±500kv直流架空输电线路设计技术规定 34页

ICS29.240PQ/GDW备案号：国家电网公司企业标准PQ/GDW181-2008±500kV直流架空输电线路设计技术规定Technicalcodefordesignof±500kVDCoverheadtransmissionline2008年－XX03－XX01发布2008年－XX03－XX01实施中华人民共和国国家电网公司发布3 前言《±500kV直流架空输电线路设计技术规定》（以下简称规定）制定了±500kV直流架空输电线路的主要设计技术原则。随着电网建设的发展，长距离直流输电工程建设越来越多。继第一条±500kV直流工程－葛上直流输电线路1989年竣工投产之后，我国又相继建成了天广、龙政、三广、贵广等长距离直流输电线路工程，积累了丰富的经验，为编制本规定奠定了基础。本规定编制规则以DL/T800-2001《电力企业标准编制规则》为基础。为了突出直流输电技术特点，现行DL/T5092-1999《110～500kV架空送电线路设计技术规程》中与线路性质、电压等级基本无关的条文，如杆塔材料、杆塔结构设计基本规定、杆塔结构、基础等内容不再列入本规定。直流架空输电线路的设计，除应执行本规定外，尚应符合现行的有关国家标准和电力行业标准的有关规定。本标准由国家电网公司科技部归口。本规定主要编制单位：国家电网公司、中国电力工程顾问集团公司、中南电力设计院本规定参加编制单位：华东电力设计院本规定主要起草人：舒印彪、于刚、刘开俊、梁政平、葛旭波、文卫兵、江卫华、曾连生、薛春林、段松涛、熊万洲、徐晓东、王钢、李勇伟、李喜来、张卫东、赵全江、汪雄、李三、苗桂良3 目次前言1范围2规范性引用文件3总则4术语和符号5路径6气象条件7导线和地线8绝缘子和金具9绝缘配合、防雷和接地10导线布置11杆塔型式12杆塔荷载13对地距离及交叉跨越14环境保护附录A（规范性附录）本规定用词说明附录B（资料性附录）使用悬垂绝缘子串的杆塔，水平极间距离与档距的关系附录C（资料性附录）按人工污秽闪络特性选择绝缘子片数步骤附录D（资料性附录）外绝缘放电电压的气象条件校正附录E（资料性附录）地面合成场强计算简化理论法附录F（资料性附录）公路等级附件：条文说明334 ±500kV直流架空输电线路设计技术规定1范围本规定规定了±500kV直流架空输电线路设计的主要技术原则，并提供了必要的数据。适用于新建或改建±500kV直流架空输电线路（以下简称直流线路），其它电压等级的直流线路可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规定的引用而成为本规定的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规定，然而，鼓励根据本规定达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规定。GB15707—1995高压交流架空送电线路无线电干扰限值GB50009－2001建筑结构荷载规范GB/T19443-2004标称电压高于1000V的架空线路用绝缘子——直流系统用瓷或玻璃绝缘子元件——定义、试验方法和接受准则DL436-2005高压直流架空送电线路技术导则DL/T5092-1999110～500kV架空送电线路设计技术规程DL/T691-1999高压架空送电线路无线电干扰计算方法DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T621-1997交流电气装置的接地DL/T810-2002±500kV直流棒形悬式复合绝缘子技术条件DL/T5154-2002架空送电线路杆塔结构设计技术规定3总则3.1直流线路的设计必须贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做到安全可靠、技术先进、资源节约、环境友好、经济合理、符合国情。。3.2直流线路设计，必须从实际出发，结合地区特点，积极慎重地推广采用成熟的新材料、新结构、新工艺等先进技术，应遵循国家颁发的节能标准及节能规范，推广采用节能、降耗、节水、环保的先进技术和产品。依靠技术进步，合理利用资源，达到降低消耗，提高资源的利用效率。3.3杆塔材料、杆塔结构设计基本规定、杆塔结构、基础等设计遵照执行DL/T5092。3.4直流线路设计，除可按本规定执行外，尚应符合现行国家标准和电力行业标准有关规定的要求。当本规定与现行标准不一致时，以本规定为准。3.5按照《建筑结构可靠度设计统一标准》规定，对重要的送电线路提高一个安全等级，对±500kV直流线路采用一级，杆塔结构重要性系数取1.1-1.2。3.6编写本规定条款时所使用的助动词见附录A。4术语和定义下列术语和定义适用于本规定。4.1术语4.1.1直流架空输电线路DCoverheadtransmissionline34 以直流方式输电，用绝缘子和杆塔将两极导线架设于地面上的电力线路。4.1.2电场效应electricfieldeffect直流线路下的电场对人体的作用和感受、脉冲电击以及其他电场或离子流引起的效应。表征这些效应的参数有地面合成场强、离子流密度、空间电荷密度等。4.1.3标称场强nominalelectricfieldstrength直流线路导线上电荷形成的电场强度（不包括空间电荷形成的电场），kV/m。4.1.4合成场强totalelectricfieldstrength直流线路导线电晕产生的空间电荷形成的场强和标称场强合成后的电场强度，kV/m。4.1.5离子流密度ioncurrentdensity地面单位面积截获的离子电流，nA/m2。4.1.6等值盐密equivalentsaltdepositdensity(ESDD)溶解于定量去离子水溶液中的自然污秽物，当其电导率等值于相同氯化钠电导率时的单位面积氯化钠重量，mg/cm2。4.1.7不溶物附着密度（简称等值灰密）nonsolubledepositdensity(NSDD)从绝缘子表面获得的非水溶性残留物的单位面积重量，mg/cm2。4.1.8绝缘子上下表面积污比contaminationuniformityratio（CUR）绝缘子上表面积污量和下表面积污量之比值。4.2定义AI－绝缘子串承受风压面积计算值，m2；AS－构件承受风压面积计算值，m2；D－导线水平极间距离，m；d－导线或地线的外径或覆冰时的计算外径，m；f－导线最大弧垂，m；H－海拔高度，m；K－直流线路操作过电压倍数；K0－直流线路绝缘子串操作过电压配合系数；K1－直流电压下间隙放电电压的空气密度校正系数；K2－直流电压下间隙放电电压的湿度校正系数；K1′－操作冲击电压下间隙放电电压的空气密度校正系数；K2′－操作冲击电压下间隙放电电压的湿度校正系数；KJ－绝缘子机械强度安全系数；Kc－导、地线的设计安全系数；L－档距，m；LK－悬垂绝缘子串长度，m；LP－杆塔的水平档距，m；n－海拔1000m及以下地区，每串绝缘子所需片数；nh－高海拔地区每串绝缘子所需片数；S－导线与地线间的距离，m；Tmax－导、地线在弧垂最低点的最大张力，N;TP－导、地线的拉断力，N；34 TR－绝缘子的额定机械破坏负荷，kN；T－绝缘子承受的最大使用荷载、断线荷载、断联荷载或常年荷载，kN；U50%－绝缘子串的正极性50％操作冲击放电电压，kV；Um－直流线路最高运行电压，kV；Ue－直流线路额定工作电压，kV；U50%N－导线对杆塔空气间隙的直流50％放电电压，kV；U50%S－导线对杆塔空气间隙的正极性50％操作冲击放电电压，kV；W0－基准风压标准值，kN/m2；WI－绝缘子串风荷载标准值，kN；Ws－杆塔风荷载标准值，kN；Wx－垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值，kN；α－风压不均匀系数；βc－导线及地线风荷载调整系数；βz－杆塔风荷载调整系数；θ－风向与导线或地线方向之间的夹角；μs－构件的体型系数；μz－风压高度变化系数；μsc－导线或地线的体型系数；5路径5.1路径选择宜采用卫片、航片、全数字摄影测量系统和地质遥感等新技术，综合考虑线路长度、交通、地质、水文气象、林木、矿产、障碍设施、施工及运行等因素，进行多方案技术经济比较，做到安全可靠、经济合理。5.2路径选择应尽量避开军事设施、大型工矿企业及重要设施等，符合城镇规划，并尽量减少对地方经济发展的影响。5.3路径选择应尽量避开原始森林区、自然保护区、重冰区、不良地质区、导线易舞动区以及影响安全运行的其它地区，并应考虑与邻近设施如电台、机场、弱电线路等的相互影响。5.4耐张段长度一般不大于20km，如施工、运行条件许可，耐张段长度可适当加长。在高差或档距相差悬殊的山区或重冰区等运行条件较差的地段，耐张段长度应适当缩小。5.5选择路径和定位时，应注意限制使用档距和相应的高差，避免出现杆塔二侧大小悬殊的档距，当无法避免时应采取必要的措施，提高安全度。6气象条件6.1设计气象条件，应根据沿线的气象资料的数理统计结果，并参考附近已有线路的运行经验，基本风速、基本冰厚按50年重现期确定。如沿线的气象与DL/T5092附录A典型气象区接近，宜采用典型气象区所列数值。6.2直流线路的基本风速，应按最大风速统计值选取。确定基本风速时，应以当地气象台（站）10min时距平均的年最大风速作样本，并宜采用极值I型分布作为概率模型。统计风速的高度如下：一般线路距地面10m大跨越距历年大风季节年均最低水位10m34 6.3直流线路基本风速不宜低于27m/s。对山区线路，宜采用统计分析和对比观测等方法，由邻近地区气象台、站的气象资料推算山区的最大基本风速，并结合实际运行经验确定。如无可靠资料，宜将附近平原地区的统计值提高10%选用。6.4确定大跨越基本风速，如无可靠资料，宜将附近平地线路的风速统计值换算到跨越处历年大风季节年均最低水位以上10m高处，并增加10%。