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110kV~750kV架空输电线路设计

2022-04-27 7页 doc 1MB 7阅读

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110kV~750kV架空输电线路设计110kV~750kV架空输电线路设计110kV~750kV架空输电线路设计110kV~750kV架空输电线路设计目次序言········································Ⅱ1范围········································12规范性引用文件···································13术语和符号·····································14总则············...
110kV~750kV架空输电线路设计
110kV~750kV架空输电线路设计110kV~750kV架空输电线路设计110kV~750kV架空输电线路设计目次序言········································Ⅱ1范围········································12性引用文件···································13术语和符号·····································14总则········································45路径········································46气象条件······································57导线和地线·····································68绝缘子和金具····································99绝缘配合、防雷和接地·······························1010导线布置····································1311杆塔型式····································1512杆塔荷载及材料·································1513杆塔构造设计基本规定······························2114基础设计····································2415对地距离及交错跨越·······························2516环境保护····································3017劳动安全和工业卫生·······························3018隶属设备····································30附录A典型气象区··································31附录B高压架空线路污秽分级···························32附录C各样绝缘子的m参照值····························331附录D使用悬垂绝缘子串的杆塔,水平线间距离与档距的关系···············35附录E基础上拔土计算容重和上拔角··························36附录F弱电线路等级·································37附录G公路等级···································38附录H用词和用语说明································39参照文件······································40条文说明······································41序言随着我国公民经济和电网建设的不断发展,我国的高压沟通输电技术获得了快速发展,当前,我国电网的最高运行电压等级从500kV发展到750kV。电网建设以科学发展观为指导,充分利用高新技术和先进设备,在加强现有电网技术改造和升级方面取得了较大的成就。很多新技术、新工艺和新材料正在获得宽泛运用和鼎力推广,成为电网设计和建设中的重要组成部分。为了规范设计,统一标准,保证工程安全和工程造价合理,编制本规定。本规定编制的指导思想是:贯彻电力建设基本目标,依赖科技进步和技术创新,仔细落实安全可靠、先进合用、经济合理、环境友好的原则,体现设计的经济性、合理性。本规定编制的技术原则:遵照DL/T5092—1999《110~500kV架空送电线路设计技术规程》和参照Q/GDW102—2003《750kV架空送电线路设计暂行技术规定》中的原则,并充分吸收规程颁发以来电力行业标准化、信息化研究推广应用的成就,在总结和剖析的基础上编制而成。本规定根据国家对环境保护的法律、法例,增设了环境保护章节。本规定根据国家法例对劳动安全和工业卫生的要求,设置了劳动安全和工业卫生章节。本规定根据电网建设中新技术、新工艺、新材料的应用,在路径、导线和地线、绝缘子和金具、杆塔构造等章节,增加了有关的内容。本规定则体现了“基建为生产服务”的理念,仔细研究生产运行提出的问题,在安全、经济、合理的基础上提出了适合的条文规定。