DB61/T 2121-2025 风力发电场集电线路设计规范

　　ICS 27.180 P 61

DB61

陕 西 省 地 方 标 准

DB 61/T 2121—2025

风力发电场集电线路设计规范

Code for design of collecting power line of wind farm

2025-09-16 发布 2025-10-16 实施

陕西省市场监督管理局 发 布

DB 61/T 2121-2025

目 次

前 言 Ⅲ

1 范围 1

2 规范性引用文件 1

3 术语和定义 1

4 集电线路设计基本要求 2

4.1 布置形式 2

4.2 回路数 2

4.3 路径选择 3

5 气象及环境条件 3

5.1 架空集电线路 3

5.2 电缆集电线路 3

6 架空集电线路设计 3

6.1 导地线、绝缘子和金具 3

6.2 绝缘配合及防雷接地 3

6.3 杆塔 4

6.4 基础 5

6.5 对地距离和交叉跨越 6

7 电缆集电线路设计 6

7.1 电缆型式与截面选择 6

7.2 电缆附件选择及配置 6

7.3 电缆敷设 6

7.4 电缆的支持与固定 6

7.5 电缆防火与阻燃 6

附录 A(资料性)陕西省风电场典型设计案例 8

I

前 言

本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由陕西省能源局提出并归口。

本文件起草单位： 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司， 陕西黄河能源有限责任公司。

本文件主要起草人：解统成、刘澜、彭怀午、杨帆、曹盼盼、陈龙、杜楷、陈亮亮、朱凯、张振师、李鑫、佟年、王力、任伟、程卓、刘奕彤、王拓、徐凡、黄勇。

本文件由陕西省市场监督管理局负责解释。

联系信息如下：

单位：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

电话：029—89810863

地址：陕西省西安市长安区城南大道18号

邮编：710100

Ⅲ

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风力发电场集电线路设计规范

1 范围

本文件规定了风力发电场 35kV 集电线路设计的基本要求、气象及环境条件、架空集电线路设计、电缆集电线路设计的要求。

本文件适用于风力发电场标称系统电压66kV及以下且频率为50Hz交流集电线路的设计。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB 50017 钢结构设计规范