考虑水面影响，设计风速还应增加10%。大跨越基本风速不应低于相连的陆上线路的基本风速。必要时还宜按稀有风速条件进行验算。6.5设计基本冰厚一般划分成轻冰区10mm及以下中冰区10~20mm（不含10mm）重冰区20mm及以上6.6确定设计基本冰厚时，应根据线路的重要性适当提高线路的荷载水平，对重要线路宜提高一个冰厚等级，一般增加5mm；必要时还宜按稀有覆冰条件进行验算；6.7大跨越基本冰厚，除无冰区外，宜较附近输电线路最大设计覆冰增加5mm。必要时对大跨越和重冰区输电线路，还宜按稀有覆冰条件进行验算。6.8线路位于河岸、湖岸、高峰以及山谷等容易产生强风的地带时，最大基本风速应较附近一般地区适当增大。对易复冰、风口、高差大的地段，宜缩短耐张段长度，杆塔使用条件应适当留有裕度。对于相对高耸、山区风道、垭口、抬升气流的迎风坡、较易覆冰等微地形区段，以及相对高差较大、连续上下山等局部地段的线路应加强抗冰灾害能力。6.9线路设计采用的年平均计算气温，应按以下方法确定：如地区年平均气温在3~17ºC之内，取与年平均气温值邻近的5的倍数值；地区年平均气温小于3ºC和大于17ºC时，分别按年平均气温减少3ºC和5ºC后，取与此数邻近的5的倍数值。7导线和地线7.1直流线路导线截面除按经济电流密度选择外，还要按电晕、无线电干扰及可听噪声等条件进行校验，另外还要根据年费用最小法进行经济分析。大跨越的导线截面宜按允许载流量选择并应与本线路允许的最大输送电流相配合，通过技术经济比较确定。7.2距直流线路边相导线投影外20m处，80%时间、80%置信度，频率0.5MHz时无线电干扰限值为58dB(μV/m)。7.3距直流线路边相导线投影外20m处，夏季好天气可听噪音，50%保证值L50，一般地区不超过45dB(A)，高海拔，人烟稀少地区不超过50dB(A)。7.4直流线路下地面最大合成场强不应超过30kV/m，最大离子电流密度不应超过100nA/m2。7.5海拔不超过1000m地区，如导线外径不小于表1所列数值，可不验算电晕效应。表1可不验算电晕的导线最小外径（海拔不超过1000m）子导线根数子导线外径（mm）423.72330.5244.57.6验算导线载流量时a)流过导线的直流电流，应取换流站整流阀在冷却设备投运时可允许的最大过负荷电流。在无可靠系统资料情况下，流过一般线路及大跨越导线的最大过负荷电流可取1.35倍的额定电流。b)钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线的允许温度可采用+70ºC（大跨越+90ºC），34 钢芯铝包钢绞线（包括铝包钢绞线）的允许温度可采用+80℃（大跨越+100ºC），或经试验确定；钢绞线的允许温度可采用+125ºC。c)环境气温应采用历年最高气温月的最高平均气温，并考虑太阳辐射的影响。太阳辐射功率密度应采用0.1W/cm2,相应风速为0.5m/s（大跨越风速为0.6m/s）。7.7导线和地线（以下简称导、地线）的设计安全系数按式(1)计算。(1)式中：Kc—导、地线的设计安全系数。Tmax—导、地线的最大张力，N；Tp—导、地线的拉断力，N；导、地线在弧垂最低点的设计安全系数不应小于2.5，在悬挂点的设计安全系数不应小于2.25。地线的设计安全系数，宜大于导线的安全系数。在稀有风速或稀有覆冰气象条件时，导线弧垂最低点的最大张力，不应超过其拉断力的60%。导线悬挂点的最大张力，不应超过其拉断力的66%。7.8地线应满足电气和机械使用条件要求，可选用镀锌钢绞线、铝包钢绞线或复合型绞线，如有通信要求，也可选用架空地线复合光缆（OPGW）。验算短路热稳定时，地线的允许温度：钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线可采用+200ºC；钢芯铝包钢绞线（包括铝包钢绞线）可采用+300ºC；镀锌钢绞线可采用+400ºC；架空地线复合光缆（OPGW）的允许温度应采用产品保证值；计算时间和相应的短路电流值应根据系统情况决定；OPGW结构型式、外层单丝直径及材料应满足耐雷性能要求。地线采用镀锌钢绞线时，标称截面不应小于80mm2。7.9导、地线防振措施a)铝钢截面比不小于4.29的钢芯铝绞线或镀锌钢绞线，其平均运行张力的上限和相应的防振措施，应符合表2的要求。表2导、地线平均运行张力的上限和防振措施情况平均运行张力的上限（拉断力的百分数，％）防振措施钢芯铝绞线镀锌钢绞线档距不超过500m的开阔地带1612不需要档距不超过500m的非开阔地带1818不需要档距不超过120m1818不需要不论档距大小22－护线条不论档距大小2525防振锤（阻尼线）或另加护线条四分裂导线采用阻尼间隔棒时，档距在500m及以下可不再采用其它防振措施。阻尼间隔棒宜不等距、不对称布置，导线最大次档距不宜大于70m，端次档距宜控制在28m～35m。b)对7.9a)以外的导、地线，其允许平均运行张力的上限及相应的防振措施，应根据当地的运行经验确定，也可采用制造厂提供的技术资料。必要时通过试验确定。c)大跨越导、地线的防振措施宜采用防振锤、阻尼线或阻尼线加防振锤，同时分裂导线应采用阻尼间隔棒。具体设计方案可参考运行经验或通过试验确定。7.10直流线路经过导线易发生舞动地区时应采取或预留防舞动措施，具体方案可通过运行经验或试验确定。7.11导、地线架设后的塑性伸长应按制造厂提供的数据或通过试验确定。如无资料，镀锌钢绞线可采用1×10-4；钢芯铝绞线可采用表3所列数值。塑性伸长对弧垂的影响宜采用降温法补偿，镀锌钢绞线可采用降低温度10℃；钢芯铝绞线可采用表34 3所列数值。表3钢芯铝绞线塑性伸长及降温补偿值铝钢截面比塑性伸长降温值（℃）4.29～4.383×10-4155.05～6.163×10-4～4×10-415～207.71～7.914×10-4～5×10-420～2511.34～14.465×10-4～6×10-425或根据试验数据确定8绝缘子和金具8.1绝缘子机械强度的安全系数，不应小于表4所列数值。双联及多联绝缘子串应验算断一联后的机械强度，其荷载及安全系数按断联情况考虑。表4绝缘子机械强度安全系数情况最大使用荷载断线断联盘型绝缘子棒式绝缘子安全系数2.731.81.5对于盘型绝缘子尚应满足正常运行情况常年荷载状况下安全系数不小于4.0。绝缘子机械强度的安全系数KJ应按式（2）计算：KJ=TR/T(2)式中：TR—绝缘子的额定机械破坏负荷，kN；T—分别取绝缘子承受的最大使用荷载、断线荷载、断联荷载或常年荷载，kN。常年荷载是指年平均气温条件下绝缘子所承受的荷载。断线、断联的气象条件是无风、无冰、最低气温月的最低平均气温。8.2直流盘型绝缘子的技术性能应符合GB/T19443-2004《标称电压高于1000V的架空线路用绝缘子——直流系统用瓷或玻璃绝缘子元件——定义、试验方法和接受准则》的要求。8.3直流棒形复合绝缘子的技术性能应符合DL/T810-2002《±500kV直流棒形悬式复合绝缘子技术条件》的要求。8.4金具表面应热镀锌，或采取其它更好的防腐措施。8.5金具强度的安全系数不应小于表5所列数值。表5金具机械强度安全系数情况最大使用荷载断线、断联安全系数2.51.58.6绝缘子串及金具应考虑均压或防电晕措施。有特殊要求需要另行研制或采用非标准金具时，应经试验合格后方可使用。8.7与横担连接的第一个金具应转动灵活且受力合理，其强度较串内其它金具适当提高。8.8地线可不绝缘。但如果直流线路离开换流站接地极的距离小于10km，则地线应绝缘。8.9若地线绝缘时不宜使用单联单片盘型悬式绝缘子串。9绝缘配合、防雷和接地9.1直流线路的绝缘配合，应使线路能在额定工作电压、操作过电压和雷电过电压等各种条件下安全可靠运行。9.2直流线路的绝缘水平，一般应按污秽条件下的最高运行电压选择绝缘子片数，并按操作过电压和雷电过电压进行校核。9.334 直流线路的防污绝缘设计，应根据绝缘子的污耐压特性，参考最新审定的污区分布图和直交流积污比，结合现场实际污秽调查并考虑污秽发展情况，选择合适的绝缘子型式和片数。对无可靠污耐压特性参数的绝缘子，也可参照污秽等级按爬电比距法选择合适的绝缘子型式和片数，直流线路的爬电比距不宜小于同地区交流线路爬电比距的2.0倍。9.4在海拔高度不超过1000m，除自然植被良好、人迹罕至、大气清洁的山区以外的地区，如使用160kN和210kN直流通用盘型绝缘子，绝缘子串片数宜不少于37片。9.5耐张绝缘子串片数宜不少于悬垂绝缘子串片数。9.6直流线路使用复合绝缘子时，其爬距应不小于相同污秽等级下直流盘型悬垂绝缘子最小要求值的3/4；复合绝缘子两端应加均压环，且有效绝缘长度须满足雷电过电压的要求。9.7在海拔高度为1000～2500m的地区，绝缘子串片数应进行修正，修正方法可按式（3）确定：nh=n(P0/Ph)m(3)式中：nh—高海拔地区绝缘子数量，片；P0—标准状态下的气压，Pa；Ph—实际海拔高度气压，Pa；m—气压修正指数，不同形状绝缘子m值应通过试验确定，如无可靠数据可取0.35～0.6。不同海拔高度的气压值参见附录D。9.8操作过电压要求的线路绝缘子串正极性50%操作冲击放电电压应符合式（4）的要求。U50%≥KK0Um(4)式中：U50%—绝缘子串的正极性50%操作冲击放电电压,kV；K—操作过电压倍数，一般可取1.7；K0—线路绝缘子串操作过电压配合系数，1.25；Um—最高运行电压，515kV。9.9绝缘子串风偏后导线对杆塔空气间隙的直流50%放电电压应符合式(5)的要求：(5)式中：Ue—额定工作电压，500kV；K1,K2—直流电压下间隙放电电压的空气密度、湿度校正系数；K3—安全系数，1.15；如绝缘子串为V型串，K3取1.25；σN　—空气间隙直流放电电压的变异系数，可取0.9%。计算直流电压下绝缘子串风偏角的风速取线路最大设计风速。