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、中国电力工程顾问公司公司、华东电力设计院。本规定参加编制单位:西北电力设计院。本规定主要起草人:舒印彪、于刚、刘开俊、郭日彩、梁政平、吴建生、李勇伟、李喜来、葛旭波、张强、张卫东、张鹏飞、廖宗高、龚永光、李永双、黄伟中、薛春林、何江、叶鸿声、扬元春、魏顺炎、王勇、张芳杰、王虎长、朱永平、管顺清、孙波、张华。110kV~750kV架空输电线路设计技术规定范围本规定规定了沟通110kV~750kV架空输电线路的设计技术规定和要求,并提供了必要的数据和计算。合用于新建110kV、220kV、330kV、500kV和750kV沟通输电线路设计,对已建线路的改造和扩建项目,可根据详细情况和运行经验参照本规定设计。规范性引用文件下列文件中的条款经过本标准的引用而成为本规定的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的改正单(不包括勘误的内容)或修订版均不合用于本规定,但是,鼓励根据本规定完成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。GB15707—1995高压沟通架空送电线无线电扰乱限值GB700—1988碳素构造钢GB/T1591—1994低合金构造钢GB—2000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB—2000紧固件机械性能螺母GB50009—2001建筑构造荷载规范(2006版)GB1200—1988镀锌钢绞线GB0017—2003钢构造设计规范GB50010—2002混凝土构造设计规范GB7349—2002高压架空输电线、变电站无线电扰乱测量GB3096—1993城市地区环境噪声标准GB50007—2002建筑地基基础设计规范DL/T5092—1999110~500kV架空送电线路设计技术规程DL/T5217—2005220~500kV紧凑型架空送电线路设计技术规定DL/T5154—2002架空送电线路杆塔构造设计技术规定DL/T5919—2005架空送电线路基础设计技术规定DL/T620—1997沟通电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T621—1997沟通电气装置的接地DL/T864—2004标称电压高于1000V沟通架空线路用复合绝缘子使用导则DL409—1991电业安全工作规程(电力线路部分)Q/GDW102—2003750kV架空送电线路设计暂行技术规定HJ/T24—1998500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评论技术规范术语和符号下列术语和符号合用于本规定。术语架空输电线路overheadtransmissionline架设于地面上,空气绝缘的电力线路。弱电线路telecommunicationline泛指各样电信号通信线路。大跨越largecrossing线路跨越通航江河、湖泊或海峡等,因档距较大(在1000m以上)或杆塔较高(在100m以上),导线选型或杆塔设计需特殊考虑,且发生故障时严重影响航运或修复特别困难的耐张段。中、重冰区medium-heavyicingarea设计冰厚为10~20mm的地域。基本风速referencewindspeed按沿线气象台站10m高度处10min平均的风速观察数据,经概率统计得出50(30)年一遇最大值后确定的风速。罕有风速,罕有覆冰rarewindspeed,rareicethicknees根据历史上记录存在,并显著地超过历年记录频次曲线的严重要风、覆冰。耐张段section两耐张杆塔间的线路部分。平均运行张力everydaytension年平均气温情况下,弧垂最低点的导线或地线张力。等值附盐密度(简称等值盐密)equivalentsaltdepositdensity(ESDD)溶解后拥有与从给定绝缘子的绝缘体表面冲洗的自然沉积物溶解后相同电导率的氯化钠总量除以表面积,一般表示为mg/cm2。不溶物密度(简称灰密)non-solubledepositdensity(NSDD)从给定绝缘子的绝缘体表面冲洗的非可溶性残留物总量除以表面积,一般表示为mg/cm2。重力式基础weightingfoundation基础上拔稳定主要靠基础的重力,且其重力大于上拔力标准值的基础。钢筋混凝土杆reinforcedconcretepole钢筋混凝土杆是普通混凝土杆、部分预应力混凝土杆及预应力混凝土杆的总称。居民区residentialarea工业公司地域、港口、码头、火车站、城镇等人口密集区。非居民区non-residentialarea上述居民区以外地域,均属非居民区。虽然时常有人、有车辆或农业机械抵达,但未遇房子或房子稀罕的地域,亦属非居民区。交通困难地域difficulttransportarea车辆、农业机械不能抵达的地域。空隙electricalclearance线路任何带电部分与接地部分的最小距离。对地距离groundclearance线路任何带电部分与地面之间的最小距离。保护角shieldingangle在杆塔处地线的垂直平面与经过导、地线的平面之间的夹角。