CN113009244B - 一种架空输电线安全距离的计算方法 - Google Patents

一种架空输电线安全距离的计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种架空输电线安全距离的计算方法，包括：计算架空输电线的预设安全距离；计算所述架空输电线在所述预设安全距离处产生的工频电场强度值；若所述工频电场强度值小于或等于第一预设值，则将所述预设安全距离作为所述架空输电线的安全距离；若所述工频电场强度值大于所述第一预设值，则计算在所述工频电场强度值为第二预设值的情况下，所述架空输电线的电压值对应的第一安全距离，并将所述第一安全距离作为所述架空输电线的安全距离，其中，所述第二预设值小于或等于所述第一预设值。本发明实施例提供的一种架空输电线安全距离的计算方法，可以解决现有架空输电线路安全距离的计算方式无法适用于电压等级较大的架空输电线的问题。

Description

一种架空输电线安全距离的计算方法
技术领域
本发明涉及电力输送领域，具体涉及一种架空输电线安全距离的计算方法。
背景技术
在布置架空输电线时，通常需要考虑架空输电线路的安全距离，目前，架空输电线路的安全距离通常是根据空气间隙放电的相关要求来确定。然而，实践表明，随着架空输电线输电电压等级的增大，仅根据空气间隙放电的相关要求所确定的安全距离，仍然存在安全隐患，这使得现有架空输电线路安全距离的计算方式无法适用于电压等级较大的架空输电线。
发明内容
本发明实施例提供了一种架空输电线安全距离的计算方法，以解决现有架空输电线路安全距离的计算方式无法适用于电压等级较大的架空输电线的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种架空输电线安全距离的计算方法，包括：
计算架空输电线的预设安全距离；
计算所述架空输电线在所述预设安全距离处产生的工频电场强度值；
若所述工频电场强度值小于或等于第一预设值，则将所述预设安全距离作为所述架空输电线的安全距离；
若所述工频电场强度值大于所述第一预设值，则计算在所述工频电场强度值为第二预设值的情况下，所述架空输电线的电压值对应的第一安全距离，并将所述第一安全距离作为所述架空输电线的安全距离，其中，所述第二预设值小于或等于所述第一预设值。
可选地，若所述架空输电线的两侧均需要设置建筑物，则所述第二预设值等于所述第一预设值。
可选地，所述计算架空输电线的预设安全距离，包括以下至少之一：
计算架空输电线的第一预设安全距离，所述第一预设安全距离为所述架空输电线在水平方向的安全距离；
计算架空输电线的第二预设安全距离，所述第二预设安全距离为所述架空输电线的悬挂点至所述地面的垂直距离；
若所述架空输电线的侧部设有建筑物，则计算架空输电线的第三预设安全距离，所述第三预设安全距离为所述架空输电线与所述建筑物之间的最小距离。
可选地，在确定架空输电线的安全距离之后，所述方法还包括：
计算所述架空输电线在所述安全距离处产生的工频磁感应强度值；
若所述工频磁感应强度值大于第三预设值，则计算在所述工频磁感应强度值为第四预设值的情况下，所述架空输电线的电压值对应的第二安全距离，并将所述第二安全距离作为所述架空输电线的安全距离，其中，所述第四预设值小于或等于所述第三预设值。
可选地，所述第一预设值为4kV/m。
可选地，所述第三预设值为100T。
可选地，若确定的所述架空输电线的安全距离小于3m，则将所述架空输电线的安全距离设置为3m。
可选地，所述架空输电线的电压值大于500kV。