9.10绝缘子串风偏后导线对杆塔空气间隙的正极性50%操作冲击放电电压应符合式（6）的要求：(6)式中：Um—最高运行电压，515kV；K1´，K2´—操作冲击电压下间隙放电电压的空气密度、湿度校正系数；K3´—操作过电压倍数，一般可取1.7；σs—空气间隙在操作电压下放电电压的变异系数，可取5%。34 计算操作冲击电压下绝缘子串风偏角的风速取0.5倍的线路最大设计风速。如绝缘子串为V型串，导线对杆塔空气间隙的正极性50%操作冲击放电电压按式（6）计算后再增加10％。9.11海拔不超过1000m的地区，直流线路带电部分与杆塔构件（包括拉线、脚钉等）的空气间隙，在相应风偏条件下，不应小于表6所列数值。表6带电部分与杆塔构件的最小空气间隙（单位，m）海拔高度（m）工作电压操作过电压5001.302.4510001.402.659.12在海拔高度超过1000m的地区，直流线路带电部分对杆塔构件空气间隙放电电压应进行修正，修正方法参见附录D。9.13在海拔高度1000m以下地区，为便利带电作业，带电部分对杆塔接地部分的校验间隙不应小于2.9m。对操作人员需要停留工作的部位，还应考虑0.5m的人体活动范围。校验带电作业间隙时应采用的气象条件：气温+15℃，风速10m/s。9.14直流线路应全线架设双地线。9.15杆塔上地线对导线的保护角，宜小于10º。两根地线之间的距离，不应超过地线与导线间垂直距离的5倍。在一般档距的档距中央，导线与地线的距离，应按公式（7）校验（计算条件：气温+15ºC，无风）：s≥0.012L+1.5（7）式中：s—导线与地线间的距离，m；L—档距,m。9.16所有杆塔均应接地。在雷季干燥时，每基杆塔不连地线的工频接地电阻，不宜超过表7所列数值。表7杆塔的工频接地电阻土壤电阻率Ω·m100及以下100以上至500500以上至10001000以上至20002000以上接地电阻（Ω）1015202530*)注：*)如土壤电阻率超过2000Ω·m，接地电阻很难降低到30Ω时，可采用6~8根总长不超过500m的放射形接地体，或连续伸长接地体，接地电阻不受限制。9.17通过耕地的线路，其接地体应埋设在耕作深度以下，位于居民区和水田的接地体应敷设成环形。10导线布置10.1直流线路导线一般宜采用水平对称布置。在线路走廊特别拥挤地区，导线也可采用垂直排列。10.2对1000m以下档距，导线的水平极间距离宜按式（8）计算:（8）式中：D—导线水平极间距离，m；Lk—悬垂绝缘子串长度，m；U—线路标称电压，kV；f—导线最大弧垂，m。34 10.3覆冰地区地线与相邻导线间或上下层相邻导线间的水平偏移，10mm和15mm覆冰地区分别不宜小于1.75m和2.5m。设计冰厚5mm地区，水平偏移可根据运行经验适当减少。在重冰区，水平偏移不宜小于3m。11杆塔型式11.1杆塔选型应在安全可靠的前提下，结合地形、地质、气象条件等因素经技术经济比较确定，同时也应兼顾运行、施工和制造等其它因素。11.2杆塔宜采用自立式铁塔，在有条件地区，也可因地制宜地采用拉线塔。11.3一般直线杆塔如需带角度，在不增加塔头尺寸时不宜大于4°。悬垂转角杆塔的转角角度不宜大于20°。12杆塔荷载12.1各类杆塔均应计算线路正常运行情况、断线（含纵向不平衡张力）情况和安装情况下的荷载组合，必要时应验算地震等稀有情况。12.2各类杆塔的正常运行情况，应计算下列荷载组合：a）最大风速、无冰、未断线；b）最大覆冰、相应风速及气温、未断线。必要时覆冰工况应按每极导线和每根地线同时（或进行必要组合）作用覆冰纵向不平衡张力计算。对轻冰区，直线塔导线不平衡张力取最大使用张力的10%，地线取最大使用张力的20%；耐张塔导线不平衡张力取最大使用张力的35%，地线取最大使用张力的50%。地线覆冰宜比导线设计冰厚增加5～10mm。c）最低气温、无冰、无风、未断线（适用于终端和转角杆塔）。12.3直线型杆塔（含悬垂转角杆塔）断线情况，应计算下列荷载组合：a)导线断线不平衡张力情况。单回路，任意一极有不平衡张力、地线未断、有冰、无风。双回路任意两极有不平衡张力，地线未断、有冰、无风。对轻冰区，导线断线不平衡张力取不小于一极导线最大使用张力的25%。b)地线断线不平衡张力情况。任意一根地线有断线不平衡张力，导线未断、有冰、无风。地线的不平衡张力，应按表8的规定确定。表8地线断线不平衡张力与最大使用张力的百分比值自立式铁塔10012.4耐张型杆塔的断线情况，应计算下列荷载组合：a)在同一档内断任意一极导线、地线未断、有冰、无风。b)断任意一根地线、导线未断、有冰、无风。c)断线情况时，所有的导线和地线的张力，对轻冰区均应分别取最大使用张力的70%和100%。12.5各类杆塔的断线情况下的断线张力或纵向不平衡张力均应按静态荷载考虑。12.6各类杆塔的安装情况，应按10m/s风速、无冰、相应气温的气象条件下考虑下列荷载组合。a)直线型（含悬垂转角型）杆塔的安装荷载：1)提升导线、地线及其附件时发生的荷载；2)导线及地线锚线作业时，导线及地线的锚线张力。b)耐张型杆塔的安装荷载：1)导线及地线荷载。锚塔：锚地线时，相邻档内的导线及地线未架设；锚导线时，在同档内的地线已架设。34 紧线塔：紧地线时，相邻档内的地线已架设或未架设，同档内的导线均未架设；紧导线时，同档内的地线已架设，相邻档内的导线已架设或未架设。2)临时拉线所产生的荷载。c)安装荷载计算，应计及下列因素：1)安装人员及其携带的工具等附加重力荷载；2)导线及地线的初伸长补偿、施工误差及过牵引等产生的影响；3)牵引或提升导线及地线时对杆塔的冲击作用。12.7终端杆塔应计及换流站一侧导线及地线已架设或未架设的情况。12.8位于基本地震烈度为九度及以上地区的各类杆塔均应进行抗震验算。12.9外壁的坡度小于2%的圆锥形构件和圆筒形钢管构件，应计及风激横向振动的效应，必要时宜采取适当的防护措施。12.10导线及地线风荷载的标准值，应按公式（9）和公式（10）计算：Wx＝αW0μzμscβcdLpsin2θ（9）W0＝V2/1600（10）式中：Wx－垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值，kN；α－风压不均匀系数，应根据设计基准风速，按照表9的规定确定；βc－导线及地线风荷载调整系数，仅用于计算作用于杆塔上的导线及地线风荷载，按表9的规定确定；μz－风压高度变化系数，按现行国家规范GB50009-2001《建筑结构荷载规范》的规定确定，当基准高度不是10m时，应作相应换算；μsc－导线或地线的体形系数，线径小于17mm或覆冰时（不论线径大小）应取μsc＝1.2；线径大于或等于17mm时μsc取1.1；。d－导线或地线的外径或覆冰时的计算外径；分裂导线取所有子导线外径的总和，m；Lp－杆塔的水平档距，m；θ－风向与导线或地线方向之间的夹角，度；W0－基准风压标准值，kN/m2，应根据基准高度的风速V，m/s，按公式（10）计算。表9风压不均匀系数α和导地线风载调整系数βc风速Vm/s£2020£V<2727£V<31.5³31.5a计算杆塔荷载1.000.850.750.70设计杆塔（风偏计算用）1.000.750.610.61bc计算500、750kV杆塔荷载1.001.201.201.30注：对跳线等档距较小者的计算，a宜取1.0。对10mm覆冰地区，在计算导地线覆冰风荷载时，还应考虑覆冰风荷载增大系数1.2。12.11杆塔风荷载的标准值，应按公式（11）计算：Ws＝W0μzμsβzAs(11)式中：Ws－杆塔风荷载标准值，kN；μs、As－分别为构件的体型系数和承受风压面积计算值，m2，体型系数按现行国家规范GB50009-2001《建筑结构荷载规范》确定；βz－杆塔风荷载调整系数。对杆塔本身，当杆塔全高不超过60m时，应按表10对全高采用一个系数；当杆塔全高超过60m时，应按现行国家规范GB50009-2001《建筑结构荷载规范》的规定，采用由下到上逐段增大的数值，但其加权平均值不应小于1.6。对基础，当杆塔全高不超过50m时，应取1.0；全高超过50m时，应取1.3。34 表10杆塔风荷载调整系数βz（用于杆塔本身）杆塔全高Hm2030405060βz单柱拉线杆塔1.01.41.61.71.8其它杆塔1.01.251.351.51.6注1：中间值按插入法计算；2：对自立式铁塔，表中数值适用于高度与根开之比为4~6。对10mm覆冰地区，在计算杆塔覆冰风荷载时，还应考虑杆塔覆冰风荷载增大系数1.5。12.12绝缘子风荷载的标准值，应按公式（12）计算WI＝W0μzAI(12)式中：WI－绝缘子串风荷载标准值，kN；AI－绝缘子串承受风压面积计算值，m2。12.13直线型杆塔计算应考虑与线路方向成0°、45°（或60°）及90°的三种最大风速的风向；对一般耐张型杆塔可只计算90°一个方向；对终端杆塔可只计算0°方向；对耐张杆塔转角度数较小时宜考虑与线条荷载张力相反的风向；对特殊杆塔宜考虑最不利风向。13对地距离及交叉跨越13.1导线与地面、建筑物、树木、铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路的距离，应根据最高气温或覆冰无风条件求得的最大弧垂和最大风或覆冰有风条件求得的最大风偏进行计算。计算上述距离，可不考虑由于电流、太阳辐射等引起的弧垂增大，但应计及导线架设后塑性伸长的影响和设计、施工的误差。直流线路与与标准轨距铁路、高速公路等重要设施交叉及运行抢修特别困难的局部区段线路，应提高建设标准。宜采用独立耐张段，杆塔结构重要性系数应取1.1，并按操作过电压要求校核验算覆冰条件下对被交叉跨越物的间隙距离。如交叉档距超过200m，最大弧垂还应按导线温度计算，导线的温度应按不同要求取+70℃或+80℃计算。13.2在最大计算弧垂情况下，导线与地面的最小距离，由地面最大合成场强确定：居民区不超过25kV/m，非居民区不超过30kV/m。导线与地面的最小距离列于表11。