二十kV架空配电线路绝缘配合和交叉跨越距离探讨.docx

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二十kV架空配电线路绝缘配合和交叉跨越距离探讨

20kV架空配电线路绝缘配合和交叉跨越距离探讨

（昆明供电设计院昆明650011）

[关键词]20kV配电网架空配电线路绝缘配合交叉跨越距离线路设计供电

[摘要]为解决高负荷密度区供电问题，克服10kV配电网供电半径不足，网损大，电能质量差等缺点，采用20kV配电网供电已得到普遍认同。

目前，我国尚无20kV架空配电线路设计技术规范，本文试图通过对相关规范中20kV相邻电压等级即（3～）10kV、35（～66）kV电压等级架空线路绝缘配合和交叉跨越距离的对比分析，结合电网安全运行情况，对20kV架空线路绝缘配合和交叉跨越距离进行探讨，得出推荐数值，供20kV架空线路设计参考使用。

1问题的提出

随着国民经济的迅速发展，电力负荷也急剧增加，10kV中压配电网供电逐渐显现出一些问题，主要有：

（1）线路供电半径不足。

在负荷密度为20～30kW/km2时为10～12km，40kW/km2时不足8km。

事实上，我国大城市中心负荷密度已高达11～30MW/km2，东部农村用电负荷密度平均达60～70kW/km2。

（2）网损大，电能质量差。

目前农村10kV配电网线损率大都在10%以上，线路末端电压过低。

（3）高负荷密度的供电难以满足。

随着国民经济的迅速发展，高楼大厦、新兴厂矿等高负荷密度的用户不断涌现。

为解决上述问题，采用35kV配电网，存在造价高、占地多等缺点。

采用20kV配电网供电已得到普遍认同，国内除江苏苏州工业园、辽宁本溪南芬地区已采用20kV供电外，天津、云南、广东等电网均在进行20kV供电研究。

但是，目前我国尚无20kV架空配电线路设计技术规范。

综上，有必要探讨20kV架空线路绝缘配合和交叉跨越距离问题，为制定20kV架空配电线路设计技术规范做铺垫，解决即将出现的20kV架空线路设计问题。

2有关文献资料关于20kV配电装置及20kV架空线路绝缘配合和交叉跨越距离问题的规定和取值情况

（1）《高压配电装置设计技术规程》（DL/T5352-2006）规定20kV及相邻电压等级屋外配电装置的最小安全净距（mm）：

最小安全净距（mm）

系统标称电压（kV）

符号

3～10

15～20

35

A1

200

300

400

A2

200

300

400

B1

950

1050

1150

B2

300

400

500

C

2700

2800

2900

D

2200

2300

2400

上述距离主要依据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）中的方法，计算作用在空气间隙上的放电电压值，以避雷器的保护水平为基础，依据计算分析结果确定的。

从上表可以看出，20kV各值为10kV和35kV各值的平均值。

（2）云南省电机工程学会供用电专委会《云南电网20kV标称电压适配性研究》关于架空裸线：

“线路设计基本与10kV相同，杆型相同，相间距离适当加大。

对地距离交叉跨越用10kV（值）+100mm”。

该课题研究重点不在线路设计，因此，上述取值应结合安全需求酌情使用，如在杆塔设计中各间隙值可采用，对地距离则感觉偏小。

（3）本溪供电公司《采用20kV系统供电实现南芬地区增供降损的研究与实施技术报告》：

“线路采用架空绝缘线和钢芯铝绞线两种导线。

其中市区内部分采用20kV耐候架空绝缘线,对风大及多雷的郊区采用钢芯铝绞线。

农网线路主干线导线截面定为95mm2,分支定为50mm2。

摘转供部分三条线路主干线导线截面定为150mm2,分支定为70mm2。

线路为同杆双回线和单回线两种形式，其中双回线采用垂直排列，单回线采用三角排列和水平排列。

用导线状态方程式得出临界档距为60m，对于配电线路一般是计算档距小于临界档距，故导线档距定在60m以下，根据相间距离公式：

D=0.16+0.003Ue+0.008L

式中Ue——线路的额定电压，kV

L——线路的档距，m

得到线间距离为0.7m。

为满足变电所出口短路时要求,在变电所的出口处线间距离一般应增加到0.95m,故整个线路线间距离全部采用0.95m。

但跨越河流等大档距Π杆的线间距离,按公式计算出的数值适当考虑。

10kV线路导线限距取6.5m,20kV线路导线限距按35kV电压等级选取，市内人口密集区为8m，人口稀少地区为7m。

”

