[科普中国]-双回路塔

双回路塔是指支持双回架空输电线的杆塔。500kV双回或多回同塔架设紧凑型的输电线路，由于其高输送容量，较少的线路走廊占用率和改善线路景观的显著优势将被广泛应用。500kV双回同塔线路的直线塔型，一般有伞型以及鼓型等，其中绝缘子布置有悬垂串及V型串。采用双回路同塔架设能够提高自然传输功率而减少线路投资，有效利用了宝贵的耕地资源，不增加空间电磁场分布，且不会出现同塔双回送出线电压过高等问题。在运行维护上也有可靠的经验，因此，采用双回路塔设计是可行的。

500kV双回或多回同塔架设紧凑型的输电线路，由于其高输送容量，较少的线路走廊占用率和改善线路景观的显著优势将被广泛应用1。

双回路巡线比两个单回路更方便，但当一回运行一回检修，双回路同塔架设时停运回路的最大静电感应电压约为30kV，两个单回路平行架设时停运回路的最大静电感应电压约为10 kV，采取一定的安全措施后，停运回路检修时都不需停正常回路。国内已有双回路一回送电，一回检修的经验。

采用双回路同塔架设能够提高自然传输功率而减少线路投资，有效利用了宝贵的耕地资源，不增加空间电磁场分布，且不会出现同塔双回送出线电压过高等问题。在运行维护上也有可靠的经验，因此，采用双回路塔设计是可行的。

500kV双回同塔线路的直线塔型，一般有伞型以及鼓型等，其中绝缘子布置有悬垂串及V型串。

3种基本塔型各有其特点，在工程中都有各自的适用范围及优缺点。A型伞型塔的横担上短下长，力的分布较为合理，但施工时挂线较为困难；B、C型鼓型塔施工放线较为方便，但相对于伞型塔结构而言，由于最宽的横担在塔的中部，则受力分布相对差一点。另外伞型塔的耗钢量要比鼓型塔的多，增加了工程的本体投资，且其的下横担较宽，水平间距即线路走廊比鼓型塔的大。在浙江省经济发达的杭嘉湖平原地区,采用鼓型塔减小线路走廊，将无可非议的能得到较大的经济效益和社会效益。在村镇密集的地区，还可采用V型绝缘子串，据该工程的统计，拆房量可减少5144m2。

从塔型规划的其它方面考虑，由于500kV输电线路工程的交叉跨越较多，水平档距在450m以下的塔很多，为节省投资，按水平档距380m、450m以及550m分了3种塔型SZTOV、SZT1 以及SZT31。

我国高压线路运行事故统计表明，高压线路总跳闸次数中，由雷电引起的跳闸占40～70 % ,雷害是高压输电线安全运行的一个主要问题。一般一回500kV 超高压输电线路的自然传输功率约为1000MW左右，二回达2000 MW，在系统中所占输送容量的比例较大，故双回线路的允许雷击故障率受到严格限制。

双回同塔500kV线路塔高及塔宽较单回500kV线路都有明显的增加，从而使线路的防雷性能变差。另外同塔并架线路回路之间几何距离较小,相互的感应及耦合导致感应电压较高，双回路顺相序排列使避雷线感应电压有较大的增高。同时，由于对称排列同名相几何位置一致绝缘水平相当，也是导致双回同时跳闸率增高的原因。

要降低同塔双回路的雷击跳闸率，除了降低杆塔接地电阻尽可能降低杆塔高度等基本措施之外,还有以下一些措施。

1.采用较小的保护角

我国的单回路500kV输电线路杆塔其避雷线保护角大都在12°～15°之间。华东地区500 kV 输电线路雷击事故分析中可看出有较多的绕击迹象，已经反映了保护角偏大的问题，而同样双回线路塔高增加，也增加了暴露弧段，保护角势必应减小。因此，在设计500 kV输电线路时，已考虑保护角一般为负保护角，两根地线间的水平距离不超过塔上导线与地线垂直间距的5倍。