表11导线对地面的最小距离m导线型号4XLGJ-3004XLGJ-4004XLGJ-5004XLGJ-6304XLGJ-720居民区16.016.015.515.515非居民区12.512.512.012.011.513.3在最大计算风偏情况下，导线与山坡、峭壁、岩石之间的净空距离，不应小于表12所列数值。表12导线与山坡、峭壁、岩石之间的净空距离m线路经过地区最小净空距离步行可以达到的山坡9.0步行不能达到的山坡、峭壁、岩石6.513.4直流线路不应跨越屋顶为易燃材料做成的建筑物。对耐火屋顶的建筑物，亦应尽量不跨越，如需跨越时，应与有关单位协商或取得被跨越物物主的同意。直流线路不应跨越长期住人的建筑物。在最大计算弧垂情况下，导线与建筑物之间的最小距离为9.0m。直流线路导线与建筑物之间的距离，在最大计算风偏情况下，不应小于8.5m。极导线地面投影外侧5m范围内不得有长期住人的建筑物。13.534 直流线路跨越非长期住人的建筑物或邻近民房时，导线表面起晕场强取14kV/cm时的地面合成场强计算值应不超过15kV/m。13.6直流线路通过林区，宜采用加高杆塔跨越林木不砍伐通道的方案。当跨越时，导线与树木（考虑自然生长高度）之间的垂直距离不小于7m。当砍伐通道时，通道净宽度不应小于线路宽度加林区主要树种高度的2倍。通道附近超过主要树种高度的个别树木应予砍伐。直流线路通过公园、绿化区或防护林带，导线与树木之间的净空距离，在最大计算风偏情况下，不小于7m。线路在通过果树、经济作物林或城市灌木林时不应砍伐出通道。导线与果树、经济作物、城市绿化灌木以及街道行道树之间的垂直距离不小于7m。13.7直流线路与甲类火灾危险性的生产厂房、甲类物品库房、易燃、易爆材料堆场以及可燃或易燃、易爆液（气）体储罐的防火距离，不应小于杆塔高度的1.5倍。13.8直流线路与铁路、公路、河流、管道、索道及各种架空线路交叉或接近，应符合表13的要求。表13直流线路与铁路、公路、河流、管道、索道及各种架空线路交叉或接近要求项目垂直距离m水平距离m铁路至轨顶16杆塔外缘至轨道中心交叉：30平行：最高塔高加3m至承力索或接触线7.6(8.5)公路至路面16(2级及以上公路)14.5(其他公路)杆塔外缘至路基边缘开阔地区交叉：8平行：最高塔高路径受限制地区8（高速公路15）电车道至路面16杆塔外缘至路基边缘开阔地区交叉：8平行：最高塔高至承力索或接触线7.6(8.5)路径受限制地区8通航河流至5年一遇洪水位12边导线至斜坡上缘（线路与拉纤小路平行）最高塔高至最高航行水位桅顶7.6不通航河流百年一遇洪水水位7.6冬季至冰面12弱电线至被跨越物8.5与边导线间平行开阔地区最高塔高路径受限制地区（最大风偏情况下）8电力线至被跨越物7.6(8.5)与边导线间平行开阔地区最高塔高路径受限制地区（最大风偏情况下）13特殊管道至管道任何部分9边导线至管、索道任何部分开阔地区最高塔高索道至索道任何部分7.6路径受限制地区（最大风偏情况下）9注：1垂直距离中，括号内的数值用于杆（塔）顶。2直流线路跨110kV及以上线路、铁路、特殊管道、通航河流、高速公路及一级公路时，绝缘子串应采用双挂点双联串或两个单联串。14环境保护34 14.1线路的路径选择，应满足国家有关环境保护、水土保持等方面法律法规。输电线路的环境影响评价、环境保护工程设计和水土保持方案报告书、水土保持工程设计应符合《环境影响评价法》、《中华人民共和国水土保持法》等法令法规的有关要求。14.2路径选择应对自然保护区、森林公园、旅游风景区、旅游规划区、城镇规划区、开发区、军事设施、厂矿等重要区域采取避让原则。14.3线路邻近居民房屋处的合成场强应在限值以下，若超过限值，应予以拆迁。14.4线路路径应尽量避开大型林场、集中林区。对必须穿越林区的线路，宜采用高跨方式。14.5线路线下地面合成场强、无线电干扰和可听噪声应满足限值要求。14.6对沿线相关的弱电线路和无线电设施应进行通信保护设计并采取相应措施处理。14.7应根据地形选择最合适的塔型、接腿及基础，制定合理塔基保护措施。34 附录A（规范性附录）本规定用词说明A.1表示要准确的符合标准而应严格遵守要求的用词正面词采用“应”；反面词采用“不应”。A.2表示在正常情况下首先这样做的用词正面词采用“宜”；反面词采用“不宜”。A.3表示在规定范围内允许稍有选择的用词正面词采用“可”；反面词采用“不必”。A.4表示事物因果关系的可能性和潜在能力的用词正面词采用“能”；反面词采用“不能”。34 附录B（资料性附录）使用悬垂绝缘子串的杆塔，水平极间距离与档距的关系B.1对于使用悬垂绝缘子串的杆塔，导线水平极间距离与档距的关系如表B.1所示。表B.1使用悬垂绝缘子串的杆塔，水平极间距离与档距的关系水平极间距离m12131415档距m450620800970注：表中数值不适用于覆冰厚度15mm及以上地区。34 附录C（资料性附录）按人工污秽闪络特性选择绝缘子片数步骤C.1按人工污秽耐受（闪络）特性选择绝缘子片数步骤以人工污秽闪络特性选择绝缘子是通过试验得出各种绝缘子在不同的等值盐密下的直流污闪特性并据此来选择合理的片数。由于人工污秽直流闪络电压一般都低于自然污秽直流闪络电压，即均匀涂污绝缘子的人工污闪电压是自然污闪电压的下限，因此以人工污闪特性来选择绝缘子片数是有一定的安全裕度的。C.1.1确定等值盐密、灰密及上下表面积污比C.1.2确定使用的绝缘子长串U50%污闪特性曲线一般采用绝缘子厂家或有关科研试验机构提供的长串真型人工污秽闪络电压试验结果。C.1.3NSDD灰密校正K1绝缘子厂家或有关科研试验机构提供的绝缘子污闪试验值是在灰密NSDD=0.1mg/cm2或NSDD=1.0mg/cm2的条件下得来的，灰密NSDD对绝缘子污闪电压也有影响，随着灰密的增加，绝缘子污闪电压将下降，绝缘子污闪电压应根据实际灰密的影响进行修正，考虑校正系数K1。C.1.4上下表面积污比（CUR）校正K2绝缘子污闪试验值是在均匀污秽上下积污比CUR=1的条件下得来的，实际上直流绝缘子下表面比上表面积污严重得多。随着CUR的减小，绝缘子耐污闪电压将提高，绝缘子污闪电压应根据实际CUR进行修正，考虑校正系数K2。C.1.5污秽成分分析校正（盐密校正）K3人工污秽试验时绝缘子所涂污秽为纯NaCl，而自然污秽主要是石膏盐（CaSO4·2H2O）等成分，实际污闪电压会比实验室人工污闪电压高，因而可根据污秽实际情况考虑一定的污秽成分分析校正系数K3。C.1.6确定绝缘子单片设计污耐受电压单片污耐受电压U耐=K1*K2*K3*U´耐其中U´耐=（1-Kσ）*U50%绝缘子串污秽闪络电压按正态分布函数分布，标准偏差σ由试验数据计算得到。标偏系数K取值取决于ESDD的准确性，如ESDD值准确，则K值较小，反之取较大；也取决于线路的重要性，如线路特别重要，则要求单串闪络概率p小，因此K取较大值。C.1.7确定绝缘子串片数串片数N=Umax/U耐，Umax为最高运行电压。34 附录D（资料性附录）外绝缘放电电压的气象条件校正D.1外绝缘放电电压试验数据通常以标准气象条件给出。标准气象条件是气压101.325kPa；温度20ºC；绝对湿度11g／m3。注：lmmHg=133.322Pa，760mmHg＝101.325kPa。D.2外绝缘所在地区气象条件异于标准气象条件时,放电电压可按下式校正：u=（D.1）式中：u0—标准气象条件下绝缘放电电压，kV；u—实际放电电压，kV；δ—相对空气密度，标准气象条件下为1，不同海拔时可按表D.1(或实测数据)决定；H—空气湿度校正系数，由式(D.2)、式(D.3)决定；n—指数，与绝缘长度有关，由式(D.4)决定。表D.1不同海拔高度的气象参数海拔高度m0500100015002000250030003500相对气压10.9450.8880.8350.7860.7410.6950.655相对空气密度δ10.9550.90850.8650.8240.7840.7450.708空气绝对湿度hg/m3119.177.646.375.334.423.683.08D.2.1空气湿度校正系数Ha)工作电压。H=1+0.0125(11-h)(D.2)式中：h—空气绝对湿度，g/m3，不同海拔高度时可按表D.1(或实测数据)决定。b)雷电及操作冲击电压。H＝1+0.009(11-h)(D.3)D.2.2指数na)工作电压、正极性操作冲击电压。n＝1.12—0.12li(D.4)式中：li—绝缘的长度(对绝缘子即串的净长，对空气间隙即间距)，m。式(D.4)适用于1≤li≤6。对于另外的li，取n＝l。b)正极性雷电冲击电压。n=134 附录E（资料性附录）地面合成场强计算简化理论法E.1基本假设E.1.1空间电荷只影响场强幅值而不影响其方向，即Deutecsh假设（E.1）式中：ES——空间某点的合成场强，kV/m；——标称场强，kV/m；——标量函数。E.1.2电晕后导线表面电位保持在起晕电压值U0，当导线对地电位为U时，导线表面的值为,见式（E.2）（E.2）E.2采用逐步镜象法或模拟电荷法，沿无空间电荷场强的电力线计算无空间电荷下场强。E.3及空间电荷密度按式（E.3）和式（E.4）计算：（E.3）（E.4）式中：——导线表面电荷密度，可用迭代法求出；——空间电荷密度，nc/m3；——空气介电常数；——积分变量。E.4解式(E.3)和式(E.4)便可计算。34 附录F（资料性附录）公路等级F.1高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量为25000～100000辆，专供汽车分向、分车道高速行驶并全部控制出入的干线公路。F.2一级公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量为15000～30000辆，专供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。