本发明实施例提供的一种架空输电线安全距离的计算方法，在采用现有方法确定架空输电线的预设安全距离后，进一步验算预设安全距离处的工频电场强度值是否在预设范围内，若预设安全距离处的工频电场强度值超出预设值，则根据工频电场强度值和架空输电线的电压值重新计算安全距离，以保证安全距离处的工频电场强度值在预设范围内，进而可以有效的避免由于工频电场超过预设值而引发的安全事故。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种架空输电线安全距离的计算方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的1000kV火力发电厂的布局图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种架空输电线安全距离的计算方法，包括：
步骤101、计算架空输电线的预设安全距离。
该步骤中，可根据空气放电间隙相关要求来计算预设安全距离，计算得到的预设安全距离是满足空气放电间隙要求的。例如，架空输电线路设计规范已根据空气放电间隙相关要求计算出架空输电线的输电电压与预设安全距离值之间的对应关系，因此，可以通过查阅架空输电线路设计规范确定上述预设安全距离，当架空输电线输送的是500kV及以下的交流电时，可以根据《110kV-750kV架空输电线路设计规范》(GB50545-2010)规定的导线与建筑物之间最小净空(即上述安全距离)，当架空输电线输送的是500kV以上的交流电时，可以根据《1000kV架空输电线路设计规范》(GB50665-2011)规定的导线与建筑物之间最小净空(即上述安全距离)。
步骤102、计算所述架空输电线在所述预设安全距离处产生的工频电场强度值。
该步骤中，可根据架空输电线的输电电压，确定架空输电线周围的工频电场分布情况，然后结合上述所确定的预设安全距离的具体数值，确定架空输电线在所述预设安全距离处产生的工频电场强度值。
步骤103、若所述工频电场强度值小于或等于第一预设值，则将所述预设安全距离作为所述架空输电线的安全距离。
上述第一预设值可以是公众工频电场曝露限值，当工频电场值小于或等于公众工频电场曝露限值时，该工频电场值对人或物的影响基本可以忽略，其中，可以通过查询输电线路设计规范或电气安全规范等规范性文件确定工频电场公众曝露限值，例如，根据《1000kV架空输电线路设计规范》(GB50665-2011)记载，公众工频电场曝露限值为4kV/m，因此，上述第一预设值可以等于或小于4kV/m。通过使第二预设值小于或等于所述第一预设值，即可保证架空输电线的安全距离处的工频电场强度小于或等于公众工频电场曝露限值。
步骤104、若所述工频电场强度值大于所述第一预设值，则计算在所述工频电场强度值为第二预设值的情况下，所述架空输电线的电压值对应的第一安全距离，并将所述第一安全距离作为所述架空输电线的安全距离，其中，所述第二预设值小于或等于所述第一预设值。
具体地，本发明实施例提供的一种架空输电线安全距离的计算方法，在采用现有方法确定架空输电线的预设安全距离后，进一步验算预设安全距离处的工频电场强度值是否在预设范围内，若预设安全距离处的工频电场强度值小于或等于预设值，则说明预设安全距离可以作为架空输电线的安全距离。若预设安全距离处的工频电场强度值超出预设值，则说明预设安全距离不符合工频电场的安全需求，需要重新确定架空输电线的安全距离。因此，为了保证架空输电线的安全距离满足工频电场的安全需求，根据工频电场强度值和架空输电线的电压值重新计算安全距离，以保证安全距离处的工频电场强度值在预设范围内，进而可以有效的避免由于工频电场超过预设值而引发的安全事故。
可选地，若所述架空输电线的两侧均需要设置建筑物，则所述第二预设值等于所述第一预设值。
其中，通过使第二预设值等于所述第一预设值，如此，可以保证所设置的建筑物刚好位于安全距离处，如此，即可保证设置于架空输电线的两侧的建筑物的安全，同时，还可以避免空间的浪费。例如，在规划火力发电厂时，火力发电厂内通常会设置两组空冷冷却水塔，而架空输电线通常需要穿设于两组空冷冷却水塔之间，为保证空冷冷却水塔及其上的上人平台的安全，通常需要计算，空冷冷却水塔与架空输电线之间的距离，然而，当空冷冷却水塔与架空输电线之间的距离取值过大时，将导致火力发电厂的占地面积过大，而当空冷冷却水塔与架空输电线之间的距离取值过小时，将无法保证空冷冷却水塔及其上的上人平台的安全。而本发明实施例中，通过使第二预设值等于所述第一预设值，如此，既可火力发电厂的占地面积过大，而且可以保证空冷冷却水塔及其上的上人平台的安全。