GB 50060 3～110kV 高压配电装置设计规范

GB 50061 66kV 及以下架空电力线路设计规范

GB 51096 风力发电场设计规范

GB 50217 电力工程电缆设计标准

GB 50260 电力设施抗震设计规范

GB/T 35697 架空输电线路在线监测装置通用技术规范

GB/T 35721 输电线路分布式故障诊断系统

GB/T 50010 混凝土结构设计规范

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

风力发电机组 wind turbine generator system

将风的动能转换为电能的系统。

3.2

风力发电场 wind farm

由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。

3.3

集电线路 collecting power line

风力发电场内用于汇集多台风力发电机组发出的电能输送至变电站的线路。 3.4

基本风速 reference wind speed

根据当地空旷平坦地面上 10m 高度处 10min 平均最大风速观测数据，经概率统计得出30 年一遇最大值后确定的风速。

3.5

多雷区 more thunderstorm region

平均年雷暴日数超过40 d但不超过90 d或地面落雷密度超过2.78 次/(km2•a)但不超过 7.98 次/(km2•a)的地区。

3.6

中冰区 medium icing area

设计覆冰厚度大于10 mm、小于或等于20 mm的地区。

1

DB 61/T 2121-2025 3.7

重冰区 heavy icing area

设计覆冰厚度为20 mm及以上的地区。

3.8

重覆冰区 medium and heavy icing area

包含中冰区和重冰区。

3.9

人口密集地区 densely populated area

工业企业地区、港口、码头、火车站和城镇等地区。

3.10

交通困难地区 difficult transport area

车辆、农业机械不能到达的地区。

3.11

工业型污秽 Industrial pollution

靠近工业污染源的地区，污秽层含有导电粒子或缓慢溶解的污秽物。

3.12

农业型污秽 Agraris pollution

位于农业活动附近的地区，污秽源是进行耕作和农作物喷洒，绝缘子上的污秽层主要是化学制品、鸟粪、土壤中的盐分等。

3.13

沙漠型污秽 Desert pollution

广阔的沙土和长期干旱地区，污秽层含有缓慢溶解的盐，绝缘子上主要为风载型污秽物。

3.14

易舞动区 galloping region

冬春季节，在冰、风的作用下，线路易于发生舞动的地区。

4 集电线路设计基本要求

4.1 布置形式

4.1.1 集电线路的布置形式，应认真进行调查研究，综合考虑风区、冰区、地形、地质、生态环境保护、旅游景观保护、文物保护、交通设施及对广播电台、军事设施影响等因素，统筹兼顾，并应进行全寿命周期内的技术经济比较，做到经济合理、安全适用。

4.1.2 风力发电场集电线路布置形式可采用架空线路、电缆线路或架空电缆混合线路。

4.1.3 风机箱式变压器单元高压侧出线应根据箱式变压器结构选择电缆出线或架空出线。

4.1.4 集电线路位于重冰区或基本风速达到35 m/s及以上时，宜选择电缆集电线路。

4.1.5 架空集电线路的终端杆(塔)应靠近风力发电机组变电单元，但与风力发电机组的距离应大于杆(塔)高度，且边导线与风机塔筒间的距离应满足电气安全距离的要求。

4.1.6 架空集电线路与风机叶片的最小距离应满足安全运行要求，最小距离校验应计及：

a) 风机叶片及塔筒的最大偏移;

b) 风机基础与杆塔基础施工后的基面高程变化。

4.2 回路数

4.2.1 集电线路回路数的确定应符合下列要求：

a) 线路总长度宜短;

b) 应根据风力发电机组布置特点及升压站的位置综合考虑，升压站离风力发电场较远时经技术经济比选后可选择回路数较少的方案;

c) 应综合考虑初始投资、电能损耗及运维成本因素选择线路回路数;

d) 应在满足电缆、导线单回最大输送容量的基础上，尽可能减少线路回路数。

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4.3 路径选择

4.3.1 集电线路路径选择应综合考虑风力发电机组布置、风力发电机组结构参数、升压站位置、线路长度、地形地貌、地质、交通、施工及基本农田、林地、草地、压覆矿、居民点、军事设施、文物遗址、工矿设施等因素，进行多方案技术经济比较，做到安全适用、

环境友好、经济合理。

4.3.2 架空集电线路路径选择宜避开重覆冰、易舞动、微气象区域及其他影响线路安全运行的区域。

4.3.3 集电线路路径应与风力发电场施工维护道路及风机吊装平台统一规划，宜与施工维护道路分列风机两侧，避免风机施工、维护时与集电线路相互影响。

4.3.4 架空线路路径应避免电功率潮流迂回现象。

5 气象及环境条件

5.1 架空集电线路

5.1.1 集电线路设计气象条件选取应符合 GB 50061 的要求。

5.1.2 当风力发电场距离气象站较远、两地地形差异大、气象站资料对工程地点的代表性较差时，设计基本风速可根据风力发电场测风塔实测数据进行推算。

5.2 电缆集电线路

5.2.1 电缆集电线路的设计环境条件包括土壤热阻系数、环境温度等。

5.2.2 电缆集电线路的设计环境温度应根据当地气象温度多年平均值确定。

5.2.3 电缆在土壤中直埋敷设时，土壤热阻系数取值应符合GB 50217的要求。

6 架空集电线路设计

6.1 导地线、绝缘子和金具

6.1.1 架空导线及其截面选择应根据集电线路输送容量、线路压降及环境条件进行选择。

6.1.2 架空集电线路的地线宜采用复合型光纤地线(OPGW)，复合型光纤地线(OPGW)应满足过载对其机械强度的要求。

6.1.3 在工业型污秽或农业型污秽且以粉尘污秽为主要污染物的污秽区，悬垂绝缘子宜选用复合绝缘子;耐张绝缘子宜选用自洁性能好的绝缘子，不宜使用钟罩型(深棱型)绝缘子。

