架空配電線路絕緣配合和交叉跨越距離探討

1、20kV架空配電線路絕緣配合和交叉跨越距離探討李久程 張 鴻（昆明供電設(shè)計院 昆明 650011） 關(guān)鍵詞 20kV 配電網(wǎng) 架空配電線路 絕緣配合 交叉跨越距離 線路設(shè)計 供電 摘 要 為解決高負(fù)荷密度區(qū)供電問題，克服10kV配電網(wǎng)供電半徑不足，網(wǎng)損大，電能質(zhì)量差等缺點(diǎn)，采用20kV配電網(wǎng)供電已得到普遍認(rèn)同。目前，我國尚無20kV架空配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)范，本文試圖通過對相關(guān)規(guī)范中20kV相鄰電壓等級即（3）10kV、35（66）kV電壓等級架空線路絕緣配合和交叉跨越距離的對比分析，結(jié)合電網(wǎng)安全運(yùn)行情況，對20kV架空線路絕緣配合和交叉跨越距離進(jìn)行探討，得出推薦數(shù)值，供20kV架空線路設(shè)計參考

2、使用。 1 問題的提出隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電力負(fù)荷也急劇增加，10kV中壓配電網(wǎng)供電逐漸顯現(xiàn)出一些問題，主要有：（1） 線路供電半徑不足。在負(fù)荷密度為2030kW/km2時為1012km，40kW/km2時不足8km。事實(shí)上，我國大城市中心負(fù)荷密度已高達(dá)1130MW/km2，東部農(nóng)村用電負(fù)荷密度平均達(dá)6070kW/km2。（2）網(wǎng)損大，電能質(zhì)量差。目前農(nóng)村10kV配電網(wǎng)線損率大都在10%以上，線路末端電壓過低。（3）高負(fù)荷密度的供電難以滿足。隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高樓大廈、新興廠礦等高負(fù)荷密度的用戶不斷涌現(xiàn)。為解決上述問題，采用35kV配電網(wǎng)，存在造價高、占地多等缺點(diǎn)。采用20kV配電網(wǎng)

3、供電已得到普遍認(rèn)同，國內(nèi)除江蘇蘇州工業(yè)園、遼寧本溪南芬地區(qū)已采用20kV供電外，天津、云南、廣東等電網(wǎng)均在進(jìn)行20kV供電研究。但是，目前我國尚無20kV架空配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)范。綜上，有必要探討20kV架空線路絕緣配合和交叉跨越距離問題，為制定20kV架空配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)范做鋪墊，解決即將出現(xiàn)的20kV架空線路設(shè)計問題。2 有關(guān)文獻(xiàn)資料關(guān)于20kV配電裝置及20kV架空線路絕緣配合和交叉跨越距離問題的規(guī)定和取值情況 （1）高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程（DL/T 5352-2006）規(guī)定20kV及相鄰電壓等級屋外配電裝置的最小安全凈距（mm）：最小安全凈距（mm）系統(tǒng)標(biāo)稱電壓（kV）符號3101

4、52035A1200300400A2200300400B195010501150B2300400500C270028002900D220023002400上述距離主要依據(jù)交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合（DL/T 620-1997）中的方法，計算作用在空氣間隙上的放電電壓值，以避雷器的保護(hù)水平為基礎(chǔ)，依據(jù)計算分析結(jié)果確定的。從上表可以看出，20kV各值為10kV和35kV各值的平均值。（2）云南省電機(jī)工程學(xué)會供用電專委會云南電網(wǎng)20kV標(biāo)稱電壓適配性研究關(guān)于架空裸線：“線路設(shè)計基本與10kV相同，桿型相同，相間距離適當(dāng)加大。對地距離交叉跨越用10kV（值）+100mm”。該課題研究重點(diǎn)不在線