符号I——绝缘子串承受风压面积计算值,m2;A——构件承受风压面积计算值,2sm;AD——导线水平线间距离,m;p——导线间水平投影距离,m;Dx——导线三角排列的等效水平线间距离,m;DD——导线间垂直投影距离,m;zd——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,mm;fc——导线最大弧垂,m;fa——地基承载力特点值,kPa;H——海拔高度,km;Ka——放电电压海拔修正系数;Kc——导、地线的设计安全系数;Ke——绝缘子爬电距离的有效系数;Ki——悬垂绝缘子串系数;KI——绝缘子机械强度的安全系数;L——档距,m;Lk——悬垂绝缘子串长度,m;Lo——单片悬式绝缘子的几何爬电距离或杆件的计算长度,cm;Lp——杆塔的水平档距,m;m——海拔修正因子;m1——特点指数;——每串绝缘子所需片数;nH——高海拔地域每串绝缘子所需片数;R——构造构件的抗力设计值;S——导线与地线间的距离,m;SGK——重力荷载标准值的效应;SQik——第i项可变荷载标准值的效应;T——绝缘子承受的最大使用荷载、断线、断联荷载或常年荷载,kN;Tmax——导、地线在弧垂最低点的最大张力,N;Tp——导、地线的额定抗拉力,N;TR——绝缘子的额定机械损坏负荷,kN;Um——系统最高运行电压,kV;Un——系统标称电压,kV;Us——操作过电压,kV;WI——绝缘子串风荷载标准值,kN;Wo——基准风压标准值,kN/m2;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;——风压不平均系数;——导线及地线风荷载调整系数;——杆塔风荷载调整系数;——风向与导线或地线方向之间的夹角,;——泄露比距,cm/kV;——构件的体型系数;sc——导线或地线的体型系数;——可变荷载组合系数;rf——地基承载力调整系数。总则110kV~750kV架空输电线路的设计应贯彻国家的基本建设目标和技术经济政策,做到安全可靠、先进合用、经济合理、资源节俭、环境友好、切合国情。架空输电线路设计,应从实际出发,联合地域特点,积极慎重地采用新技术、新材料、新工艺,推广采用节能、降耗、环保的先进技术和产品。在架空输电线路设计中,除应履行本规定外,尚应切合现行的国家标准、电力行业标准和公司标准的有关要求,仔细贯彻履行国家和地方颁发的强制性条文。按照《建筑构造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,即对110kV~330kV采用二级,对±500kV、500kV、750kV采用一级,杆塔构造重要性系数取~。本规定根据输电线路的重要性按电压等级将线路分为三类:a)一类:750kV,500kV,重要330kV;b)二类:330kV,重要220kV;c)三类:220kV及110kV。编写本规定条款时所使用的助动词见附录H。路径路径选择应采用卫片、航片、全数字摄影测量系统等新技术,必要时可采用地质遥感技术,综合考虑线路长度、地形地貌、城镇规划、环境保护、交通条件、运行和施工等因素,进行多方案技术比较,使路径走向安全可靠,经济合理。路径选择应尽量避开军事设备、大型工矿公司及重要设备等,切合城镇规划,并尽量减少对地方经济发展的影响。路径选择应尽量避开不良地质地带和采动影响区,当无法避让时,应采取必要的举措;路径选择应尽量避开重冰区及影响安全运行的其他地域;应尽量避开原始森林、自然保护区、景色名胜区。路径选择应考虑对周边设备如电台、机场、弱电线路等的相互影响。路径选择宜凑近现有国道、省道、县道及乡镇公路,改良交通条件,方便施工和运行。应根据大型发电厂和枢纽变电所的总体布置统一规划出入线,两回或多回路相邻线路经过经济发达地区或人口密集地段时,应统一规划。规划中的两回或多回同行线路,在路径狭窄地段宜采用同杆塔架设。耐张段长度,单导线线路不宜大于5km;两分裂导线线路不宜大于10km;三分裂导线及以上线路不宜大于20km。如运行、施工条件许可,耐张段长度可适合延伸。在耐张段长度高出上述规准时应考虑防串倒举措。在高差或档距相差特别悬殊的山区或重冰区等运行条件较差的地段,耐张段长度应适合缩短。选择路径和定位时,应注意限制使用档距和相应的高差,防止出现杆塔两侧大小悬殊的档距,当无法防止时应采取必要的举措,提高安全度。与大跨越连结的输电线路,应联合大跨越的选点方案,经过综合技术经济比较确定。气象条件设计气象条件,应根据沿线的气象资料的数理统计结果,参照周边已有线路的运行经验确定,基本风速、基本冰厚按以下重现期确定:a)750kV输电线路:50年;b)500kV输电线路及其大跨越:50年;c)110kV~330kV输电线路及其大跨越:30年。如沿线的气象与附录A(标准的附录)典型气象区凑近,宜采用典型气象区所列数值。确定基本风速时,应按当地气象台、站10min时距平均的年最大风速为样本,并采用极值Ⅰ型散布模型概率统计剖析。统计风速样本,应取以下高度:a)110kV~750kV输电线路:离地面10m。b)各级电压大跨越:离历年大风季节平均最低水位10m。对山区输电线路,宜采用统计剖析和对照观察等方法,由周边地域气象台、站的气象资料推算山区的最大基本风速,并联合实际运行经验确定。如无可靠资料,宜将周边平原地域的统计值提高10%采用。110kV~330kV输电线路的基本风速,不宜低于23.5m/s;500kV~750kV输电线路,基本风速不宜低于27m/s。设计基本冰厚一般区分红:a)轻冰区:10mm及以下;b)中冰区:大于10mm小于20mm;c)重冰区:20mm及以上。确定设计基本冰厚时,应根据输电线路的重要性适合提高重要线路的荷载水平,宜将500kV以上线路,城市供电的重要线路和电气化铁路供电专用线路提高一个冰厚等级,一般宜增加5mm;对中冰区必要时还宜按罕有覆冰条件进行验算。