～750 kV 架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50545-2010）［3］。

1.2 研究目的

BS EN 50341 為應(yīng)用較廣泛的國(guó)際線路設(shè)計(jì)規(guī)范，多應(yīng)用于歐洲國(guó)家線路工程設(shè)計(jì)。GB50545 則是國(guó)內(nèi)輸電線路設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，兩者應(yīng)用范圍不同。在具體工程中，應(yīng)根據(jù)業(yè)主要求采用不同標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)措施。

由于在荷載、間隙等方面的設(shè)計(jì)理念存在差異，兩規(guī)范的對(duì)比很難做多絕對(duì)的量化。本文僅分析BS EN 50341 標(biāo)準(zhǔn)與GB 國(guó)標(biāo)規(guī)范的不同之處，重點(diǎn)比較兩者在線條風(fēng)荷載各個(gè)因數(shù)取值的不同，說明兩者的差異，并試圖理清相關(guān)設(shè)計(jì)思路，指出國(guó)際線路工程投標(biāo)或設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的重點(diǎn)問題。

2 對(duì)標(biāo)內(nèi)容

2.1 基本風(fēng)速取值

差異：GB50545［4］規(guī)范對(duì)于基本風(fēng)速（風(fēng)壓）的取值原則為離地面10 m 高、10 min 平均時(shí)距，區(qū)別是BS EN 50341 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)10 m 高、10 min 時(shí)距平均風(fēng)速考慮的同時(shí)，也考慮了瞬時(shí)風(fēng)速3 s 陣風(fēng)的情況，并且給出了兩種風(fēng)速互相換算的公式； 并且在計(jì)算風(fēng)壓時(shí)應(yīng)根據(jù)海拔高度和溫度考慮單位空氣質(zhì)量和風(fēng)壓校正系數(shù)。運(yùn)用BS EN 50341 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算基準(zhǔn)風(fēng)速（風(fēng)壓）時(shí)，應(yīng)注意落實(shí)采用何種風(fēng)速，并注意大風(fēng)工況的溫度，以及線路海拔高度，以便校正基準(zhǔn)風(fēng)壓。

2.2 地形地貌和高度對(duì)風(fēng)壓的影響

差異： 國(guó)內(nèi)外規(guī)范計(jì)算風(fēng)壓時(shí)均應(yīng)考慮高度變化系數(shù)，并在系數(shù)中考慮地面粗糙度的影響，且均采用指數(shù)公式。經(jīng)比較，在常用的B 類地貌情況下，兩標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓高度變化系數(shù)較為接近。對(duì)于A、C、D 類地貌，BS EN 50341 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)注意考慮地形系數(shù)KR。國(guó)外工程設(shè)計(jì)采用BS EN 50341 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)，應(yīng)特別注意確定地形為哪一類粗糙度，如果忽略了地形系數(shù)KR，直接套用B 類地形，則會(huì)造成A 地形下的風(fēng)載載減少約17%，線路將不安全；會(huì)造成C、D類地形下的風(fēng)載載分別增加約28%和55%，造成價(jià)格虛高失去投標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)力，或者造成投資極大浪費(fèi)。

2.3 風(fēng)荷載體型系數(shù)（阻力系數(shù)）

差異：BS EN 50341：4.2.2.4 條款中確定了導(dǎo)線阻力系數(shù)（體型系數(shù)）的取值原則。對(duì)于圓絞線和正常設(shè)計(jì)風(fēng)速下導(dǎo)、地線體型系數(shù)取1.00。

GB50545：10.1.18 的條文中確定了空氣動(dòng)力系數(shù)（體型系數(shù)）的取值原則。線條風(fēng)荷載體型系數(shù)C與線徑d 有關(guān)：d＜17 mm，C＝1.2；d≥17 mm，C＝1.1。我國(guó)220 kV 及以上高壓送電線路導(dǎo)線直徑一般大于17 mm，故國(guó)標(biāo)中導(dǎo)線風(fēng)載體型系數(shù)較BS EN 50341大于10%。另外，BS EN 50341 規(guī)范中絕緣子串的體型系數(shù)取1.20，而國(guó)標(biāo)中未考慮絕緣子串體型系數(shù)。

2.4 風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)

GB 國(guó)標(biāo)中要求，在計(jì)算500 kV、750 kV 桿塔荷載時(shí)根據(jù)基本設(shè)計(jì)風(fēng)速取值，范圍在1.0～1.3 之間。而BS EN 50341 規(guī)范中無此內(nèi)容

2.5 檔距折減系數(shù)

差異：BS EN 50341：4.2.2.4 條款中確定了檔距折減系數(shù)的取值原則。對(duì)于Ⅱ類地形，檔距小于200 m 時(shí)折減系數(shù)為1；檔距大于200 m 時(shí)，按公式Gc=0.6+80／L 取值；GB50545：10.1.18 的條文中確定了風(fēng)壓不均勻系數(shù)的取值原則。風(fēng)壓不均勻系數(shù)取值按a=0.5+60／Lh 來取值。兩規(guī)范中的系數(shù)均為考慮風(fēng)速最大的陣風(fēng)寬度有限，或?qū)挾扰c風(fēng)速成反比，只是系數(shù)浮動(dòng)范圍和幅度不同。

2.6 氣象重現(xiàn)期與荷載系數(shù)

差異：BS EN 50341：3.2.2 條款中，氣象重現(xiàn)期與電壓等級(jí)有關(guān)，最低不得低于50年，并且標(biāo)準(zhǔn)最高為500年。