5、路設(shè)計，因此，上述取值應(yīng)結(jié)合安全需求酌情使用，如在桿塔設(shè)計中各間隙值可采用，對地距離則感覺偏小。（3）本溪供電公司采用20kV系統(tǒng)供電實(shí)現(xiàn)南芬地區(qū)增供降損的研究與實(shí)施技術(shù)報告：“線路采用架空絕緣線和鋼芯鋁絞線兩種導(dǎo)線。其中市區(qū)內(nèi)部分采用20kV耐候架空絕緣線,對風(fēng)大及多雷的郊區(qū)采用鋼芯鋁絞線。農(nóng)網(wǎng)線路主干線導(dǎo)線截面定為95mm2,分支定為50mm2。摘轉(zhuǎn)供部分三條線路主干線導(dǎo)線截面定為150mm2,分支定為70mm2。線路為同桿雙回線和單回線兩種形式，其中雙回線采用垂直排列，單回線采用三角排列和水平排列。用導(dǎo)線狀態(tài)方程式得出臨界檔距為60 m，對于配電線路一般是計算檔距小于臨界檔距，故導(dǎo)線檔距

6、定在60 m以下，根據(jù)相間距離公式：D=0.16+0.003Ue+0.008L式中 Ue線路的額定電壓，kVL線路的檔距，m得到線間距離為0.7m。為滿足變電所出口短路時要求,在變電所的出口處線間距離一般應(yīng)增加到0.95m,故整個線路線間距離全部采用0.95m。但跨越河流等大檔距桿的線間距離,按公式計算出的數(shù)值適當(dāng)考慮。10kV線路導(dǎo)線限距取6.5m,20kV線路導(dǎo)線限距按35kV電壓等級選取，市內(nèi)人口密集區(qū)為8m，人口稀少地區(qū)為7m。”上述取值偏安全。3 20kV相鄰電壓等級架空線路主要絕緣配合和交叉跨越距離綜合比較與20kV相應(yīng)取值根據(jù)66kV及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范（GB 50061-

7、97），20kV相鄰電壓等級架空線路絕緣配合和交叉跨越距離分述如下，相應(yīng)提出20kV推薦值：3.1 海拔高度為1000m以下的地區(qū)，架空電力線路帶電部分與桿塔構(gòu)件、拉線、腳釘?shù)淖钚￠g隙（m）為：線路電壓20kV35kV雷電過電壓0.35m0.45m內(nèi)過電壓0.120.25運(yùn)行電壓0.050.10表中20kV值為交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合（DL/T 620-1997）給定值。3.2 10kV架空電力線路的導(dǎo)線與桿塔構(gòu)件、拉線之間的最小間隙為線路電壓最小間隙10kV0.23.3 10kV架空電力線路的過引線、引下線與鄰相導(dǎo)線之間及3kV以下線路導(dǎo)線間的最小間隙為： 線路電壓最小間隙（m）1

8、0kV0.33kV以下0.2交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合（DL/T 620-1997）中10kV和20kV戶外配電裝置最小間隙分別取值0.2m和0.3，參照上表10kV線路取值，20kV線路取值推薦0.4和0.3。3.4 海拔高度為1000m以下的地區(qū)，帶電作業(yè)桿塔帶電部分與接地部分的最小間隙為：線路電壓10kV35kV最小間隙（m）0.40.620kV推薦取10kV和35kV的平均值為0.5。3.5 架空電力線路導(dǎo)線的線間距離，應(yīng)結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，按下列要求確定： （1） 35kV桿塔的線間距離，應(yīng)按下列公式計算，且使用懸垂絕緣子串的桿塔，其垂直線間距離應(yīng)不小于2m： D0.4LK+ U/