地线覆冰厚度应比导线增加5mm~10mm。应加强对沿线已建线路设计、运行情况的检查,并在初步设计文件中以独自章节对换查结果予以阐述(风灾、冰灾、雷害、污闪、地质灾害、鸟害等)。充分考虑特殊地形、微气象条件的影响,尽量避开重冰区及易发生导线飞舞的地域。路径必须经过重冰区或导线易飞舞地域时,应进行相应的防冰害或防飞舞设计,适合提高线路的机械强度,局部易舞区段在线路建设时安装防舞装置等举措。输电线路位于河岸、湖岸、山峰以及山谷口等容易产生强风的地带时,其最大基本风速应较周边一般地域适合增大。对易覆冰、风口、高差大的地段,宜缩短耐张段长度,杆塔使用条件应适合留有裕度。关于相对高耸、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。确定大跨越基本风速,如无可靠资料,宜将周边陆上输电线路的风速统计值换算到跨越处历年大风季节平均最低水位以上10m处,并增加10%,然后考虑水面影响再增加10%后采用。大跨越基本风速不应低于相连结的陆上输电线路的基本风速。必要时还宜按罕有风速条件进行验算。大跨越基本冰厚,除无冰区外,宜较周边一般输电线路的最大基本覆冰增加重冰区输电线路,还宜按罕有覆冰条件进行验算。设计用年平均气温,应按以下方法确定:a)如地域年平均气温在3℃~17℃之内,取与年平均气温值周边的b)地域年平均气温小于3℃和大于17℃时,分别按年平均气温减少的5的倍数值。安装工况风速应采用10m/s,无冰,并宜按下列要求采用同时气温:a)最低气温为40℃的地域,宜采用15℃;b)最低气温为20℃的地域,宜采用10℃;c)最低气温为10℃的地域,宜采用5℃;d)最低气温为5℃的地域,宜采用0℃。5mm。必要时对大跨越和5的倍数值;3℃和5℃后,取与此数周边雷电过电压工况的气温宜采用15℃,当基本风速折算到导线平均高度处其值大于等于35m/s时雷电过电压工况的风速取15m/s,否则取10m/s;校验导线与地线之间的距离时,风速应采用无风,且无冰。操作过电压工况的气温可采用年平均气温,风速取基本风速折算到导线平均高度处值的50%,但不宜低于15m/s,且无冰。带电作业工况的风速可采用10m/s,气温可采用15℃,且无冰。导线和地线输电线路的导线截面,宜按照系统需要根据经济电流密度选择;也可按系统输送容量,联合不同导线的材料进行比选,经过年费用最小法进行综合技术经济比较后确定。输电线路的导线截面和分裂型式应知足电晕、无线电扰乱和可听噪声等要求。海拔不超过1000m地域,采用现行国标中钢芯铝绞线外径不小于表1所列数值,可不必验算电晕。表1可不必验算电晕的导线最小外径(海拔不超过1000m)杆称电压110220330500750kV导线外径2×2×3×4×4×5×6×mm3×大跨越的导线截面宜按允许载流量选择,其允许最大输送电流与陆上线路相配合,并经过综合技术经济比较确定。距输电线路边相导线投影外20m处,80%时间,80%置信度,频次时的无线电扰乱限值不应超过表2的规定。表2无线电扰乱限值标称电压110220~330500750kV限值46535555~58dB(μv/m)距输电线路边相导线投影外20m处,湿导线条件下的可听噪声值不应超过表3的规定。表3可听噪声限值标称电压110~500750kV限值5555~58dB(A)验算导线允许载流量时,导线的允许温度:钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线一般采用+70℃,必要时可采用+80℃;大跨越可采用+90℃;钢芯铝包钢绞线(包括铝包钢绞线)可采用+80℃(大跨越可采用+100℃),或经试验决定;镀锌钢绞线可采用+125℃。环境气温宜采用最热月平均最高温度;风速采用0.5m/s(大跨越采用0.6m/s);太阳辐射功率密度采用2cm。导、地线在弧垂最低点的设计安全系数不应小于,悬挂点的设计安全系数不应小于。地线的设计安全系数,宜大于导线的设计安全系数。导、地线在弧垂最低点的最大张力,应按下式计算:Tmax≤Tp(1)Kc式中:Tmax——导、地线在弧垂最低点的最大张力,N;Tp——导、地线的额定抗拉力,N;Kc——导、地线的设计安全系数。架设在滑动线夹上的导、地线,还应计算悬挂点局部弯曲惹起的附加张力。在罕有风速或罕有覆冰气象条件时,导线弧垂最低点的最大张力,不应超过其拉断力的70%。导线悬挂点的最大张力,不应超过其拉断力的77%。地线应知足电气和机械使用条件要求,可采用镀锌钢绞线或复合型绞线,若有通信要求,应采用光纤复合架空地线(OPGW)。验算短路热稳准时,地线的允许温度:钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线可采用+200℃;钢芯铝包钢绞线(包括铝包钢绞线)可采用+300℃;镀锌钢绞线可采用+400℃;光纤复合架空地线(OPGW)的允许温度应采用产品试验保证值。计算时间和相应的短路电流值应根据系统情况决定。地线采用镀锌钢绞线时与导线的配合不宜小于表4的规定。表4地线采用镀锌钢绞线时与导线配合表导线型号LGJ-185/30及以下LGJ-185/45~LGJ-400/35LGJ-400/50及以上镀锌钢绞线最小标称截面50801002mm光纤复合架空地线(OPGW)的设计安全系数,宜大于导线的设计安全系数。OPGW的选择应知足电气和机械使用条件的要求,对短路电流热容量和耐雷击性能需进行校验。计算时间和相应的短路电流值应根据系统条件决定。