GB50545：4.0.1 條文中，氣象（風(fēng)、冰）重現(xiàn)期與電壓等級(jí)有關(guān)，110~330 kV 輸電線路和大跨越線路，風(fēng)荷載的重現(xiàn)期取為30 N；對(duì)于500 kV、750 kV的輸電線路和大跨越線路，風(fēng)荷載的重現(xiàn)期取為50 N。值得注意的是，雖然GB 國(guó)標(biāo)中不需考慮重現(xiàn)期換算系數(shù)，但國(guó)內(nèi)線路設(shè)計(jì)中需考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)（取值1.4），另外重要線路還要考慮重要性系數(shù)（取值1.1）。因此，雖然從荷載取值上看國(guó)內(nèi)規(guī)范往往小于BS EN 50341 標(biāo)準(zhǔn)，但該荷載值僅為標(biāo)準(zhǔn)值（A），考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)和重要性系數(shù)后才是設(shè)計(jì)值（B）：B=A×1.4×1.1=1.54 A。所以按GB 設(shè)計(jì)的鐵塔重量往往重于BS EN 50341 標(biāo)準(zhǔn)的鐵塔。

2.7 斷線張力工況和取值

差異：BS EN 50341：4.2.7 注釋中規(guī)定斷線工況為：正常環(huán)境溫度、無冰、無風(fēng)，并且沒有給出具體的斷線張力取值。

GB50545 中10.1.7-10.1.8 中規(guī)定了斷線工況為有冰、無風(fēng)，并且詳細(xì)給出了各種桿塔在不同地形下的斷線張力百分?jǐn)?shù)。兩個(gè)規(guī)范的斷線工況的溫度、覆冰、風(fēng)速取值不同；GB50545 中提供了詳細(xì)的斷線張力取值，而BS EN 50341 并沒有規(guī)定取值，需在設(shè)計(jì)時(shí)與業(yè)主確認(rèn)后才能使用。

2.8 安裝工和工具附件的作用荷載

差異：BS EN 50341：4.2.6.2 條款中確定了橫擔(dān)上的安裝和維護(hù)荷載不得小于1 kN。

GB50545：10.1.13 中第1 條及其解釋中也規(guī)定人重荷載為1 kN，并且給出了各電壓等級(jí)下的的附加荷載標(biāo)準(zhǔn)值，并且除此之外在提升導(dǎo)地線、絕緣子、金具時(shí)應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)1.1。在桿塔負(fù)荷設(shè)計(jì)時(shí)，GB 提供了詳細(xì)的附加荷載重量，且提升導(dǎo)地線等考慮了1.1 倍的系數(shù)，這個(gè)會(huì)造成安裝、錨線等工況的荷載變大10%，從而塔重也會(huì)相應(yīng)增加。而BS EN 50341 并沒有規(guī)定此取值，只是給出一個(gè)大體的數(shù)值范圍，因此需在設(shè)計(jì)時(shí)與業(yè)主確認(rèn)后才能使用。

2.9 導(dǎo)線對(duì)各種障礙物的距離

差異：BS EN 50341：5.4.3-5.4.5.5 分別規(guī)定了導(dǎo)線與地線、導(dǎo)線與帶電部件、導(dǎo)線與建筑物、鐵路、道路和航道等的最小距離。

GB50545 中第13 章詳述了各電壓等級(jí)導(dǎo)線對(duì)地面、山坡、建筑物、樹木、弱電線路、各種道路、航道扥規(guī)定最小安全距離。

GB50545 直接規(guī)定了各電壓等級(jí)下導(dǎo)線的運(yùn)行溫度下、最大覆冰下的導(dǎo)線弧垂取值要求，并且直接給出了各電壓等級(jí)下的距離要求最小值；BS EN 50341 中并沒有直接給出具體值，需要每個(gè)電壓等級(jí)都要根據(jù)其附錄E 提供的公式來計(jì)算Del 和Dpp，并且最小距離的計(jì)算需至少同時(shí)考慮最高導(dǎo)線溫度、冰荷載、風(fēng)荷載3 種工況下的取值。

3 結(jié)論

1） 從計(jì)算導(dǎo)線荷載角度考慮，BS EN 50341 與GB50545 在方法、思路上存在較大差異。在工程應(yīng)用（設(shè)計(jì)或投標(biāo)）中，應(yīng)根據(jù)業(yè)主或招標(biāo)文件提出的要求采用相應(yīng)規(guī)范。

2）如采用BS EN 50341 設(shè)計(jì)，則必須落實(shí)清楚以下設(shè)計(jì)輸入條件：設(shè)計(jì)風(fēng)速取值、設(shè)計(jì)重現(xiàn)期、地面粗糙度類型。以上輸入條件稍有偏差將會(huì)造成鐵塔重量較大的變化。

3）對(duì)于設(shè)計(jì)風(fēng)速的離地高度和平均時(shí)距，在采用BS EN 50341 標(biāo)準(zhǔn)的前提下，其有3s 瞬時(shí)陣風(fēng)和10 m高、10 min 平均風(fēng)速兩種理念，因此在確定使用本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)時(shí)，在確定技術(shù)方案談判時(shí)或者發(fā)標(biāo)書澄清時(shí)應(yīng)向業(yè)主落實(shí)采用哪種風(fēng)速設(shè)計(jì)并形成書面依據(jù)。

4）在桿塔規(guī)劃階段，導(dǎo)線斷線工況的張力取值，BS EN 50341 沒有給出具體的值，而GB50545 則詳細(xì)給出了各種桿塔在不同地形下的斷線張力百分?jǐn)?shù)；并且兩個(gè)規(guī)范斷線工況的氣象條件也不同。