基于110 kV和220 kV钢管塔输电线路带电作业的安全距离试验探析

周亚峰

摘 要：为了满足社会用电需求，我国输电线路工程规模越来越大。钢管塔是一种新型输电杆塔，在输电线路中应用十分广泛。通过模型试验和计算，确定了110 kV和220 kV钢管塔输电线路带电作业的安全距离，从而为110 kV、220 kV钢管塔输电线路的安全作业提供保障。

关键词：钢管塔；输电线路；安全距离；电力工程

中图分类号：TM75 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.070

我国电力工程的发展越来越快，钢管塔具有安全性高、结构简单、占地面积小、承载力高等特点。随着输电线路的发展，钢管塔的应用也越来越广泛。为了确保110 kV和220 kV钢管塔输电线路的安全，必须根据实际情况确定110 kV和220 kV钢管塔输电线路带电作业的安全距离。本文结合模型试验和计算，选取典型带电作业条件得出了110 kV和220 kV钢管塔输电线路带电作业的最小安全距离。

1 钢管塔试验条件及其计算方法

1.1 试验条件

为了确定110 kV和220 kV钢管塔的安全，以典型110 kV和220 kV钢管塔为例，设计了模拟塔进行试验。为了方便分析，110 kV和220 kV电压等级的钢管塔都设置为3层横担，导线均设置成同塔双回垂直排列。

在试验中，采用的设备主要有2 400 kV低阻尼串联阻容分压器、2 400 kV冲击电压发生器、Tek TDS 340示波器、64M型峰值电压表。在制作模拟钢管塔时，按照1∶1的比例用高压强度钢管制作模拟塔头，导线长度为4 m。为改善端部电场分布，分别在两端设置了1个1.0 m的均压环。试验采用高1.8 m、宽0.5 m的铝合金模拟人，并采用操作冲击波进行放电试验，操作冲击波的波前时间为250 μs。

1.2 计算方法

在计算110 kV和220 kV钢管塔输电线路的最小安全距离时，按照相关标准计算，其计算公式为：

Dmin=2.17[e90u/（1 080Kt）-1]，Kt=KdKgKa，Ka=em（H/8 150）.（1）

式（1）中：Kd为标准偏差系数，0.936；Kg为间隙系数；Ka为海拔修正系数。

绝缘间隙的统计耐受电压的计算方式为：

U90=K2U2. （2）

式（2）中：K2为安全裕度系数，1.1；U2=K2Um ，其中，Ke为相对地统计过电压倍数，Um为系统正常运行的最高运行电压。

对于间隙系数Kg，在不同电极结构和波形特征下的取值各不相同。在本次试验中，试验人员根据带电作业间隙结构操作冲击放电试验数据计算带电作业间隙结构操作冲击放电电压、拟合曲线，最后求出间隙系数。

2 钢管塔最小安全间隙试验

2.1 试验布置

在试验中，根据钢管塔的带电作业实际情况进行模拟试验，试验人员需要考虑等电位作业人员对上方横担、地电位作业人员对侧方导线、横担地电位作业人员对上方导线等几种典型工况。

2.2 试验结果

在进行110 kV钢管塔输电线路带电作业试验时，试验人员要不断改变人与导线间的距离，同时，当人与导线之间的距离在0.4～0.5 m时计算U50。110 kV钢管塔输电线路带电作业试验结果如表1所示。

间隙距离d/m 操作冲击放电电压U50/kV

1号位置 2号位置 3号位置

0.5 278.2 305.2 311.5

0.8 412.1 456.2 461.3

1.1 534.8 575.3 629.5

1.4 636.1 712.6 758.6

在进行220 kV钢管塔输电线路带电作业试验时，试验人员要不断改变人与导线之间的距离，同时，当人与导线之间的距离在1.1～2.2 m变化时计算U50。110 kV钢管塔输电线路带电作业试验结果如表2所示。

间隙距离d/m 操作冲击放电电压U50/kV

1号位置 2号位置 3号位置

1.1 563.2 622.4 623.5

1.4 673.2 625.4 773.2

1.8 793.9 894.3 928.3

2.2 962.3 1 069.9 1 109.6

2.3 最小安全距离

根据以上试验结果，可计算出110 kV和220 kV钢管塔输电线路带电作业工况下的最小间隙数，并根据标准气象海拔条件将放电电压修正到500 m的高度，从而得出最小安全距离。

对于110 kV钢管塔输电线路，海拔高度为0时，地电位人员与导线的最小安全距离为1.08 m，地电位人员与上相导线的最小安全距离为1.11 m，等电位人员与上横担的最小安全距离为1.18 m；海拔高度为500 m时，地电位人员与导线的最小安全距离为1.11 m，地电位人员与上相导线的最小安全距离为1.14 m，等电位人员与上横担的最小安全距离为1.22 m。

对于220 kV钢管塔输电线路，海拔高度为0时，地电位人员与导线的最小安全距离为1.76 m，地电位人员与上相导线的最小安全距离为1.83 m，等电位人员与上横担的最小安全距离为2.01 m；海拔高度为500 m时，地电位人员与导线的最小安全距离为1.80 m，地电位人员与上相导线的最小安全距离为1.88 m，等电位人员与上横担的最小安全距离为2.07 m。

3 结束语

综上所述，当110 kV和220 kV钢管塔输电线路的海拔高度低于500 m时，110 kV钢管塔输电线路带电作业的最小安全

距离为1.22 m，220 kV钢管塔输电线路带电作业的最小安全距离为2.07 m。该最小安全距离是在等电位条件下，人体与上横担间隙确定的条件下得出来的，但因输电线路的电压等级有一定的差异，其安全间隙也存在差异。因此，在相关规定中，最小安全距离与该计算结果有一定的差异，同时，规范中的最小安全距离适用于钢管塔输电线路。

参考文献

[1]潘志新，彭勇，薛凤华.110 kV和220 kV钢管塔输电线路带电作业安全距离试验研究[J].华东电力，2012，40（11）.

[2]汪煜，王宗，吴小斌.110 kV和220 kV输电线路带电作业的发展与展望[J].电源技术应用，2013（09）.

[3]张峰.110 kV线路带电作业方法的探讨[J].中华民居（下旬刊），2012（12）.

〔编辑：张思楠〕