9、110+0.65f （1） （2） （3）式中D導(dǎo)線水平線間距離（m）；Dx導(dǎo)線三角排列的等效水平線間距離（m）；Dp導(dǎo)線間水平投影距離（m）；Dz導(dǎo)線間垂直投影距離（m）；Lk懸垂絕緣子串長度（m）；U 線路電壓（kV）；f導(dǎo)線最大弧垂（m）；h導(dǎo)線垂直排列的垂直線間距離（m）。（2） 10kV桿塔的最小線間距離為：檔距（m）40及以下5060708090100110120線間距（m）0.60.650.70.750.850.91.01.051.1520kV取值推薦與35kV取值采用同樣方法，通過式（1）（3）計算，且使用懸垂絕緣子串的桿塔，其垂直線間距離應(yīng)不小于2m。3.6 同級電壓多回路桿

10、塔，不同回路的導(dǎo)線間最小距離為：線路電壓10kV35kV線間距離（m）1.03.0推薦20kV取10kV和35kV的平均值為2.0。3.7 不同級電壓多回路桿塔，不同電壓級導(dǎo)線間最小距離為：線路電壓10kV/35線間距離（m）2.020kV與35kV不同級電壓多回路桿塔，不同電壓級導(dǎo)線間最小距離參照上述推薦取2.0。3.8 在最大計算弧垂情況下,導(dǎo)線與地面的最小距離為：線路經(jīng)過區(qū)域線路電壓10kV35kV居民區(qū)6.57.0非居民區(qū)5.56.0交通困難地區(qū)4.55.0從偏重安全角度出發(fā)，推薦20kV取值與35kV取值一致。3.9 在最大計算風(fēng)偏情況下，導(dǎo)線與山坡、峭壁、巖石之間的最小距離為：線路

11、經(jīng)過地區(qū)線路電壓10kV35kV步行可以到達(dá)的山坡4.55.0步行不能到達(dá)的山坡、峭壁、巖石1.53.0綜合分析，推薦20kV取值上述兩值分別為5.0和2.0。3.10 在最大計算弧垂情況下，導(dǎo)線與建筑物之間的垂直距離為：線路電壓10kV35kV距離3.04.0推薦20kV取10kV和35kV的平均值為3.5。3.11 線路在最大計算風(fēng)偏情況下，邊導(dǎo)線與建筑物之間的最小水平距離為：線路電壓10kV35kV距離1.53.0推薦20kV取10kV和35kV的平均值為2.0。3.12 導(dǎo)線與樹木（考慮自然生長高度）之間的最小垂直距離為：線路電壓10kV35kV距離3.04.0推薦20kV取10kV和

12、35kV的平均值為3.5。3.13 在最大計算風(fēng)偏情況下，導(dǎo)線與公園、綠化區(qū)或防護(hù)林帶的樹木之間的最小距離為：線路電壓10kV35kV距離3.03.5從偏重安全角度出發(fā)，推薦20kV取值與35kV取值一致。3.14 在最大計算弧垂情況下，導(dǎo)線與果樹、經(jīng)濟(jì)作物或城市綠化灌木之間的最小垂直距離為：線路電壓10kV35kV距離1.53.0推薦20kV取10kV和35kV的平均值為2.0。3.15 導(dǎo)線與街道行道樹之間的最小距離為：檢驗(yàn)狀況線路電壓10kV35kV最大計算弧垂情況下的垂直距離1.53.0最大計算風(fēng)偏情況下的水平距離2.03.5從偏重安全角度出發(fā)，推薦20kV取值與35kV取值一致。4

13、結(jié)論通過上述對20kV相鄰電壓等級架空線路絕緣配合和交叉跨越距離的分析比較，得出了20kV相關(guān)推薦數(shù)值，與有關(guān)文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)相近。同樣的分析，可以得出20kV架空電力線路與鐵路、道路、河流、管道、索道及各種架空線路交叉或接近的推薦數(shù)值，可供20kV架空線路設(shè)計參考使用，與其他電壓等級一道，列出下表：架空電力線路與鐵路、道路、河流、管道、索道及各種架空 線路交叉或接近的要求 項(xiàng) 目鐵路公路和道路電車道（有軌及無軌）航通河流不通河流架空明線弱電線路電力線路特殊管道一般管道、索道導(dǎo)線或地線在跨越擋接頭標(biāo)準(zhǔn)軌距：不得接頭窄軌：不限制高速公路和一、二級公路及城市一、二級道路：不得接頭 三、四級公路和城市三