6.1.4 在沙漠型污秽地区及强雷区，悬垂绝缘子和耐张绝缘子均宜选用空气动力型(含草帽型)绝缘子。

6.1.5 重覆冰区域不宜采用复合绝缘子，可采用大小伞伞形绝缘子，接地端加装大盘径绝缘子等措施提高绝缘子的覆冰闪络电压，降低绝缘子融冰闪络概率。

6.1.6 在鸟害区域，宜在杆塔顶端安装驱鸟装置或加装防鸟装置，采用复合绝缘子时，硅橡胶应采用防鸟啄食的配方。

6.1.7 架空集电线路经过易舞动区时，应适当提高绝缘子和金具的安全系数，宜采取或预留防舞动措施。

6.1.8 绝缘子及金具的机械强度安全系数应符合GB 50061第5.3.2条的要求。

6.1.9 重冰区不宜采用复合绝缘子。

6.2 绝缘配合及防雷接地

6.2.1 在海拔高度1000 m以下空气清洁地区，35 kV线路悬垂绝缘子串绝缘子片数宜不小于 3 片。

6.2.2 耐张绝缘子串的绝缘子片数应比悬垂绝缘子串的同型绝缘子多 1 片。

6.2.3 海拔高度超过1000 m地区，绝缘子串的绝缘子数量可根据运行经验适当增加，海拔高度1000 m～3500 m的地区，绝缘子串的绝缘子片数应按式(1)确定：

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nh ≥ n (1 + 0.1 (H — 1)) (1)

式中：

nh ——海拔高度为 1000 m～3500 m 地区的绝子数量(片);

n ——海拔高度为 1000 m 以下地区的绝缘子数量(片);

H ——海拔高度(km)。

6.2.4 35 kV 复合绝缘子在海拔高度超过1000 m的地区最小电弧距离不应小于表2 的要求。

表 1 35 kV 复合绝缘子在海拔高度超 1000 m 的地区最小电弧距离

海拔(m) 1000 2000 2500 3000 3500 距离(mm) 450 610 650 700 750 6.2.6 杆上配电装置安全净距应符合GB 50060第5.1.1条的要求，架空线路导线与杆塔间空气间隙应符合GB 50061第6.0.9条的要求。

6.2.7 风力发电机组侧杆塔上安装的隔离开关或喷射式熔断器，其安装对地高度不宜小于4.5 m ，隔离开关或喷射式熔断器上口引上导线应采用横担绝缘子固定，横担绝缘子端部应有导线固定金具，不应使用绑扎方式固定。

6.2.8 海拔高度不超过1000 m的地区，35 kV 隔离开关或喷射式熔断器引上导线固定横担绝缘子垂直间距不宜大于2 m 。

6.2.9 箱式变电站高压侧电缆引上至架空线路时，应在隔离开关或喷射式熔断器上口安装避雷器，避雷器应可靠接地。

6.2.10 架空集电线路可采用下列雷电过电压保护方式：

a) 35 kV架空集电线路应全线架设地线，地线保护角不宜大于25 ° ;

b) 在多雷区，宜安装线路用避雷器，适当加强绝缘、改善接地。

6.2.11 架空集电线路光纤复合架空地线在风力发电机组侧杆塔引下进入风机时，应在杆塔顶引下处、最下端(余缆前) 固定点和光缆末端(接续盒前)分别通过匹配的专用接地线可靠接地。

6.2.12 架空集电线路杆塔应全线接地，工频接地电阻应满足GB 50061第6.0.16条的要求。风力发电机组侧杆塔接地装置应与机组接地装置可靠连接，升压站侧终端杆塔采用电缆进入升压站时，其工频接地电阻不宜大于5 Ω 。

6.2.13 钢筋混凝土杆塔的横担、地线支架等接地构件之间应有可靠的电气连接并与接地引下线相连。接地引下线应采用外敷方式，外敷的接地引下线可采用镀锌钢绞线，其截面积不应小于25 mm2 。