可选地，所述计算架空输电线的预设安全距离，包括以下至少之一：
计算架空输电线的第一预设安全距离，所述第一预设安全距离为所述架空输电线在水平方向的安全距离；
计算架空输电线的第二预设安全距离，所述第二预设安全距离为所述架空输电线的悬挂点至所述地面的垂直距离；
若所述架空输电线的侧部设有建筑物，则计算架空输电线的第三预设安全距离，所述第三预设安全距离为所述架空输电线与所述建筑物之间的最小距离。
其中，计算架空输电线的第一预设安全距离的具体过程如下：计算架空输电线的第一预设安全距离，所述第一预设安全距离为所述架空输电线在水平方向的安全距离；若所述工频电场强度值小于或等于第一预设值，则将所述第一预设安全距离作为所述架空输电线的安全距离；若所述工频电场强度值大于所述第一预设值，则计算在所述工频电场强度值为第二预设值的情况下，所述架空输电线的电压值对应的第一安全距离，并将所述第一安全距离作为所述架空输电线的安全距离，其中，所述第二预设值小于或等于所述第一预设值。
具体地，通过计算第一安全距离，在布置架空输电线时，或者在架空输电线附件设置建筑物时，可以以第一安全距离作为参考，使建筑物与架空输电线之间的距离大于或等于第一安全距离，从而保证建筑物及建筑物内人员的安全。
上述计算架空输电线的第二预设安全距离的具体过程如下：计算架空输电线的第二预设安全距离，所述第二预设安全距离为所述架空输电线的悬挂点至所述地面的垂直距离；计算所述架空输电线在所述第二预设安全距离处产生的工频电场强度值；若所述工频电场强度值小于或等于第一预设值，则将所述第二预设安全距离作为所述架空输电线的安全距离；若所述工频电场强度值大于所述第一预设值，则计算在所述工频电场强度值为第二预设值的情况下，所述架空输电线的电压值对应的第一安全距离，并将所述第一安全距离作为所述架空输电线的安全距离，其中，所述第二预设值小于或等于所述第一预设值。
具体地，通过计算第二安全距离，在布置架空输电线时，可以根据所计算的第二预设安全距离确定架空输电线的悬挂点的高度，由于地面上的人车自身均具备一定高度，可以在第二安全距离的基础上，将架空输电线的悬挂点再上移1.5m或2m，如此，即可将架空输电线朝向地面的方向的安全距离的位置移动至距离地面1.5m或2m处，进而保证架空输电线下方的人车安全。
上述计算空输电线的第三预设安全距离的具体过程如下：若所述架空输电线的侧部设有建筑物，则计算架空输电线的第三预设安全距离，所述第三预设安全距离为所述架空输电线与所述建筑物之间的最小距离；若所述工频电场强度值小于或等于第一预设值，则将所述第三预设安全距离作为所述架空输电线的安全距离；若所述工频电场强度值大于所述第三预设值，则计算在所述工频电场强度值为第二预设值的情况下，所述架空输电线的电压值对应的第一安全距离，并将所述第一安全距离作为所述架空输电线的安全距离，其中，所述第二预设值小于或等于所述第一预设值。
具体地，考虑到地面上的建筑物的形状可能不规则，即便保证了建筑物与架空输电线之间的水平距离大于或等于上述安全距离，建筑物上的某些突出部位与架空输电线之间的距离也可能小于上述安全距离，为此，通过计算第三预设安全距离，如此，可以确保建筑物与架空输电线之间的在最小距离均大于或等于上述安全距离，如此，可以保证建筑物上的每一位置均大于或等于上述安全距离，进而进一步保证了架空输电线附件的建筑物及建筑物内人员的安全。