14、級道路：不限制不得接頭不得接頭不限制一、二級：不得接頭；三級：不限制35kV及以上：不得接頭；10kV及以下：不限制不得接頭不得接頭夾層檔導(dǎo)線最小截面35kV及以上采用鋼芯鋁絞線為35mm 2 20kV及以上下采用鋁絞線或鋁合金線為35mm 2 ，其他導(dǎo)線為316mm 2交叉檔絕緣子固定方式雙固定高速公路和一、二級公路及城市一、二級道路為雙固定雙固定雙固定不限制10kV及以下線路跨越一、二級為雙固定10kV線路跨6-10kV線路為雙固定雙固定雙固定最小垂直距離（m）線路電壓至標(biāo)準(zhǔn)軌頂至窄軌軌頂至承力索或接觸線至路面至路面至承力索或接觸線至常年高水位至管道、索道任何部分至最高洪水位冬季至冰面至被

15、跨越線至被跨越線至管道任何部分至管道、索道任何部分35-66kV7.57.53.07.010.03.06.03.03.06.03.03.04.03.020kV7.57.0-7.09.03.06.02.53.05.52.52.53.52.53-10kV7.56.0-7.09.03.06.02.03.05.02.02.03.02.0最小水平距離（m）線路電壓桿塔外緣至軌道中心桿塔外緣至路基邊緣桿塔外緣至路基邊緣邊導(dǎo)線至斜坡上緣（線路與拉纖小路平行）邊導(dǎo)線間至被跨越線邊導(dǎo)線至管道、索道任何部分交叉平行開闊地區(qū)路徑受限制地區(qū)市區(qū)內(nèi)開闊地區(qū)路徑受限制地區(qū)開闊地區(qū)路徑受限制地區(qū)開闊地區(qū)路徑受限制地區(qū)開闊地

16、區(qū)路徑受限制地區(qū)35-66kV30最高桿（塔）高加3m交叉：8.0；平行：最高桿塔高5.00.5交叉：8.0；平行：最高桿塔高5.0最高桿（塔）高最高桿（塔）高4.0最高桿（塔）高5.0最高桿（塔）高4.020kV50.50.50.50.50.53.03.03.03-10kV50.50.50.50.50.52.02.52.0其他要求不宜在鐵路出站信號機(jī)以內(nèi)跨越最高洪水時，有抗洪搶險船只航行的河流，垂直距離應(yīng)協(xié)商確定電力線路應(yīng)架設(shè)在上方；交叉點(diǎn)應(yīng)盡量靠近桿塔，但不應(yīng)小于7m（市內(nèi)除外）電壓較高線路應(yīng)架設(shè)在電壓較低線路上方；電壓相同時公用線應(yīng)在專用線上方與索道交叉，如索道在上方，索道下方應(yīng)裝設(shè)保護(hù)措施；交叉點(diǎn)不應(yīng)選在管道檢查井（孔）處；與管、索道平行、交叉時，管、索道應(yīng)接地注：特殊管道指架設(shè)在地面上輸送易燃、易爆物的管道；管、索道上的附屬設(shè)施，應(yīng)視為管、索道的一部分；常年高水位是指5年一遇洪水位，最高洪水位對35KV線路是指百年一遇洪水位，對10KV及以下線路是指50年一遇洪水位；不能通航河流指不能通航，也不能浮運(yùn)的河流；對路徑受限制地區(qū)的最小水平距離的要求，應(yīng)計及架空電力線路導(dǎo)線的最大風(fēng)偏； 公路等級應(yīng)按國家