导、地线防振举措铝钢截面比不小于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举措,应切合表5的要求。如有多年运行经验可不受表5的限制。表5导、地线平均运行张力的上限和防振举措平均运行张力的上限(拉断力的百分数)情况%防振举措钢芯铝绞线镀锌钢绞线档距不超过500m的宽阔地域1612不需要档距不超过500m的非宽阔地域1818不需要档距不超过120m1818不需要无论档距大小22—护线条无论档距大小2525防振锤(阻尼线)或另加护线条四分裂及以上导线采用阻尼间隔棒时,档距在500m及以下可不再采用其他防振举措。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28mm~35m。对第7.10.1条以外的导、地线、其允许平均运行张力的上限及相应的防振举措,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。必要时经过试验确定。大跨越导、地线的防振举措,宜采用防振锤、阻尼线或阻尼线加防振锤方案,同时分裂导线宜采用阻尼间隔棒,详细设计方案可参照运行经验或经过试验确定。线路经过导线易发生飞舞地域时应采取或予留防舞举措,详细方案可经过运行经验或经过试验确定。导、地线架设后的塑性伸长,应按制造厂提供的数据或经过试验确定,塑性伸长对弧垂的影响宜采用降温法补偿。如无资料,镀锌钢绞线的塑性伸长可采用1×104;并降低温度10℃补偿;钢芯铝绞线的塑性伸长及降温值可采用表6所列数值。表6钢芯铝绞线塑性伸长及降温值降温值铝钢截面比塑性伸长℃~3×10415~3×104~4×10415~20~4×104~5×10420~25~5×104~6×10425(或根据试验数据确定)注:对大铝钢截面比的钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线应由制造厂家提供塑性伸长值或降温值。悬垂线夹、间隔棒、防振锤等处导线上的动弯应变应不大于切合表7所列值。表7导线细风振动许用动弯应变表序号导线种类大跨越普通档1钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线1001502铝包钢绞线(导线)100150表7(续)序号导线种类大跨越普通档3铝包钢绞线(地线)1502004钢芯铝合金绞线1201505全铝合金绞线1201506镀锌钢绞线2003007OPGW(全铝合金线)1201508OPGW(铝合金和铝包钢混绞)1201509OPGW(全铝包钢线)150200绝缘子和金具绝缘子机械强度的安全系数,不应小于表8所列数值。双联及以上的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8绝缘子机械强度安全系数最大使用荷载情况断线断联盘型绝缘子棒型绝缘子安全系数绝缘子尚应知足正常运行情况常年荷载状态下安全系数不小于。绝缘子机械强度的安全系数KI应按下式计算:TR(2)KIT式中:TR——绝缘子的额定机械损坏负荷,kN;T——绝缘子承受的最大使用荷载、断线、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。设计悬垂串时导、地线张力可按本规定第条的规定取值。采用黑色金属制造的金具表面应热镀锌或采取其他相应的防腐举措。金具强度的安全系数不应小于下列数值:a)最大使用荷载情况:。b)断线、断联情况:。330kV及以上线路的绝缘子串及金具应考虑均压和防电晕举措。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。地线绝缘时宜使用双联绝缘子串。与横担连结的第一个金具应转动灵活且受力合理,其强度应高于串内其他金具强度。330kV及以上输电线路悬垂V串两肢之间夹角的一半可比最大风偏角小5o~10o,或经过试验确定。线路宜合理选择线路走向和路径避开易舞区,无法避让时应采取适合缩短档距,适合提高线路的机械强度,局部易舞区段在线路建设时安装防舞装置等举措。使用复合绝缘子时,应综合考虑线路的防雷、防风偏、防鸟害等项性能,必要时采取防鸟害举措,城区设计应慎用玻璃绝缘子。绝缘配合、防雷和接地110kV~750kV输电线路的绝缘配合,应使线路能在工频电压、操作过电压、雷电过电压等各样条件下安全可靠地运行。在海拔高度1000m以下地域,操作过电压及雷电过电压要求的悬垂绝缘子串绝缘子片数,不应少于表9的数值。耐张绝缘子串的绝缘子片数应在表9的基础上增加,对110kV~330kV输电线路增加1片,对500kV输电线路增加2片,对750kV输电线路不需增加片数。表9操作过电压及雷电过电压要求悬垂绝缘子串的最少片数标称电压110220330500750kV单片绝缘子的高度146146146155170mm绝缘子片数713172532片为保持高塔的耐雷性能,全高明过40m有地线的杆塔,高度每增加10m,应比表9增加1片相当于高度为146mm的绝缘子,全高明过100m的杆塔,绝缘子片数应根据运行经验结共计算确定。由于高杆塔而增加绝缘子片数时,雷电过电压最小空隙也应相应增大;750kV杆塔全高明过40m时,可根据实际情况进行验算,确定是否需要增加绝缘子和空隙。绝缘配置应以判定的污区散布图为基础,并联合线路周边的污秽和发展情况,综合考虑环境污秽变化因素,选择合适的绝缘子型式和片数,适合留有裕度。关于0、Ⅰ级污区,可提高一级绝缘配置;关于Ⅱ、Ⅲ级污区,宜按中、上限配置;应在选线阶段尽量避让Ⅳ级污区,如不能避让,应采取举措知足污秽要求。