F.3二级公路一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为3000～7500辆，供汽车行驶的双车道公路。F.4三级公路一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为1000～4000辆，主要供汽车行驶的双车道公路。F.5四级公路一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为1500辆以下，主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。34 附件：±500kV直流架空输电线路设计技术规定条文说明34 1范围指定了本规定主要适用于标称电压为±500kV的直流架空线路。迄今为止，世界上的直流输电的标称电压分级比较复杂，且尚未形成标准，要完成适用于各种标称电压等级的技术标准，目前尚有困难。在我国，已建成投产的高压直流输电的标称电压大都为±500kV，对±500kV架空送电线路的设计和运行，我国已积累了较丰富的经验。因此，制定适用于±500kV架空送电线路的技术规定的时机和技术是成熟的。但考虑到我国有建设其它直流输电电压等级的可能性和直流输电技术原理的通用性，其它电压等级的直流线路可参照本规定执行。2规范性引用文件3总则3.1本条提出对送电线路设计的基本原则，要求处理好各方面的相互关系，如安全与经济；基本建设与生产运行；近期需要和远景规划等，目的是以合理的投资获得最佳的综合效益。3.2增加节能降耗内容。3.4为节省篇幅和避免重复，本规定未列入杆塔材料、杆塔结构设计技术规定、杆塔结构、基础等方面内容。使用此方面内容时，参照交流规定有关规定。3.5根据2008年初我国南方地区线路覆冰灾害情况,±500kV线路杆塔结构重要性系数取1.1~1.2。4术语和定义5路径5.1DL/T5092-1999条文5.0.1的修改条文。直流线路长，优化路径方案经济效益明显。现已大量使用卫片、航片、全数字摄影测量系统等航测新技术进行路径选择工作，因此条文中增加了此方面内容。5.3DL/T5092-1999条文5.0.2的修改条文，增加了路径选择应尽量避开导线易舞动区内容。东北的鞍山、丹东、锦州一带，湖北的荆门、荆州、武汉一带是全国范围内输电线路发生舞动较多地区，导线舞动对线路安全运行所造成的危害很大，诸如线路频繁跳闸与停电、导线的磨损、烧伤与断线，金具及有关部件的损坏等等，都会造成重大的经济损失与社会影响。因此舞动多发区应尽量避让。5.5根据2008初南方地区线路覆冰灾害情况提出此条。6气象条件6.5根据2008年初我国南方地区覆冰灾害情况,对线路基本覆冰划分为轻、中、重三个等级，采用不同的设计标准。6.6根据2008年初我国南方地区覆冰灾害情况,提出对重要线路提高设防标准。6.8强调在特殊地带，线路应加强抗风和抗冰能力。7导线和地线7.1导线截面一般先根据线路的输送容量，按合理的经济电流密度，选择几个标准的导线截面进行经济技术比较来确定。经济电流密度应根据各个时期的电线价格、电能成本及线路工程特点等因素分析决定。我国目前尚未制定出合适的数值，一般仍按1956年水电部颁发的经济电流密度值使用。早期设计的一些高压直流输电线路主要考虑发热，对电场效应考虑不多。随着电压等级的不断提高，电晕放电对环境产生的影响不断引起人们的重视。目前，为选定导线截面，一般分为两步：首先根据系统输送容量选择几种规格导线截面进行经济分析比较，以确定最佳截面；然后从电气性能上考虑导线表面电位梯度、无线电干扰、可听噪音等因素，以求对环境影响控制在允许范围内。导线表面电晕可引起电晕损失、无线电干扰、电视干扰、电场效应和可听噪声等对环境的影响问题。7.2输电线路的无线电干扰主要是由导线、绝缘子或线路金具等的电晕放电产生，这一点上直流和交流没有本质的差异，而直流和交流线路的无线电干扰水平的差异主要表现在气候、极性等方面。坏天气直流线路无线电干扰水平要低于好天气，这与交流线路正好相反。直流线路的正极产生的无线电干扰要比负极大的多，一般负极的干扰可以忽略不计。（1）国内外限值标准目前国内外关于无线电干扰限值要求列表如表7-1。34 表7-1无线电干扰限值标准无线电干扰限值0.5MHz无线电干扰限值1.0MHz备注15m处（dB）20m处（dB）15m处（dB）20m处（dB）DL/T691-1999GB15707-199557*5552*50500kVIEEE规定61*59*5654*美国规范53-58加拿大标准6057.255*52.2*500kV线高8m泰西蒙咨询葛南线采用标准65*63*60*58±500kVQ/GDW102-20036355－5858*50－53750kV*属折算值（2）推荐的无线电干扰控制值鉴于交流电晕产生的无线电干扰与直流电晕产生的无线电干扰具有相似的特性，过去我国±500kV直流线路的无线电干扰允许值一直参照500kV交流线路的标准执行。运行中尚未发生任何投诉。事实上直流线路的干扰危害比交流线路要小些，CIGRE和其它研究表明对于一个相等的接受信能，在交流旁22dB的信杂比和直流线路旁大约17～20dB的信杂比相当。所以直流线路可以把交流线路的无线电干扰值提高2～3dB。葛－南线、三峡－上海线就是把无线电干扰值由55dB提高到58dB。本条文对直流线路的无线电干扰限值规定为58dB。7.3我国对输电线路的可听噪声未制定相关标准，美国电力研究协会（EPRI）认为，在直流线路走廊边缘50%概率噪声水平不得超过42.5dB(A)。美国能源部规定，在走廊边缘好天气的50%概率噪声水平不得超过45dB(A)。美国能源部（DOE）建议将直流输电线路可听噪声限制在40～45dB（A）范围内，50%概率好天气不超过该值。我国城市区域环境噪声标准GB3096-93规定如表7－2。表7－2城市5类环境噪声标准值类别噪声标准值适用区域昼间夜间05040适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域。位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。15545适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。26050适用于居住、商业、工业混杂区。36555适用于工业区。47055适用于城市中的道路交能干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声(指不通过列车时的噪声水平)限值也行该类标准。34 输电线路大多数选择远离居民密集的地区走线，但不能排除接近乡村居民的分散住户、学校等区域，所以，线路经过的大部分地区属于1、2类。考虑到输电线路的噪声的不间断性，应该按夜间的噪声标准进行限制，那么的噪声限值就是45－50dB(A)。500kV交流输电线路的可听噪声(L5）不宜超过55dB(A），已被国家环保总局认可。交流的55dB（A）是指在小雨、潮湿导线情况下，年出现概率值为5％的可听噪声值，若换算到好天气50％概率的可听噪声值要减去7～10dB（A）。因此直流线路可听噪声限值（好天气50％概率的可听噪声值）参照交流线路可听噪声限值选取，即为45～50dB（A）。换算到年出现概率值为5％的可听噪声值为51～56dB（A）（L5＝L50＋6），低于交流线路。本条文规定限值为45～50dB，下限值用于一般乡村居住环境区，上限用于人烟稀少地区。考虑到无线电干扰的限值的参考距离为边相导线外投影20m，为了与之一致，可听噪声限制指标也以边相导线外投影20m为参考距离，在导线选取时采用上述标准。在500kV交、直流线路设计时由于采用4分裂导线，可听噪声水平很低，一般在40dB（A）以下，不起控制作用。7.4同DL436-20055.1.3.4条文。7.5导线表面电晕可引起电晕损失、无线电干扰、电视干扰、电场效应(场强和离子流)和可听噪声等对环境的影响问题。目前我国已建±500kV直流线路采用的导线型号全为4分裂，具体为4×LGJ-300（葛上直流）、4×LGJ-400（天广直流）、4×LGJ-720（三常直流、贵广直流、三广直流等）等三种。葛上直流4×LGJ-300导线各项计算指标（表面场强、合成场强、离子流）最大，如导线采用3分裂或2分裂，可将葛上直流4×LGJ-300导线各项计算指标作为参考，另外无线电干扰、可听噪声同时满足限值要求，无线电干扰不大于58dB(μV/m)，可听噪声不大于45dB(A)。规定表1中数据即根据此得来。表7-3导线表面场强、合成场强、离子流密度、可听噪声、无线电干扰计算值导线直径（mm）分裂根数分裂间距（mm）最大合成场强（kV/m）最大离子流密度nA/m2导线表面电位梯度（kV/cm）0.5MHz无线电干扰20m处（dB）20m处可听噪声（dB）备注23.72445029.91-122.7428.40349.1041.14葛上线33.2350027.76-109.2126.3351.8840.9530.0350029.59-122.2328.50853.3442.1630.15350029.50-121.5828.39553.2542.1044.6260027.69-110.4426.82757.6942.2740.5260029.33-122.3328.90159.0843.3841.5260028.91-119.3028.3658.7043.0948.3260026.04-99.89525.24856.7541.397.6本条文根据直流输电系统过负荷电流的特点，对在验算导线允许载流量时采用的电流做了规定。直流系统允许过负荷运行，特别是当一极突然出现故障时，为了保持系统稳定，另一健全极可继续运行，并希望在短时间内能输送更多的功率。