6.2.14 集电线路杆塔接地装置材料应根据土壤腐蚀性选择，强腐蚀性等级宜采用镀铜材料或其他耐腐蚀的材料，其他腐蚀性等级宜采用热镀锌材料。

6.3 杆塔

6.3.1 集电线路宜根据路径和风力发电场地形、气象条件等特点选用自立式铁塔或钢筋混凝土杆，在旅游风景区、开发区、城市郊区、变电站出口等，亦可采用钢管杆。

6.3.2 当选用钢筋混凝土杆时，寒冷地区宜选用环形钢筋混凝土杆，当地下水位较高时，下部杆端宜填实心素混凝土，在实心上部设置排水孔，应采取防冻防胀措施。

6.3.3 架空集电线路的线间距离应按下式确定：

h ≥ 0.75D (4)

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 );

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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 )。

6.3.4 重覆冰区集电线路导线的水平线间距离应根据运行经验较上条要求值加大

5%~15%

。

6.3.5 杆塔的荷载可分为下列两类：

a) 永久荷载：导线、地线、绝缘子及其附件的重力荷载，杆塔构件及杆塔上固定设备的重力荷载，土压力和预应力等;

b) 可变荷载：导线或地线张力荷载，导线或地线覆冰荷载，附加荷载，活荷载等。

6.3.6 各类杆塔均应计算集电线路的运行工况、断线工况和安装工况的荷载。

6.3.7 集电线路杆塔应计算下列特殊工况的荷载：

a) 多回塔分期挂线;

b) OPGW 光缆架设于导线下方;

c) 杆塔两侧地线根数不同。

6.3.8 重冰地区各类杆塔的断线工况应按覆冰、无风、气温为-5 °C计算，断线工况的覆冰荷载不应小于运行工况计算覆冰荷载的50% ，并应按所有导线及地线不均匀脱冰，一侧覆冰100% ，另侧覆冰不大于50% 计算不平衡张力荷载。对直线杆塔，可按导线和地线不同时发生不均匀脱冰验算;对耐张型杆塔，可按导线和地线同时发生不均匀脱冰验算。

6.3.9 型钢铁塔的钢材的强度设计值和标准应按GB 5001 的有关规定釆用。

6.3.10 环形断面钢筋混凝土电杆的钢筋宜采用HPB300、HRB400 钢筋;预应力混凝土杆的钢筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。

6.3.11 环形断面钢筋混凝土电杆的混凝土强度不应低于C30 ;预应力混凝土电杆的混凝土强度不应低于C40 。其他预制混凝土构件的混凝土强度不应低于 C20 。

6.3.12 混凝土和钢筋的材料强度设计值与标准值应符合GB/T 50010 的要求。

6.3.13 钢结构构件的计算应计入节点和连接的状况对构件承载力的影响，并应符合 GB 50017 的要求。

6.3.14 环形截面混凝土构件的计算应符合GB/T 50010 的要求。

6.3.15 钢筋混凝土杆段之间连接宜采用法兰连接，钢管杆杆段之间连接可采用法兰、插接或焊接，并应采用有效防腐措施。

6.3.16 电气设备支架与杆塔连接宜采用柔性固定方式，应避免在主材上开孔。

6.4 基础

6.4.1 集电线路基础型式的选择，应综合考虑沿线地质、施工条件和杆塔型式等因素，并应符合下列要求：

a) 有条件时，应优先采用原状土基础;对于黄土等自立性较好的土壤宜釆用掏挖基础或挖孔基础;岩石地质宜采用岩石嵌固基础或锚杆基础;软土地基宜采用大板基础或桩基础;对于运输条件较差的沙漠地区宜采用装配式基础或金属基础;采动影响区基础应选用便于纠偏的基础形式，宜将独立钢筋混凝土直柱板式基础与防护底板结合使用，塔脚应采用地脚螺栓连接; 电杆及拉线宜采用预制装配式基础。