绝缘配合设计可采用泄露比距法,也可采用污耐压法选择合适的绝缘子型式和片数。标准分级见附录B。当采用泄露比距法时,绝缘子片数由下式确定:n≥Un(3)KeLo式中:——每串绝缘子所需片数;——泄露比距,cm/kV;Un——系统标称电压,kV;Lo——单片悬式绝缘子的几何爬电距离,cm;Ke——绝缘子爬电距离的有效系数,主要由各样绝缘子几何爬电距离在试验和运行中提高污秽耐压的有效性来确定;并以XP-70、XP-160型绝缘子为基础,其Ke值取为1。Ke应由试验确定。经过污秽地域的输电线路,耐张绝缘子串的片数按第条规定选择并已达到第条规定的片数时,可不再比悬垂绝缘子串增加。耐张绝缘子串的自洁性能较好,在同一污区,其泄露比距根据运行经验较悬垂绝缘子串可适合减少。在轻、中污区(Ⅱ级及以下),复合绝缘子的爬电距离不宜小于盘型绝缘子;在重污区(Ⅲ级及以上),其爬电距离不应小于盘型绝缘子最小要求值的3/4;瓷棒绝缘子爬电距离应不小于盘型绝缘子。用于220kV及以上输电线路复合绝缘子两头都应加均压环,其有效绝缘长度需知足雷电过电压的要求。高海拔地域污秽绝缘子的闪络电压,随着海拔升高或气压降低而变化,悬垂绝缘子串的片数,宜按下式进行修正。nHne0.1215m1H1(4)式中:nH——高海拔地域每串绝缘子所需片数;H——海拔高度,km;m1——特点指数,它反应气压关于污闪电压的影响程度,由试验确定。各样绝缘子m1参照值见附录C。在海拔不超过1000m的地域,带电部分与杆塔构件(包括拉线、脚钉等)的空隙,在相应风偏条件下,不应小于表10、表11所列数值。表10110kV~500kV带电部分与杆塔构件的最小空隙m标称电压110220330500kV工频电压操作过电压雷电过电压注1:按雷电过电压和操作过电压情况校验空隙时的相应气象条件,参见附录A(标准的附录)。注2:按运行电压情况校验空隙时风速采用基本风速修正至相应导线平均高度处的值及相应气温。注3:500kV空气空隙栏,左侧数据适合于海拔高度不超过500m地域;右侧是用于超过500m但不超过1000m的地域。表11750kV带电部分与杆塔构件的最小空隙m标称电压750kV海拔高度5001000m工频电压I串边相I串操作过电压中相V串雷电过电压(或按绝缘子串放电电压的配合)注1:按雷电过电压和操作过电压情况校验空隙时的相应气象条件,参见附录A(标准的附录)。注2:按运行电压情况校验空隙时风速采用基本风速修正至相应导线平均高度处的值及相应气温。注3:只合用单回路。在海拔高度1000m以下地域,为便利带电作业,带电部分对杆塔接地部分的校验空隙不应小于表12所列数值。表12为便利带电作业,带电部分对杆塔接地部分的校验空隙标称电压110220330500750kV校验空隙m(边相I串/中相V串)注:为750kV单回路带电作业空隙值。对操作人员需要停留工作的部位,还应考虑人体活动范围30cm~50cm。校验带电作业的空隙时,应采用下列计算条件:气温+15℃,风速10m/s。海拔高度不超过1000m的地域,在塔头构造布置时,相间操作过电压相间最小空隙和档距中考虑导线风偏工频电压和操作过电压相间最小空隙,不宜小于表13所列数值。表13工频电压、操作过电压相间最小空隙标称电压110220330500750kV工频电压m操作过电压塔头m档距中空气放电电压海拔修正系数Ka可按下式确定:KaemH/8150(5)式中:H——海拔高度,m;m——海拔修正因子,工频、雷电电压修正因子m=,操作过电压修正因子见图1中的曲线a、c。如因高海拔而需增加绝缘子数量,则表13所列的雷电过电压最小空隙也应相应增大。a—相对地绝缘;b—纵向绝缘;c—相间绝缘;d—棒—板空隙图1海拔修正因子输电线路的防雷设计,应根据线路电压、负荷性质和系统运行方式,联合当地已有线路的运行经验,地域雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况,在计算耐雷水平后,经过技术经济比较,采用合理的防雷方式。各级电压的输电线路,采用下列保护方式:a)110kV输电线路宜沿全线架设地线,在年平均雷暴日数不超过15或运行经考证明雷电活动轻微的地域,可不架设地线。无地线的输电线路,宜在变电所或发电厂的进线段架设1km~2km地线。b)年平均雷暴日数超过15的地域220kV~330kV输电线路应沿全线架设地线,山区宜架设双地线。c)500kV~750kV输电线路应沿全线架设双地线。杆塔上地线对边导线的保护角,关于同塔双回直线塔,750kV、500kV和220kV对中相的保护角均不大于0°,110kV线路均不大于10°,钢管杆不大于20°;关于单回路,的保护角不大于10°,330kV及以下的其他线路(含钢管杆)宜小于杆塔上两根地线之间的距离,不应超过地线与导线间垂直距离的500kV~750kV线路避雷线对导线15°;单地线线路宜小于25°。5倍。在一般档距的档距中央,导线与地线间的距离,应按下式校验(计算条件为:气温+15℃,无风、无冰)。S≥0.012L+1(6)式中:S——导线与地线间的距离,m;L——档距,m。有地线的杆塔应接地。在雷季干燥时,每基杆塔不连地线的工频接地电阻,不宜大于表14所列数值。土壤电阻率较低的地域,如杆塔的自然接地电阻不大于表14所列数值,可不装设人工接地体。表14有地线的线路杆塔的工频接地电阻土壤电阻率100及以下100以上至500500以上至10001000以上至20002000以上·m工频接地电阻1015202530(注)注:如土壤电阻率超过2000·m,接地电阻很难降到30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,其接地电阻不受限制。