上述取值偏安全。

320kV相邻电压等级架空线路主要绝缘配合和交叉跨越距离综合比较与20kV相应取值

根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》（GB50061-97），20kV相邻电压等级架空线路绝缘配合和交叉跨越距离分述如下，相应提出20kV推荐值：

3.1海拔高度为1000m以下的地区，架空电力线路带电部分与杆塔构件、拉线、脚钉的最小间隙（m）为：

线路电压

20kV

35kV

雷电过电压

0.35m

0.45m

内过电压

0.12

0.25

运行电压

0.05

0.10

表中20kV值为《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）给定值。

3.210kV架空电力线路的导线与杆塔构件、拉线之间的最小间隙为

线路电压

最小间隙

10kV

0.2

3.310kV架空电力线路的过引线、引下线与邻相导线之间及3kV以下线路导线间的最小间隙为：

线路电压

最小间隙（m）

10kV

0.3

3kV以下

0.2

《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）中10kV和20kV户外配电装置最小间隙分别取值0.2m和0.3，参照上表10kV线路取值，20kV线路取值推荐0.4和0.3。

3.4海拔高度为1000m以下的地区，带电作业杆塔带电部分与接地部分的最小间隙为：

线路电压

10kV

35kV

最小间隙（m）

0.4

0.6

20kV推荐取10kV和35kV的平均值为0.5。

3.5架空电力线路导线的线间距离，应结合运行经验，按下列要求确定：

（1）35kV杆塔的线间距离，应按下列公式计算，且使用悬垂绝缘子串的杆塔，其垂直线间距离应不小于2m：

D≥0.4LK+U/110+0.65√f

（1）

（2）

（3）

式中D——导线水平线间距离（m）；

Dx——导线三角排列的等效水平线间距离（m）；

Dp——导线间水平投影距离（m）；

Dz——导线间垂直投影距离（m）；

Lk——悬垂绝缘子串长度（m）；

U——线路电压（kV）；

f——导线最大弧垂（m）；

h——导线垂直排列的垂直线间距离（m）。

（2）10kV杆塔的最小线间距离为：

档距（m）

40及以下

50

60

70

80

90

100

110

120

线间距（m）

0.6

0.65

0.7

0.75

0.85

0.9

1.0

1.05

1.15

20kV取值推荐与35kV取值采用同样方法，通过式

（1）～（3）计算，且使用悬垂绝缘子串的杆塔，其垂直线间距离应不小于2m。

3.6同级电压多回路杆塔，不同回路的导线间最小距离为：

线路电压

10kV

35kV

线间距离（m）

1.0

3.0

推荐20kV取10kV和35kV的平均值为2.0。

3.7不同级电压多回路杆塔，不同电压级导线间最小距离为：

线路电压

10kV/35

线间距离（m）

2.0

20kV与35kV不同级电压多回路杆塔，不同电压级导线间最小距离参照上述推荐取2.0。

3.8在最大计算弧垂情况下,导线与地面的最小距离为：

线路经过

区域

线路电压

10kV

35kV

居民区

6.5

7.0

非居民区

5.5

6.0

交通困难地区

4.5

5.0

从偏重安全角度出发，推荐20kV取值与35kV取值一致。

3.9在最大计算风偏情况下，导线与山坡、峭壁、岩石之间的最小距离为：

线路经过

地区

线路电压

10kV

35kV

步行可以到达的山坡

4.5

5.0

步行不能到达的山坡、峭壁、岩石

1.5

3.0

综合分析，推荐20kV取值上述两值分别为5.0和2.0。

3.10在最大计算弧垂情况下，导线与建筑物之间的垂直距离为：

线路电压

10kV

35kV

距离

3.0

4.0

推荐20kV取10kV和35kV的平均值为3.5。

3.11线路在最大计算风偏情况下，边导线与建筑物之间的最小水平距离为：

线路电压

10kV

35kV

距离

1.5

3.0

推荐20kV取10kV和35kV的平均值为2.0。

3.12导线与树木（考虑自然生长高度）之间的最小垂直距离为：

线路电压

10kV

35kV

距离

3.0

4.0

推荐20kV取10kV和35kV的平均值为3.5。

3.13在最大计算风偏情况下，导线与公园、绿化区或防护林带的树木之间的最小距离为：

线路电压

10kV

35kV

距离

3.0

3.5

从偏重安全角度出发，推荐20kV取值与35kV取值一致。

3.14在最大计算弧垂情况下，导线与果树、经济作物或城市绿化灌木之间的最小垂直距离为：

线路电压

10kV

35kV

距离

1.5

3.0

推荐20kV取10kV和35kV的平均值为2.0。

3.15导线与街道行道树之间的最小距离为：

检验状况

线路电压

10kV

35kV

最大计算弧垂情况下的垂直距离

1.5

3.0

最大计算风偏情况下的水平距离

2.0

3.5

从偏重安全角度出发，推荐20kV取值与35kV取值一致。

4结论

通过上述对20kV相邻电压等级架空线路绝缘配合和交叉跨越距离的分析比较，得出了20kV相关推荐数值，与有关文献资料数据相近。

同样的分析，可以得出20kV架空电力线路与铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路交叉或接近的推荐数值，可供20kV架空线路设计参考使用，与其他电压等级一道，列出下表：