因此，一般线路及大跨越导线应满足系统过负荷运行要求。流过直流线路上的最大电流的确定，往往由换流站整流阀在冷却设备系统投入运行后可通过的最大电流来确定。根据我国已建成投产的(葛上、天广、三常、贵广、三广)直流输电工程换流站整流阀设备参数，流过换流站整流阀允许的最大电流与持续时间有关。表7-4列举了Siemens和ABB两公司生产的整流阀允许的最大电流与持续时间的关系。表7-4整流阀允许的最大电流与持续时间持续时间最大允许电流（额定电流的倍数）SiemensABB34 3s1.501.505s1.401.5010s1.351.412h1.201.31长期1.101.16由表7-4可以看出，ABB公司生产的整流阀2h允许的最大电流可达1.31倍的额定电流，10s钟可达1.41倍的额定电流。对此，考虑到小于2小时出现更大过负荷的可能性，直流导线截面（特别是大跨越）宜按1.35倍额定电流校核热稳定。7.8同交流规程相比，增加了架空地线复合光缆（OPGW）内容。7.9国内已建成的500kV交直流线路除大跨越外均为4分裂导线结构型式有多年来的运行经验：一般档距不须再考虑防振措施，只对档距在500米以上加装防振锤。目前国内大跨越导地线采用的防振措施有：纯防振锤防振方案，阻尼线防振方案，阻尼线、防振锤联合防振方案，交叉阻尼线、防振锤联合防振方案，圣诞树阻尼线防振方案等，具体的大跨越导地线防振方案应根据运行经验或通过试验来确定。7.10在选择线路路径时应尽量避开导线易发生舞动地区，如必须通过，则导线应采取或预留防舞动措施。东北的鞍山、丹东、锦州一带，湖北的荆门、荆州一带是全国范围内输电线路发生舞动较多地区，导线舞动对线路安全运行所造成的危害十分重大，诸如线路频繁跳闸与停电、导线的磨损、烧伤与断线，金具及有关部件的损坏等等，都会造成重大的经济损失与社会影响。以下是几次典型线路舞动案例：（1）1985年11月22日，鞍山、辽阳地区，导线为LGJ-120-400型。夜降小雨，5时气温降至-3℃，风速6~10m／s，雨转雪，发生舞动。共波及线路27条，引起跳闸57次，有的线路在24min内跳闸5次而被迫退出运行。因弧闪烧伤导线24根。（2）1987年2月19~21日，湖北省钟祥县境内500kV姚双与双凤线中山口大跨越(由西向东跨越汉江)发生强烈舞动，其时，气温为-1~-3℃，风速4~18m／s，风向西北偏北，基本上垂直导线走向。有雨凇与冻雨，覆冰厚度约15mm。舞动时，跨越塔塔身摇晃，横担顺线摆动，金具产生很大的撞击声。6相导线全部舞动，最大舞幅峰¾峰值达10m。舞动造成大量金具与护线条损坏，上相子导线有3根受到严重磨损。（3）1987年3月29至30日，沈阳、鞍山、辽阳地区共有12条66~220kV线路发生舞动。当时气温为-5~-7℃，风速4.4~6.7m／s，风向与线路成60°夹角，覆冰厚度10mm，最大舞幅1~2.8m。舞动引起各线闪络短路、跳闸9次以上，以致烧伤导线11根、地线1根、断线1根。（4）1990年1月29~30日，出现一场遍及湖北、湖南及安徽等省的大范围的雨凇、雪凇天气，三省共有13条35~500kV线路发生舞动。在湖北中山口大跨越，经过较好治理的相线舞幅被压低至0.5m，而未经治理的相线舞幅仍然达到6~7m。（5）2003年2—3月间，由于两次强冷空气侵入，造成湖北荆门区域突降冰粒，导致500kV龙斗Ⅰ回、龙斗Ⅱ回、斗双、斗白等线路发生大面积、长时间、强烈的导线舞动。舞动造成龙斗Ⅱ回180#中相绝缘子串钢脚球头断裂，导线掉落事故；斗双线导线对地线放电，线路故障跳闸，中断送电等危及电网安全的严重情况。同时，舞动也造成部分杆塔螺栓松动、磨损、脱落；绝缘子金具受到强烈冲击的严重情况。现行的防舞措施，概括起来大约可分为三大类：其一，从气象条件考虑，避开易于形成舞动的覆冰区域与线路走向；其二，从机械与电气的角度，提高线路系统抵抗舞动的能力；其三，从改变与调整导线系统的参数出发，采取各种防舞装置与措施，抑制舞动的发生。防舞动装置有集中防振锤、失谐摆、双摆防舞器、终端阻尼器、空气动力阻尼器、扰流防舞器、大电流融冰等。国内目前用得较多的防舞装置为集中防振锤、失谐摆、双摆防舞器等。各个工程的具体防振方案可通过运行经验或试验确定。7.11在原交流规程基础上增加了大截面钢芯铝绞线（铝钢截面比在11.34——14.46）的缩性伸长率和采用降温法补偿的温度值。8绝缘子和金具8.134 棒式绝缘子包括复合绝缘子、棒形瓷绝缘子。国内自80年代末开始批量使用复合绝缘子，最大使用荷载设计安全系数大都为3.0，至今运行情况基本良好，虽出现极个别串脆断，多是产品质量问题。90年代末以来，棒形瓷绝缘子也得到一定数量的使用，最大使用荷载设计安全系数都为3.0，运行情况良好。因此本条文规定棒式绝缘子最大使用荷载设计安全系数为3.0。DL/T5092-19998.0.1条文对瓷质盘型绝缘子有校验常年荷载安全系数的要求，华东院就此提出以下建议：即使常年荷载对玻璃绝缘子玻璃件的影响较小，但对玻璃绝缘子金属部分产生疲劳的作用与瓷绝缘子一样，因此玻璃绝缘子也应受到常年荷载的限值；国产瓷绝缘子产品质量不断提高，在目前有条件择优选购的情况下，在限制常年荷载的问题上瓷质绝缘子和玻璃绝缘子可以等同看待；常年荷载安全系数不仅对绝缘子有影响，对金属件也有影响，因此常年荷载安全系数取4.0。电力规划设计总院以电规总送（2002）73号文，对华东电力设计院《关于盘型绝缘子常年荷载安全系数的复函》，已明确在择优采购的情况下，瓷和玻璃绝缘子在限制常年荷载问题上可以等同看待，其常年安全系数一般送电线路工程按不低于4.0考虑。8.2具有直流配方、并装有牺牲电极的直流绝缘子已在我国直流工程中大量使用，取得了很好的运行经验。GB/T19443-2004《标称电压高于1000V的架空线路用绝缘子——直流系统用瓷或玻璃绝缘子元件——定义、试验方法和接受准则》为直流绝缘子的技术性能提出了明确的要求。8.3直流线路棒形悬式复合绝缘子已大量用于我国直流输电线路，并制定了行业标准DL/T810-2002《±500kV直流棒形悬式复合绝缘子技术条件》。8.7与横担连接的第一个金具受力较复杂。第一个金具不够灵活，不但本身易受磨损，还将影响相邻的金具受磨损，1988年发生在500kV大房线上的球头断裂事故是一个例证。因此，现在设计的500kV线路，对第一个金具的选择，除了要求结构上灵活外，同时要求强度上提高一个等级。8.8直流输电线路地线一般是直接接地的。如果直流线路在接地极附近通过，当直流系统以大地返回方式运行（特别是大电流运行）时，由于大地电位升高，直流地电流可能通过杆塔和地线从一个杆塔流进，从另一个杆塔流出，从而导致杆塔和基础被腐蚀。根据模拟计算，如距离大于10km，接地极地电流可能导致杆塔及基础的腐蚀量是很轻微的，可以忽略不计。此外，如果直流（交流）线路与接地极很近，当直流系统以大地返回方式运行（特别是大电流运行）时，地电流可能通过杆塔和地线，返回到换流站（变电站）接地网，再通过接地网、中性点接地的变压器流入到交流系统中，从而导致变压器磁饱和。消除或缓解接地极地电流对杆塔的腐蚀影响和对换流站（变电站）变压器磁饱和影响的方法比较简单，只要将靠近接地极的线路地线进行绝缘即可解决问题。9绝缘配合、防雷和接地9.1作为绝缘配合的基本原则，直流线路瓷或玻璃绝缘子串以及直流棒形悬式复合绝缘子，都应能耐受额定工作电压、操作过电压和雷电过电压。9.2直流绝缘子的积污较交流绝缘子严重，而其操作过电压水平也不高，故瓷或玻璃悬垂绝缘子串的绝缘子片数由污秽条件下的额定工作电压决定，操作过电压一般不成为选择绝缘子片数的决定条件。雷电过电压则仅用以校验线路的耐雷水平是否满足需要。由于复合绝缘子的长度有可能仅为相同环境下瓷或玻璃悬垂绝缘子串长度的3/4，其操作过电压耐受水平以及耐雷水平应受到关注。9.3给出了直流线路防污设计的基本原则。全国电力系统的运行管理部门都开展了划定污区分布图的工作，并定期进行修订，有力地指导了防污闪工作。但是污区分布图直接用于直流，还需要充分考虑在交直流电压下绝缘子积污特性的差异，以及直流电压下不同类型绝缘子的污耐压特性试验结果，使绝缘选择的工作更趋于科学、合理。从理论上讲，按自然积污的闪络特性选择绝缘子片数较合适，然而这对于实际工程而言是难以做到的，所以目前主要根据直流绝缘子的人工污秽的闪络特性来确定直流线路绝缘子片数。34 当直流绝缘子无可靠数据时，也可参照污秽等级按爬电比距法选择绝缘子片数。按泄漏比距选择绝缘子片数是交流线路常用的方法，此方法在交流上已有很长时间的运行经验，简单易行。但直流线路按爬电比距选取绝缘子片数还缺乏足够的运行经验，只能总结现有交流线路的运行经验，再考虑二者积污特性和污闪特性的差别，外推到直流线路的设计中。±500kV直流线路极电压是500kV交流线路相电压的倍，因此直流的爬距要求最起码是交流的倍，另外还应考虑两者之间的积污差异和污闪特性差异。2000年5月中国电力科学研究院曾会同有关省电力试验研究所对葛上直流线路的外绝缘运行状况进行调查，并将葛上直流绝缘子串的放电现象和邻近的交流线路进行了对照比较，发现当直流绝缘子串的实际工作比距低于交流绝缘子串的1.7倍时，表面放电状态存在较为明显的差别，当比距倍数为1.9~2.0时，两者的表面放电趋向同一。因此本条文规定，当用爬电比距法选择绝缘子片数时，直流线路的爬电比距不宜小于同地区交流线路爬电比距的2.0倍。9.4我国直流线路污区一般划分为清洁区（或一般地区）、轻污区、中污区和重污区，对应的等值盐密分别为0.03mg/cm2，0.05mg/cm2，0.08mg/cm2和0.15mg/cm2，对应的灰密分别为0.18mg/cm2，0.3mg/cm2，0.48mg/cm2和0.9mg/cm2。我国第一条±500kV直流线路葛上直流（葛洲坝－上海），最少绝缘子片数为30片和32片，第二条直流线路天广直流（天生桥－广州）绝缘配置同葛上直流基本一致，最少绝缘子片数为32片。