b) 山区集电线路应结合地形条件采用高低基础方案。

6.4.2 基础应根据杆位或塔位的地质资料进行设计。现场浇制钢筋混凝土基础的混凝土强度等级不应低于C25 。

6.4.3 基础设计应考虑地下水位季节性的变化。位于地下水位以下的基础和土壤应考虑水的浮力并取有效重度。

6.4.4 采用岩石基础必须逐基鉴定岩体的稳定性、覆盖层厚度、岩石的坚固性及岩石风化程度等情况。

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6.4.5 设置在河流两岸或河中的基础应根据地质水文资料进行设计，并应计入水流对地基的冲刷和漂浮物对基础的撞击影响。

6.4.6 自重湿陷性黄土地区的原状土基础宜根据塔基微地形和水文条件在基础上部设置灰土隔水层。

6.4.7 采动影响区基础设计应满足DL/T 5539 的要求。

6.5 对地距离和交叉跨越

架空集电线路导线对地及交叉跨越距离应符合现行国家标准要求。

7 电缆集电线路设计

7.1 电缆型式与截面选择

7.1.1 电缆选型应符合GB 50217 的要求。

7.1.2 电缆导体材质及截面选择应进行技术经济比选确定。

7.1.3 电缆宜选用交联聚乙烯绝缘类型。

7.1.4 年最低温度在-15 °C以下应选用交联聚乙烯、聚乙烯、耐寒橡皮绝缘电缆。低温环

境不宜选用聚氯乙烯绝缘电缆。

7.1.5 除年最低温度在-15 °C以下低温环境， 电缆挤塑外护层宜选用聚乙烯材料外，其他可选用聚氯乙烯外护层。

7.2 电缆附件选择及配置

7.2.1 电缆附件选择与配置应符合GB 50217的要求。

7.2.2 电缆终端及接头构造类型宜采用冷缩型。

7.2.3 升压站与箱式变电站侧的电缆接地线宜与升压站及箱式变电站接地网连接。

7.2.4 架空集电线路通过电缆进入升压站时，在架空集电线路终端杆塔与电缆连接处应加装一组避雷器，其接地端应以长度小于1 m的连接线与电缆的金属外皮连接后，再与终端杆塔接地装置连接。

7.3 电缆敷设

7.3.1 电缆集电线路路径的选择应符合下列要求：

a)线路路径宜沿已有道路或风力发电场检修道路并行敷设;

b)路径相近电缆宜共沟敷设;

c)应避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害;

d)应便于敷设、维护。

7.3.2 集电电缆线路在任何敷设方式及其全部路径条件的上下左右改变部位，均应满足电缆允许弯曲半径要求，并应符合电缆绝缘及其构造特性的要求。

7.3.3 集电电缆线路宜采用直埋敷设，直埋敷设时应按照GB 50217 的要求执行。

7.3.4 集电电缆线路宜与风力发电场通信光缆同沟敷设， 电缆与光缆间距应 GB 50217 的要求。

7.4 电缆的支持与固定

7.4.1 电缆敷设应符合GB 50217 的要求。

7.4.2 在电缆终端杆塔处，露出地面部分的电缆应采用具有一定机械强度的保护管保护，露出地面的保护管总长不应小于3.0m ，单芯电缆应采用非导磁性材料制成的保护管，保护管宜在底部及中间部位各固定一次。

7.5 电缆防火与阻燃

7.5.1 多回电缆及通信光缆共沟敷设，应按工程重要性、火灾概率及其特点和经济合理等

因素，采取下列安全措施：

a) 实施防火分隔;

b) 采用适当阻燃等级的阻燃电缆;

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c) 增设在线监测装置。

7.5.2 防火分隔方式与阻止延燃措施应按照 GB 50217 的要求执行。

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附录 A

(资料性)