在规划电场时，或者布置架空输电线的走向时通过至少计算上述第一预设安全距离、第二预设安全距离和第三预设安全距离，可以基本保证架空输电线附件的人及物的安全，当然，还可以根据规划电场或布置架空输电线所处的具体环境或特殊条件，进一步计算其他方向的安全距离，以进一步提高架空输电线附件的人及物的安全。例如，若架空输电线上方若经常有飞行器通过，则可以进一步考虑计算架空输电线上方的安全距离，从而避免架空输电线所产生的磁场或电场对上方飞行器产生干扰。
可选地，在确定架空输电线的安全距离之后，所述方法还包括：
计算所述架空输电线在所述安全距离处产生的工频磁感应强度值；
若所述工频磁感应强度值大于第三预设值，则计算在所述工频磁感应强度值为第四预设值的情况下，所述架空输电线的电压值对应的第二安全距离，并将所述第二安全距离作为所述架空输电线的安全距离，其中，所述第四预设值小于或等于所述第三预设值。
具体地，上述第三预设值可以是国家标准规定的工频磁场公众曝露限值，当工频磁场值小于或等于工频磁场公众曝露限值时，该工频磁场值对人或物的影响基本可以忽略，其中，可以通过查询输电线路设计规范或电气安全规范等规范性文件确定工频磁场公众曝露限值，例如，根据《1000kV架空输电线路设计规范》(GB50665-2011)记载，工频磁场公众曝露限值为100特斯拉(符号为T)，因此，上述第三预设值可以等于或小于100T。通过使第四预设值小于或等于所述第三预设值，即可保证架空输电线的安全距离处的工频磁场强度小于或等于公众工频磁场曝露限值。
具体地，本发明实施例提供的一种架空输电线安全距离的计算方法，在采用现有方法确定架空输电线的预设安全距离后，进一步验算预设安全距离处的工频电场强度值是否在预设范围内，若预设安全距离处的工频电场强度值小于或等于预设值，则说明预设安全距离可以作为架空输电线的安全距离。若预设安全距离处的工频电场强度值超出预设值，则说明预设安全距离不符合工频电场的安全需求，需要重新确定架空输电线的安全距离。因此，为了保证架空输电线的安全距离满足工频电场的安全需求，根据工频电场强度值和架空输电线的电压值重新计算安全距离，以保证安全距离处的工频电场强度值在预设范围内，进而可以有效的避免由于工频电场超过预设值而引发的安全事故。并在通过工频电场强度值和架空输电线的电压值重新计算安全距离后，进一步验算安全距离处的工频磁感应强度值是否在预设范围内，若安全距离处的工频磁场强度值小于或等于预设值，则说明根据工频电场强度值和架空输电线的电压值重新计算安全距离，符合工频磁场强度值的安全要求。若安全距离处的工频磁场强度值超出预设值，则说明安全距离不符合工频磁场的安全需求，需要重新确定架空输电线的安全距离。以确保架空输电线的安全距离同时满足《架空输电线路设计规范》、工频电场的安全需求以及工频磁场的安全需求。
可选地，若确定的所述架空输电线的安全距离小于3m，则将所述架空输电线的安全距离设置为3m。
由于架空输电线的放电距离为3m，因此，当计算出架空输电线的安全距离小于3m时，说明所以及的架空输电线的安全距离不符合架空输电线的放电距离的要求，因此，需要对所计算出架空输电线的安全距离进行调整，并将架空输电线的安全距离调整为3m，以使架空输电线的安全距离满足放电距离的要求。
可选地，所述架空输电线的电压值大于500kV，现有技术中架空输电线的输电电压通常小于等于500kV，而采用《110kV-750kV架空输电线路设计规范》(GB50545-2010)规定的导线与建筑物之间最小净空(即上述安全距离)，可以满足500kV以下的架空输电线的安全距离的需求。然而，由于人们生产生活的需要，架空输电线的输电电压值也逐渐提高至超过500kV，然而，当架空输电线的输电电压值提高至超过500kV时，在架空输电线附近活动的人员即使遵循相关安全规范，触电事故也明显增多。为此，采用架空输电线路设计规范确定的预设安全距离无法满足安全需求，需要重新确定架空输电线的安全距离，以下以1000kV火力发电厂的规划为例，请参见图2，1000kV火力发电厂包括两个空冷冷却水塔201，架空输电线穿设于两个空冷冷却水塔201之间，架空输电线包括A向导线205、B相导线203和C相导线204，架空输电线的上方设有地线202，所述架空输电线用于输送1000kV电。