龙政直流（三峡－常州）最少绝缘子片数提高到了34片。葛上直流89年9月17日单极投入运行，90年8月双极投运。98年9月之前由于负荷交换不多，直流线路多在低电压下运行，污闪情况反映不多。全压满负荷运行后，污闪不断发生，至2000年4月，全线共发生污闪20次（90年2次，92年1次，95年1次，96年2次，97年3次，98年2次，99年5次，2000年1-5月4次）。葛上直流于2000年底进行了大规模的调爬，这次调爬尽量增加绝缘子片数（从原来30片或32片增加至34片），摇摆角不满足要求的杆塔采用合成绝缘子。调爬后至2002年底，湖北段又发生4次污闪，华东段也发生多次。因而2002年底又进行了第二次大规模的调爬。经两次调爬后，大部分悬垂串和跳线串已更换为合成绝缘子（湖北段使用合成绝缘子的杆塔已占总数的70%以上），耐张串涂刷RTV涂料。天广直流2000年12月26日单极投运，2001年6月26日双极投运，投运伊始就是全电压运行。从01年7月份开始在凌晨大雾情况下许多杆塔绝缘子有异常响声和发光等现象，8月份就发生了闪络，至2002年初全线共发生三次污闪。2002年2月进行了全线调爬，一般地区都尽量调到34片或35片，不能增加绝缘子地方则更换为合成绝缘子。2003年无污闪，2004年全线发生3次污闪，均在广东境内。2005年1月，广东段进行全线调爬，主要采用了更换合成绝缘子和安装增爬裙的措施，2005年4月起，贵州和广西段也陆续调爬。龙政（三常）直流2002年12月21日单极投运，2003年6月21日双极投运，投运后一直处于满负荷全压运行。2004年1月6日，安徽段发生首次污闪跳闸；2004年2月19日，江苏段又发生两次污闪跳闸。2004年3月，龙政线全线进行了调爬，一般地区绝缘子片数尽量调至37片，由于杆塔尺寸限制不能增加片数的采用合成绝缘子，耐张串张串涂刷RTV涂料。2004年11月至12月，安徽段由于大雾又发生多次污闪，2005年2月湖北段荆门地区由于大雾短时间内连续发生多次污闪跳闸。2005年3月，全线进行第二次调爬，采用加片数、更换合成绝缘子及涂刷RTV涂料等方法提高绝缘强度。两次调爬后，全线大部分杆塔采用了合成绝缘子，如湖北段399km线路60%杆塔使用了合成绝缘子，总数达到了2150支（刚投运时合成绝缘子数量为930支）。2001年和2002年开始设计的贵广一回直流（贵州－广东）和三广直流（三峡－广东），污区划分时取消了清洁区，起步最少绝缘子片数为37片，局部污秽严重时增加绝缘子片数，使用的合成绝缘子数量也较多。三广直流2004年2月8日单极投运，2004年6月6日双极投运，一投运即处于满负荷全压运行，运行后一年半时间未发生污闪，但05年12月份湖南段发生多次污闪。贵广直流2004年7月16日单极投运，2004年9月20日双极投运，一投运即处于满负荷全压运行。到目前为止近两年时间未发生污闪。最近设计的几条直流线路绝缘子片数都不低于37片，达到了40片。160kN和210kN通用直流盘型绝缘子结构高度为170mm，爬电距离为545mm。34 9.5直流线路耐张串也曾发生过污闪，在雨水不是特别充足的地区耐张串绝缘子片数宜不少于悬垂绝缘子片数。对于重污秽地区，耐张串绝缘子片数能否减少可根据运行经验确定。9.6复合绝缘子在直流线路应用越来越多，目前基本设计情况是：轻污区，复合绝缘子同盘式绝缘子爬距基本相当；中、重污区，复合绝缘子爬距低于盘式绝缘子爬距，但不小于3/4。中、重污区复合绝缘子的使用情况有待以后实际运行情况的进一步检验。由于有效绝缘长度减小，而绝缘耐雷水平与绝缘长度密切相关，因此条文中强调了应满足雷电过电压的要求。9.7由于高海拔地区的大气参数不同于低海拔地区，因此，高海拔地区的电气外绝缘特性也与低海拔地区有较大差异。一般认为，大气参数对电气绝缘放电产生影响的是气压、温度和湿度三个主要参数。气压的高低主要取决于海拔高度，且随海拔高度的增加而下降，基本上呈线性关系；气温的高低不仅与海拔高度有关，而且也与纬度、地表水陆分布、地形、地貌、气流等条件有关，但在一定地区范围内，仍随海拔高度增加而降低，且基本呈线性关系；影响绝对湿度的因素十分复杂，与海拔高度、纬度、大气中水分的凝结、蒸发、降水量等都有关，各个地区的绝对湿度与海拔高度大致呈指数规律下降。因此，考虑到相对空气密度随海拔高度升高而减小，常将气压和气温以相对空气密度来表征，而把绝对湿度仍作为一个单独的参数。同时，从大量的研究结果分析，虽然气温的下降会使放电电压有所提高，但气压和绝对湿度的下降会使放电电压降低，三个大气参数总的效应是使放电电压随海拔高度增加而下降。因此，大多数国家和国际电工委员会（IEC）目前都推荐用相对空气密度和绝对湿度两个参数来表征大气条件对电气外绝缘放电电压的影响。但不少研究人员也发现：不仅温度和湿度两个参数并不是相互独立的，而且相对空气密度与绝对湿度对放电电压的影响也不是独立的。因此，大气参数对电气外绝缘放电影响的研究目前仍处于不断深入和完善的研究阶段。为了将不同大气条件下的试验结果校正到统一的大气条件下进行比较，IEC和国内外都规定了标准参考大气条件，即：温度t0＝20℃；气压P0＝101.3kPa；绝对湿度h0＝11g/m3。正如前面所述，随着海拔高度的升高，气压、温度和绝对湿度都随之下降，电气外绝缘的放电电压将会降低。为了正确选择高海拔地区的绝缘水平，必须将在给定试验条件（温度t、压力P、绝对湿度ha）下测得的破坏性放电（击穿或闪络）电压值换算到标准大气条件（t0，P0，h0）的电压值。反之，也可将标准大气条件下的试验电压值换算到实际大气条件的数值。目前对污秽绝缘子的闪络电压与气压的关系一般均采用Philips的公式表示，即（9－1）式中：Ph－海拔高程为h时的气压P0－基准气压101.325kPaVh－气压为Ph时的污闪电压V0－气压为Po时的污闪电压m－海拔高度校正指数气压与海拔高程的关系见标准DL/T620－1997附录D。收集到的m试验值归纳如下：表9－1校正指数m试验单位污秽类别尘土覆冰加拿大魁北克水电研究所0.35日本东京大学0.35日本NGK公司0.44中国重庆大学0.400.66加拿大0.350.46*34 前苏联和瑞典0.5*注：为模型试验数据。计算表明，若取均值m＝0.5（IEC建议值），当变化为0.4～0.6时，海拔在3500m及以下时，闪络电压的波动范围为±3％，应该是可以接受的。大体而言，海拔每升高500m，绝缘子应补偿3～4％。9.8本条文给出了直流线路对绝缘子串正极性50%操作冲击放电电压的要求。9.9、9.10同DL436-2005条文6.3.1、6.3.2，增加了绝缘子串为V型串有关内容。9.11表6取值根据中国电科院试验所得的直流50%操作闪络电压与空气间隙的关系曲线得来。泰西蒙公司在咨询葛上直流和天广直流工程时用TROP程序算得操作过电压所要求的空气间隙值500m和1000m海拔分别为2.75m和2.95m。我国直流线路实际设计时操作过电压空气间隙取值为2.75m和2.95m，因为塔头间隙园主要受工作电压控制，操作过电压空气间隙取2.75米和2.95米不会加大杆塔尺寸，对线路的经济指标不会有什么明显的影响。一直以来的观点认为，直流线路并不怕雷击，因为就算雷击造成了绝缘子串闪络或带电部分对塔身放电，在很短时间（100ms）内，直流系统两端控制系统能很快动作，使故障极闭锁，因此，直流线路雷击闪络对绝缘子和导线造成的损伤比交流系统要轻得多。另外，故障极在很短的时间内就能够升压启动(相当于交流自动重合闸)，如空气自绝缘恢复则就能很快恢复供电。直流两极电压相差1000kV，相当于两极不平衡绝缘，雷击不会造成两极同时故障，即使一极雷击故障，另一极仍可输送额定功率的一半，因此直流系统遭雷击对系统的影响与交流相比要小得多。所以自葛上直流以来，直流线路在进行塔头尺寸规划时并没将雷电过电压下的空气间隙作为控制条件。9.13本条文规定了500kV直流输电线路带电作业条件下带电部分对杆塔接地部分的校验条件和校验间隙。操作过电压幅值具有正态分布、韦尔斯分布或极值分布的特点，在进行绝缘设计时，一般均假定幅值为正态分布。操作过电压幅值可用Umax和U2%来表示。Umax指大于它的过电压值出现的概率仅0.135％，U2%指大于它的过电压出现的概率为2％。在决定带电作业间隙时，考虑到带电作业人员的安全，操作过电压按Umax来进行计算，并考虑0.3-0.5m的人体活动范围。根据绝缘配合的原则，直流线路塔头组合间隙的50%操作冲击放电电压，可参照规定中公式（6）计算，但其分母括号内需取3倍放电电压变异系数，即耐压保证率为99.86%。对于海拔高度在1000m及以下的地区，由上述公式计算得到50%操作冲击放电电压为1121kV。中国电力科学研究院在1985年进行的500kV直流输电线路导线-杆塔空气间隙放电特性试验结果可知，在3-5m的间隙距离范围内，直流叠加操作冲击放电电压约高于单独加操作冲击的3-4%。50%操作冲击放电电压1121kV对应的操作冲击间隙距离为2.85m，而直流叠加操作冲击间隙距离大约为2.62m，即按操作冲击选取的间隙距离比较偏于保守。直流输电线路带电作业所需空气间隙距离应由操作过电压确定。葛南直流线路带电作业间隙根据国外咨询公司推荐为3.8m，其中考虑了0.9m的裕度。国内带电作业间隙考虑的裕度为0.3-0.5m，因此，直流线路带电作业校验间隙可取为3.8-0.9=2.9m，与电科院的试验推荐值相吻合，再考虑0.3-0.5m的人体活动范围，带电作业间隙距离总长度为3.4m。9.14500kV直流和交流线路都全线假设双地线。9.15最近几年以来，500kV线路杆塔地线对导线的保护角一般都不大于10°。10导线布置10.1国内外已建直流线路都为单回、两极，故适宜水平布置。如房屋密集、线路走廊特别紧张，也可将两极导线垂直布置在铁塔的一侧，此种布置可大大减少房屋拆迁。三峡－上海（三沪）直流在江、浙、沪局部地段使用了导线垂直布置型式。