小接地电流系统在居民区的无地线钢筋混凝土杆和铁塔应接地,其接地电阻不宜超过30Ω。线路经过直流接地极周边时,要考虑接地极对铁塔、基础的影响。钢筋混凝土杆的铁横担、地线支架、爬梯等铁附件与接地引下线应有可靠的电气连结。利用钢筋兼作接地引下线的钢筋混凝土电杆,其钢筋与接地螺母、铁横担或地线支架之间应有可靠的电气连结。2外敷的接地引下线可采用镀锌钢绞线,其截面应按热稳定要求选用,且不应小于25mm。2接地体引出线的截面不应小于50mm并应进行热稳定验算。引出线表面应进行有效的防腐办理,如热镀锌。经过耕地的输电线路,其接地体应埋设在耕种深度以下。位于居民区和水田的接地体应敷设成环形。采用绝缘地线时,应限制地线上的电磁感觉电压和电流,并采用可靠的地线空隙,以保证绝缘地线的安全运行。对绝缘地线长久通电的接地引线和接地装置,必须校验其热稳定和人身安全的防备举措。导线布置导线的线间距离应按下列要求并联合运行经验确定。对1000m以下档距,水平线间距离宜按下式计算:DKiLkU(7)0.65fc110表15Ki系数悬垂绝串形式I-I串I-V串V-V串Ki0式中:Ki——悬垂绝缘子串系数,见表15;D——导线水平线间距离,m;Lk——悬垂绝缘子串长度,m;U——输电线路标称电压,kV;fc——导线最大弧垂,m。一般情况下,使用悬垂绝缘子串的杆塔,其水平线间距离与档距的关系,可采用附录C所列数值。导线垂直排列的垂直线间距离,宜采用公式(8)计算结果的75%。使用悬垂绝缘子串的杆塔,其垂直线间距离不宜小于表16所列数值。表16使用悬垂绝缘子串杆塔的最小垂直线间距离标称电压110220330500750kV垂直线间距离m导线三角排列的等效水平线间距离,宜按下式计算:22DxDp(4/3Dz)(8)式中: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。覆冰地域上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的水平偏移,如无运行经验,不宜小于表17所列数值。表17上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的水平偏移m标称电压110220330500750kV设计冰厚10mm设计冰厚0mm地域可不设水平偏移。设计冰厚5mm地域,上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的水平偏移,可根据运行经验参照表17适合减少。双回路及多回路杆塔,不同回路的不同相导线间的水平或垂直距离,应比本规定第条的要求增加0.5m。线路换位的作用是为了减少电力系统正常运行时不平衡电流和不平衡电压,网中,长度超过100km的输电线路均宜换位。换位循环长度不宜大于如一个变电所某级电压的每回出线虽小于100km,但其总长度超过在中性点直接接地的电力200km。200km,可采用换位或变换各回输电线路的相序排列的举措来平衡不对称电流。关于∏接线路应校核不平衡度,必要时设置换位。中性点非直接接地电力网,为降低中性点长久运行中的电位,可用换位或变换输电线路相序排列的方法来平衡不对称电容电流。杆塔型式杆塔种类。杆塔按其受力性质,分为悬垂型、耐张型杆塔。悬垂型杆塔分为悬垂直线和悬垂转角杆塔;耐张型杆塔分为耐张直线、耐张转角和终端杆塔。杆塔按其回路数,分为单回路、双回路和多回路杆塔。单回路导线既可水平排列,也可三角排列或垂直排列,水平排列方式可降低杆塔高度,三角排列方式可减小线路走廊宽度;双回路和多回路杆塔导线可按垂直排列,必要时可考虑水平和垂直组合方式排列,但在覆冰地域,要考虑相邻垂直相间保持一定的水平偏移。杆塔外形规划。杆塔的外形规划与构件布置应按照导线和地线排列方式,以构造简单、受力平衡、传力清晰、外形雅观为原则,同时联合杆塔材料、运行维护、施工方法、制造工艺等因素在充分进行设计优化的基础上选用技术先进、经济合理的设计方案。杆塔使用原则。对不同种类杆塔的采用,应依据线路路径特点,按照安全可靠、经济合理、维护方便和有利于环境保护的原则进行。关于山区线路杆塔,应依据地形特点,配合高低基础,采用全方位长短腿构造型式。在平地和丘陵等便于运输和施工的非农田和非繁荣地段,可就地取材地采用拉线杆塔和钢筋混凝土杆。关于线路走廊拆迁或清理费用高以及走廊狭窄的地带,宜采用导线三角形或垂直排列的杆塔,并考虑V型、Y型和L型绝缘子串使用的可能性,在知足安全性和经济性的基础上减小线路走廊宽度。非重冰区线路还宜联合远景规划,采用双回路或多回路杆塔;重冰区线路宜采用单回路导线水平排列的杆塔;城区或市郊线路可采用钢管杆。对林区和林地地段线路,宜按树木自然生长高度,采用高跨杆塔型式。关于悬垂直线杆塔,如需要兼小角度转角,且不增加杆塔头部尺寸时,其转角度数不宜大于5。悬垂转角杆塔的转角度数,对330kV及以下线路杆塔不宜大于10;对500kV及以上线路杆塔不宜大于。拥有转动横担或变形横担的杆塔不应用于居民区、检修困难的山区、重冰区、交错跨越点以及两侧档距或标高相差较大,容易发生误动作的杆塔塔位。杆塔荷载及材料杆塔荷载荷载分类a)永远荷载:导线及地线、绝缘子及其附件、杆塔构造、各样固定设备、基础以及土石方等的重力荷载;拉线或纤绳的初始张力,土压力及预应力等荷载。b)可变荷载:风和冰(雪)荷载;导线、地线及拉线的张力;安装检修的各样附加荷载;构造变形惹起的次生荷载以及各样振动动力荷载。