当上述预设安全距离处的工频电场强度值大于所述第一预设值时，为减小火力发电厂的建筑面积，需要使架空输电线与两个空冷冷却水塔201均等于等于上述第一安全距离，此处的第一安全距离，是指架空输电线的边导线(A向导线205和C相导线204)与空冷冷却水塔201之间的距离。同时需要保证架空输电线与地面之间的距离大于等于上述第二安全距离，此处的第二安全距离可以是指架空输电线的最低点(A向导线205和C相导线204)与地面之间的距离，如此，可以保证架空输电线附近的人及物的安全。此外，由于空冷冷却水塔201的形状为中间窄两端宽的形状，因此，还可以进一步计算上述第三安全距离，以确保空冷冷却水塔201及空冷冷却水塔201内人员的安全。此外，在确定架空输电线的安全距离之后，还可以进一步验算安全距离处产生的工频磁感应强度值是否符合工频磁感应强度的安全要求。
其中，计算第一安全距离、计算第二安全距离、计算第三安全距离以及验算工频磁感应强度值是否符合工频磁感应强度的安全要求的过程及实现的技术效果与上述实施例相同，为避免重复，在此不再赘述。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种架空输电线安全距离的计算方法，其特征在于，包括：
根据空气放电间隙计算架空输电线的预设安全距离；
计算所述架空输电线在所述预设安全距离处产生的工频电场强度值；
若所述工频电场强度值小于或等于第一预设值，则将所述预设安全距离作为所述架空输电线的安全距离，所述第一预设值是公众工频电场曝露限值；
若所述工频电场强度值大于所述第一预设值，则计算在所述工频电场强度值为第二预设值的情况下，所述架空输电线的电压值对应的第一安全距离，并将所述第一安全距离作为所述架空输电线的安全距离，其中，所述第二预设值小于或等于所述第一预设值；
若所述架空输电线的两侧均需要设置建筑物，则所述第二预设值等于所述第一预设值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算架空输电线的预设安全距离，包括以下至少之一：
计算架空输电线的第一预设安全距离，所述第一预设安全距离为所述架空输电线在水平方向的安全距离；
计算架空输电线的第二预设安全距离，所述第二预设安全距离为所述架空输电线的悬挂点至地面的垂直距离；
若所述架空输电线的侧部设有建筑物，则计算架空输电线的第三预设安全距离，所述第三预设安全距离为所述架空输电线与所述建筑物之间的最小距离。
3.根据权利要求1-2中任意一项所述的方法，其特征在于，在确定架空输电线的安全距离之后，所述方法还包括：
计算所述架空输电线在所述安全距离处产生的工频磁感应强度值；
若所述工频磁感应强度值大于第三预设值，则计算在所述工频磁感应强度值为第四预设值的情况下，所述架空输电线的电压值对应的第二安全距离，并将所述第二安全距离作为所述架空输电线的安全距离，其中，所述第四预设值小于或等于所述第三预设值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设值为4kV/m。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三预设值为100T。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若确定的所述架空输电线的安全距离小于3m，则将所述架空输电线的安全距离设置为3m。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述架空输电线的电压值大于500kV。
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