陕西省风电场典型设计案例

A.1 概述

在陕北某风电项目中，设计安装8台单机容量6.25 MW风力发电机组，总装机容量50 MW。新建一座110 kV升压站， 以1回110 kV送出线路送出。

A.2 布置形式及路径

本工程场址区为山地，无保护区、风景名胜区等影响集电线路架设的较大障碍物，本工程设计气象条件覆冰10 mm，设计最大风速27 m/s，无极端恶劣条件。基于以上情况及各线路方案造价水平，本工程35 kV集电线路方案采用架空线路方式。

根据35 kV线路输送能力、风力发电场装机规模、风力发电机组布置、地形特点等因素，经过技术经济比选，对风机分为2组，每组分别为4台风机，各对应1回35 kV集电线路，共 计2回，线路输送容量为25 MW。

A.3 气象条件

距离本风力发电场较近的气象站为县城气象站，位于风力发电场东北约11 km，选用该气象站作为参证气象站，根据气象站多年数据进行分析，三十年一遇10 min最大风速为

23.5 m/s。

A.4 导、地线选择

本工程集电线路采用汇流干线方式，逐台接入沿线风力发电机组。根据线路输送容量、电压降及环境条件，经技术经济比较并考虑到导线型号使用宜少，根据风力发电机组单机容量，每条线路接入前2台(12.5 MW以内)风力发电机组的线路导线选用JL/G1A-120/25， 2台以上风力发电机组(大于12.5 MW)的线路导线选用JL/G1A-240/30。

架空线路全线架设地线，采用一根OPGW光缆兼作地线。

A.5 绝缘配合及防雷接地

1)绝缘配合

①污秽等级划分

工程区所处地区为黄土梁、塬及丘陵沟壑区，地表为荒漠。主要污秽为沙尘颗粒。根据陕西省电网污区分布，场址污区为c级。结合当地电力输电线路运行经验，本工程所在地区按A类d级污秽区设计，爬电比距取3.1 cm/kV。

②绝缘子选择

目前国内高压输电线路用绝缘子主要有玻璃、瓷质和复合绝缘子三种。本工程地处沙漠型污秽地区，悬垂绝缘子和耐张绝缘子均宜选用空气动力型(含草帽型)绝缘子，本工程选用玻璃绝缘子，导线悬垂串选用U70 BP/146型玻璃绝缘子，导线耐张串选用U100

BP/146型玻璃绝缘子。

③绝缘子片数

根据爬电距离计算，海拔修正前应选用绝缘子片数为3片，本工程设计海拔为2000 m，按照本规范式(1)进行修正，修正后绝缘子片数为4片，耐张串绝缘子数量增加1片考虑，使用5片绝缘子。

2)防雷

本工程在塔头处全线架设防雷地线，地线保护角不小于25 ° ;

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3)接地

本工程35 kV集电架空线路全线架设地线进行防雷保护，地线采用直接接地方式。接地网工频接地电阻满足下表的要求。

表A.1 杆塔工频接地电阻最大值

土壤电阻率( Ω ·m) 100及以下 100至500 500至1000 1000至2000 2000以上 工频接地电阻( Ω ) 10 15 20 25 30 对于风机位置附近的线路杆塔，其接地网可与风力发电机组及35 kV箱变接地网相连，接地电阻低于4 Ω。对于其它杆塔接地电阻，应满足上表中的要求。

本工程所有杆塔均做接地处理，接地措施主要是“方框+射线 ”敷设水平接地体，引下线及水平接地体采用Φ 12热镀锌圆钢，逐塔逐腿接地，部分土壤电阻率高的地方可采取使用降阻剂、接地模块、换土等其他措施。

A.6 杆塔选型

根据荷载、线路和杆塔位地形条件、运输条件等，并结合本集电线路的特点和设计经验，通过经济技术比较综合考虑，35 kV架空线路的杆塔型式全部采用铁塔。

A.7 基础

本工程位于陕北湿陷性黄土地质区，对于黄土等自立性较好的土壤釆用掏挖基础， 自重湿陷性黄土地区的原状土基础根据基础上部设置灰土隔水层。