架空电力线路与铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空

线路交叉或接近的要求

项目

铁路

公路和道路

电车道（有轨及无轨）

航通河流

不通河流

架空明线弱电线路

电力线路

特殊管道

一般管道、索道

导线或地线在跨越挡接头

标准轨距：

不得接头

窄轨：

不限制

高速公路和一、二级公路及城市一、二级道路：

不得接头三、四级公路和城市三级道路：

不限制

不得接头

不得接头

不限制

一、二级：

不得接头；三级：

不限制

35kV及以上：

不得接头；10kV及以下：

不限制

不得接头

不得接头

夹层档导线最小截面

35kV及以上采用钢芯铝绞线为35mm220kV及以上下采用铝绞线或铝合金线为35mm2，其他导线为316mm2

交叉档绝缘子固定方式

双固定

高速公路和一、二级公路及城市一、二级道路为双固定

双固定

双固定

不限制

10kV及以下线路跨越一、二级为双固定

10kV线路跨6-10kV线路为双固定

双固定

双固定

最小垂直距离（m）

线路电压

至标准轨顶

至窄轨轨顶

至承力索或接触线

至路面

至路面

至承力索或接触线

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

至被跨越线

至被跨越线

至管道任何部分

至管道、索道任何部分

35-66kV

7.5

7.5

3.0

7.0

10.0

3.0

6.0

3.0

3.0

6.0

3.0

3.0

4.0

3.0

20kV

7.5

7.0

-

7.0

9.0

3.0

6.0

2.5

3.0

5.5

2.5

2.5

3.5

2.5

3-10kV

7.5

6.0

-

7.0

9.0

3.0

6.0

2.0

3.0

5.0

2.0

2.0

3.0

2.0

最小水平距离（m）

线路电压

杆塔外缘至轨道中心

杆塔外缘至路基边缘

杆塔外缘至路基边缘

边导线至斜坡上缘（线路与拉纤小路平行）

边导线间

至被跨越线

边导线至管道、索道任何部分

交叉

平行

开阔地区

路径受限制地区

市区内

开阔地区

路径受限制地区

开阔地区

路径受限制地区

开阔地区

路径受限制地区

开阔地区

路径受限制地区

35-66kV

30

最高杆（塔）高加3m

交叉：

8.0；平行：

最高杆塔高

5.0

0.5

交叉：

8.0；

平行：

最高杆塔高

5.0

最高杆（塔）高

最高杆（塔）高

4.0

最高杆（塔）高

5.0

最高杆（塔）高

4.0

20kV

5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

3.0

3.0

3.0

3-10kV

5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

2.0

2.5

2.0

其他要求

不宜在铁路出站信号机以内跨越

最高洪水时，有抗洪抢险船只航行的河流，垂直距离应协商确定

电力线路应架设在上方；交叉点应尽量靠近杆塔，但不应小于7m（市内除外）

电压较高线路应架设在电压较低线路上方；电压相同时公用线应在专用线上方

与索道交叉，如索道在上方，索道下方应装设保护措施；交叉点不应选在管道检查井（孔）处；与管、索道平行、交叉时，管、索道应接地

注：

①特殊管道指架设在地面上输送易燃、易爆物的管道；

②管、索道上的附属设施，应视为管、索道的一部分；

③常年高水位是指5年一遇洪水位，最高洪水位对35KV线路是指百年一遇洪水位，对10KV及以下线路是指50年一遇洪水位；

④不能通航河流指不能通航，也不能浮运的河流；

⑤对路径受限制地区的最小水平距离的要求，应计及架空电力线路导线的最大风偏；

⑥公路等级应按国家现行标准《公路路线设计规范》（JTJ011-94）的规定采用。

参考文献

[1]《高压配电装置设计技术规程》（DL/T5352-2006），中国电力出版社，北京，2007

[2]《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997），中国电力出版社，北京，1997

[3]《66kV及以下架空电力线路设计规范》（GB50061-97），中国计划出版社，北京，1998

[4]云南省电机工程学会供用电专委会《云南电网20kV标称电压适配性研究》，昆明，2007

[5]本溪供电公司《采用20kV系统供电实现南芬地区增供降损的研究与实施技术报告》，本溪，2003