2.改变导线的排列方式

500kV同塔双回路如果采用顺相序排列，则会因为强调了回路间的平衡而牺牲了防雷性能及线路的其他性能。其原因是：500kV高压输电线路的最大相对地电压峰值达450kV，为绝缘子串雷冲击U50%放电电压的20%左右。一般同层横担为同一相电压时雷击塔顶或避雷线时，双回塔同一层横担的两相导线处于同一电位下；若同一层横担导线相序不同时，在雷击瞬间，两相导线电压的瞬时值电位差最大值可达675kV，这一电压叠加到雷冲击电位上，将导致同一横担上的两回线击穿概率有较大的差别。因此，尽可能将不同相序的导线安排在同一层横担上，能有效地减少同塔双回的同时雷击闪络的发生。

当导线按对称排列(即按顺相序排列) 时，地面电场强度达到1016 kV/cm(导线离地1m高) ，已超过规程要求。而采用该工程的混相排列方式时的地面电场强度只有913 kV/cm；同时由于同一层横担两相导线为异名相时，在雷击瞬间，各工频电压瞬时值差异较大，而与雷电波电压叠加后，各相绝缘两端的电位差也各不相同，最大时几乎达四分之一，正是这一差别导致了各相闪络概率的差异。因此输电线路所采用的非顺相序排列方式在双回同时跳闸率上，较顺相序排列的有较大的下降。

3.采用差绝缘配合

不平衡绝缘(差绝缘) 即两回线路所选取的绝缘水平不一致，可以降低双回同时跳闸率。其原因是当雷击避雷线或塔顶时，雷电波在通过杆塔向大地传播的过程中，塔身上各部位的电位是按塔身对地高度成比例的，即同一高度电位是接近的，而闪络一般发生在同一横担相对较弱绝缘的回路导线上，这时，故障相则成为地线，此时增大了健全相的耦合系数，加强了对另一回路的屏蔽作用，从而减少了它们的同时闪络的次数。

500 kV 线路绝缘子数量的选取是由污秽条件下的工频电压值决定的，因而绝缘子串雷冲击水平也随之而定。据同塔双回线最多的日本，采用差绝缘的习惯做法，通常是在不改变总的泄露距离的前提下(即不减少绝缘子片数) 。牺牲一回路的雷冲击绝缘水平，来获得弱绝缘，而实现差绝缘配合。但运行经验表明，这种差绝缘配合的做法使得总的跳闸率成倍增加，而双回同时跳闸率减少得并不明显。再根据国内的有关设计经验认为：在一回采用正常绝缘水平即28片绝缘子，另一回采用31片绝缘子时(即差绝缘设计的长度差值必须大于0.5 m以上) ，才会下降双回同时跳闸率。

由于秦山- 杭东输电线路的核电站安全运行的原因，对于同一基双回塔，若为了减少两回线的同时跳闸率，采用差绝缘设计必须满足一回的正常绝缘水平，增大另一回的塔头间隙，对该工程60.8km长159基塔而言，势必增加很大的工程量，抬高本体造价，对整个工程而言并不合理。而采用日本的差绝缘设计，很明显两回线总的跳闸率要比两个等长绝缘的要高。所以，该工程根据所设计的塔头间隙，决定采用等长平衡绝缘设计。经计算，双回路同塔架设时的雷击跳闸率约为0.17次/100km·y，双回路同时雷击跳闸率约占总跳闸率的6.3%，双回路同时雷击跳闸的理论机率几乎为零。因此，采用双回路同塔架设与采用两个单回路分开架设相比，对秦山核电站的安全运行没有大的区别。

(1) 由于平原地带土地资源的稀有，采用同塔架设双回或多回的500kV输电线路，能减少路径走廊，节省工程投资。在技术、运行方面，也已积累了一定的经验。

(2) 同塔架设多回500kV输电线路突出的问题是要改善防雷性能。除减小杆塔冲击接地电阻，减小屏蔽角，尽可能降低塔高之外，优化导线相序布型也有较好的效果。

(3) 根据国内的经验，采用差绝缘的不平衡度，应视线路工程全线的具体情况，绝缘结构、地形、杆塔接地电阻等综合确定2。

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