10.2导线极间距离选择参考交流线间距离要求公式。由于直流的极间电压是交流线电压峰值的倍，因此计算公式将电压U改为了。34 如导线为垂直排列，极间距离可取水平极间距离计算结果的75％。11杆塔型式12杆塔荷载13对地距离及交叉跨越13.2导线对地最小距离主要取决于两方面因素，一方面是要考虑在各种过电压作用下保证安全的最小距离；另一方面考虑电场效应对环境的影响。同交流线路一样，导线对地距离同样受地面电场强度控制，在满足地面场强限值要求情况下，各种过电压作用下的安全距离都能得到保证。对直流输电线路而言，就是要把地面附近的电场、离子电流和空间电荷密度限制在一定的范围内，减小对线下人体和牲畜的静电感应影响，以及可能出现的稳态电击和暂态电击现象，使人在线路下面活动不会受到很大的影响。下表为各国直流线路工程限值情况。表13-1各国直流线路限值情况规范及标准限值内容备注美国80版DOE规范线下最大静电场强Ee为15kV/m日本环境部规范线下最大允许标称场强Ee为9kV/m加拿大线下最大Es=25kV/m；J=100nA/m2走廊边缘标称Ee=2kV/m巴西地面最大合成场强Es=40kV/m伊泰普前苏联规范线下Es=15kV/m，J=20nA/m28小时线下Es=15-20kV/m，J=25nA/m25小时线下Em=60kV/m1小时无人居住Es=25kV/m有人居住Es=10kV/m±750kV泰西蒙咨询葛南标准线下5％概率的合成电场Es为30kV/mDL436-91(直流规定)线下Es=30kV/mJ=100nA/m2，民房Ee=3kV/m龙政、三广等直流线下Es=30kV/mJ=100nA/m2，民房Ee=5kV/m按照美国能源部超、特高压输电线路电气与机械设计规范（1980版）规定，直流线路无电晕时的电场强度取线下为15kV/m。世界各国超高压交流线路地面场强限值大多在8～12kV/m间。直流电场的作用和交流电场有很大的不同，直流没有通过电容耦合的感应现象，线下物体上流过的电流决定于导线电离后空间离子流大小，仅为交流线路感应电流的一小部分。在美国能源部1980年颁布规范时，认为空间电荷引起的电场难以计算，为了设计目的，采用比较简单的计算静电场的方法来确定对地距离，静电场的限值确定比交流高一个等级，为15kV/m。日本环境部规范规定为9kV/m。但实际上对直流线路来说只考虑静电场是没有意义的，因为直流线路下的电场由两部分合成的，一部分是导线所带电荷产生的静电场，通常称为标称电场；另一部分是由空间电荷产生的电场。这两部分的电场叠加，称为合成场强。人在直流线路下的感受实际上是合成场强的作用。直流电场强度普遍高于同一电压等级的交流线下的场强。但因为直流情况下没有电容充电电流，所以人对直流电流和直流场强的承受水平比交流要高。美国Delles直流试验中心试验表明，直流场强达20kV/m时，人有非常轻微的感觉；30kV/m时，头皮有轻微刺痛和毛发有刺激感；40kV/m时，脸和腿有感觉。美国能源部规范规定线下静电场强限值为15kV/m，但没有指出最大允许的综合场强。美国太平洋联络线升压到500kV时，综合电场限制为30kV/m。我国第一条直流线路葛上线设计时，通过咨询泰西蒙公司以及电科院试验线路下的实际试验，确定合成场强的限值为30kV/m，离子电流密度的限值为100nA/m2。表13-2±500kV葛南直流送电线路对地距离和地面场强线路经过地区对地距离（m）档中最大总场强（kV/m）线下平均总场强（kV/m）34 居民区1626～20.0非居民区12.536.226.0泰西蒙公司在为葛上直流所作的研究报告中计算合成场强和离子电离密度时，取电晕起始电场为14kV/cm，此时为满足地面合成场强30kV/m的限值，导线采用4×LGJQ-300时对地最低距离需14.4米。如对地距离取为12.5m，据泰西蒙计算地面最大场强达36.2kV/m，后来考虑到最大合成场强仅指最大弧垂下正极导线档距中央外侧2～3米处5%的概率值，出现机率少，范围小，因此葛上直流最小对比距离还是取12.5米。实际上在电科院的±500kV直流试验线路(导线为LGJQ-300)下的场强实测证明，导线对地最小距离12.5m就可满足30kV/m的限值要求，它相当于电晕起始场强为18kV/cm左右时的计算结果(此时相当于皮克公式中粗糙系数取0.48左右)。泰西蒙公司自己也认为，为计算地面场强及其他电效应对电晕起始电场的取值(14kV/cm)是很保守的(即偏低)，实际电晕起始电场在此值以上。葛上直流已投运多年，曾对地面场强进行实测。从实测看，实际场强均小于其设计标准30千伏/米，且实际运行中未得到任何不良反映。天广直流导线为4×LGJ-400，根据葛上直流设计运行经验并通过有关计算，导线对地最小距离也是取12.5m。三常直流、三广直流、贵广直流以及正在施工的三沪直流导线都是采用大截面导线LGJ-720，地面合成场强以及离子流密度较葛上和天广直流小许多，为节省投资，对地距离取为11.5m，即使如此，地面合成场强及离子流密度仍比葛上直流小，具体数值见表13-3。已建±500kV直流线路离子流密度都以100nA/m2为限值，线下人体最大截获电流约为530nA，该值和交流500kV线下人体感应电流相比小一个数量级，又比直流感觉的临界值小2个数量级，人一般不会有任何感觉。下表为部分已建直流工程合成场强和离子流密度计算值（导线起晕场强取18kV/cm）。表13-3国内外部分直流工程的电场强度和离子流工程名称国家电压(kV)导线结构(n×mm)表面场强(kV/cm)标称场强(kV/m)合成场强(kV/m)离子流密度(nA/m2)太平洋联络线美国±4002×45.820.5611.5720.8272.14太平洋联络线美国±5002×45.825.9714.4626.0290.17CU工程美国±4002×38.224.145.117.0*26.0*纳尔逊河加拿大±4502×40.725.879.020.0*55.0*伊泰普巴西±6004×34.124.8414.4629.89110.35葛上直流中国±5004×23.9428.111.9928.75101天广直流中国±5004×26.825.8912.3627.1162.08三常、贵广、三广等直流中国±5004×36.220.3514.2123.6671.99以上分析了已建直流工程情况，对于直流输电线路，可将确定导线对地距离的要素和限值定为：合成场强限值取30kV/m，离子流密度限值取100nA/m2。目前我国已建±500kV直流线路采用的导线型号为4×300（葛上直流）、4×400（天广直流）、4×720（三常直流、贵广直流、三广直流等）等三种，如采用4×500或4×630，对地距离可取12.5m和11.5m中间值12m，此时地面合成场强和离子流密度是满足要求的。对于人员活动频繁的居民区，合成场强限值应适当降低，限值可取为25kV/m，在此场强下，人基本上无感觉。葛上直流导线在居民区的对地距离确定为16m，此时地面合成场强小于25kV/m。为简单起见，其他导线型式在居民区对地距离也取16m，同葛上直流相比是有一定裕度的。13.3、13.4、13.6、13.8葛上直流导线对步行可到达的山坡和步行不能到达的山坡、岩石的最小净空距离以及对各种设施及障碍物的最小距离是根据泰西蒙公司根据美国电气安全规程规范提供的计算结果，并结合我国交流500kV34 线路的规定而确定的。葛上直流运行多年，无不良反映。后面所建直流工程取值同葛上直流都是一致的。13.5直流线路邻近民房时，住房所在地的未畸变电场不宜取得太高，以免对居民日常生活造成过多麻电现象，它们虽不致损害健康，然而毕竟是恼人和不愉快的。但也不能取得太低，不然会不必要地增加大量的拆迁费用和影响建设工期。参照现行交流规程规定：330kV线路同220kV线路一样，在某些情况下是允许跨越房屋的。330kV线路跨越民房时，其最大地面未畸变场强在4kV／m上下。500kV线路即按此经验选取4kV／m作为界限，多年来国内500kV线路拆迁房屋的实际标准均为4kV／m。邻近民房的地面标称场强，在原《高压直流架空送电线路技术导则》DL436-91中规定，邻近民房的地面标称场强限值为3kV/m。这是在建设葛－上直流工程时确定的。当时，中国电力科学研究院就直流合成电场对人的影响进行过大量的试验研究，当地面合成电场达到11kV/m时，人在该电场下打伞，手触摸金属柄，会感受到明显但比较轻微的暂态电击，随着电场增加，暂态电击程度增加。合成电场不好计算，而以合成电场对应的标称电场作为限值，便于设计。葛－上直流线路采用的导线为4×300mm2，取导线对地最小距离为12.5m，11kV/m地面合成电场对应的标称电场约为3kV/m。原导则的规定是在当时历史条件下形成的，在当时是合理的。但葛上直流在实际设计过程中确定拆房走廊范围时，邻近民房的地面标称场强取值为4~6kV/m，一般为5kV/m。此标称场强所对应的合成场强约15kV/m。实际运行中无居民投诉发生。此后的几条直流工程拆房标称场强都确定为5kV/m，所对应的合成场强比葛上要小。直流输电线路的合成电场与标称电场之间的量值关系与所采用的导线有关。如果导线电压、导线分裂数、分裂间距和导线对地距离一样，子导线直径越大，导线表面电场越小，离子流对合成电场的贡献就越小，地面合成电场也越小。如三－常直流线路，导线为4×720mm2，导线对地距离为12.5m时，地面标称电场为3kV/m的点对应的合成电场只有约4.5kV/m~7kV/m比葛－上直流线路的小很多。由此可见，对于采用不同导线的直流线路，都采用同一量值的标称电场作为民房所在地的控制值不太合适。对人的影响实质上是合成场强，标称场强只是合成场强的一部分，因此，直流输电线路的电场对人的影响原则上应以合成电场衡量。从前苏联的规定和我国直流线路运行经验看，直流线路临近民房时，地面合成场强没有必要小于10kV/m，不应大于15kV/m。本条文规定应不超过15kV/m。34