荷载作用方向a)杆塔的作用荷载一般分解为横向荷载、纵向荷载和垂直荷载。b)悬垂型杆塔应计算与铁塔线路方向轴线成0、45(或60)及90的三种基本风速的风向;一般耐张型杆塔可只计算90一个风向;终端杆塔除计算90风向外,还需计算0风向;悬垂转角杆塔和小角度耐张转角杆塔还应考虑与导、地线张力的横向分力相反的风向;特殊杆塔应计算最不利风向。各类杆塔均应计算线路正常运行情况、断线(含分裂导线时纵向不平衡张力)情况和安装情况下的荷载组合,必要时尚应验算地震等罕有情况。各类杆塔的正常运行情况,应计算下列荷载组合:a)基本风速、无冰、未断线(包括最小垂直荷载和最大水平荷载组合)。b)最大覆冰、相应风速及气温、未断线。c)最低气温、无冰、无风、未断线(合用于终端和转角杆塔)。悬垂型杆塔(不含大跨越直线塔)的断线(含分裂导线的纵向不平衡张力)情况和不平均覆冰情况,应计算下列荷载组合:a)断线(含分裂导线的纵向不平衡张力)情况、5℃、有冰、无风荷载计算。同一档内,随意三分之一相导线有不平衡张力,地线未断。断随意一根地线,导线未断。断线张力可按表18覆冰率计算。关于10mm及以下的冰区导线、地线的断线张力除应按表18的覆冰率进行计算外,详细取值尚应知足:单导线取一相导线最大使用张力的50%;双分裂导线纵向不平张力,对平丘及山地线路,应分别取一相导线最大使用张力的40%和50%,双分裂以上导线的纵向不平衡张力,对平地、丘陵及山地线路,应分别取一相导线最大使用张力的25%、35%、45%;地线取最大使用张力的100%;垂直冰荷载取100%设计覆冰荷载。表18导线、地线的断线时覆冰率直线型杆塔耐张型杆塔覆冰率覆冰率冰区%%一类二类三类一类二类三类10mm7060501007060b)不平均覆冰情况:不平均覆冰情况荷载按未断线、5℃、有不平均冰、10m/s风计算。不平均覆冰产生的不平衡张力覆冰率计算条件见表19。关于10mm及以下的轻冰区导线、地线的覆冰不平衡张力除应按表19的覆冰率进行计算外,详细取值应不低于表20的取值。表19覆冰不平衡张力覆冰率计算条件直线型杆塔耐张型杆塔线路等级覆冰率覆冰率%%一侧另一侧一侧另一侧一类100201000二类1003010015三类1004010030表20轻冰区覆冰不平衡张力取值表覆冰不平衡张力(最大使用张力的百分数)冰区直线型杆塔耐张型杆塔导线地线导线地线10mm10203550耐张型杆塔的断线(含分裂导线的纵向不平衡张力)情况和不平均覆冰情况,应计算下列荷载组合:a)断线情况:1)单回路杆塔在同一档内断随意两相导线(终端杆塔还应考虑作用一相或两相导线的不利情况)、地线未断、无冰、无风。双回路及以上杆塔,在同一档内断随意三分之一相导线(终端杆塔还应考虑作用一相、两相或三相导线的不利情况),地线未断、无冰、无风。2)断随意一根地线、导线未断、无冰、无风。3)断线情况时,所有的导线和地线的张力,均应分别取最大使用张力的70%及100%。b)不平均覆冰情况:1)不平均覆冰情况荷载按未断线、5℃、有不平均冰、10m/s风计算。2)不平均覆冰产生的不平衡张力覆冰率计算条件见表19,其取值按不小于表20的取值。a)各类杆塔在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计算。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:悬垂型杆塔的安装荷载:1)提升导线、地线及其附件时的作用荷载。包括提升导、地线、绝缘子和金具等重量(一般按倍计算)和安装工人和工具的附加荷载,提升时应考虑动力系数,附加荷载可按表21采用。2)导线及地线锚线作业时的作用荷载。锚线对地夹角一般应不大于20,正在锚线相的张力应考虑动力系数。挂线点垂直荷载取锚线张力的垂直分量和导、地线重力和附加荷载之和,纵向不平衡张力分别取导、地线张力与锚线张力纵向分量之差。表21附加荷载标准值kN电压导线地线kV悬垂型杆塔耐张型杆塔悬垂型杆塔耐张型杆塔110220~330500~750b)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均未架设;锚导线时,在同档内的地线已架设。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:锚塔和紧线塔均允许计及临时拉线的作用,临时拉线对地夹角不应大于45,其方向与导、地线方向一致,临时拉线一般可平衡导、地线张力的30%。500kV及以上杆塔,对四分裂导线的临时拉线按平衡导线张力标准值30kN考虑,六分裂及以上导线的临时拉线按平衡导线张力标准值40kN考虑,地线临时拉线按平衡地线张力标准值5kN考虑。3)线牵引绳产生的荷载:紧线牵引绳对地夹角一般按不大于20考虑,计算紧线张力时应计及导、地线的初伸长、施工误差和过牵引的影响。4)安装时的附加荷载:可按表21采用。c)导线、地线的架设序次,一般考虑自上而下地逐相(根)架设。d)与水平面夹角不大于30、而且能够上人的铁塔构件,应能承受设计值1000N人重荷载,此时,不与其他荷载组合。双回路及多回路杆塔,应按实际需要,考虑分期架设的情况。终端杆塔应计及变电所(或升压站)一侧导线及地线已架设或未架设的情况。计算曲线型铁塔时,应考虑沿高度方向不同时出现最大风速的不利情况。12.1.12位于基本地震烈度为七度及以上地域的混凝土高塔和位于基本地震烈度为九度及以上地域的各类杆塔均应进行抗震验算。外壁坡度小于2%的圆筒形构造或圆管构件,应根据雷诺数Re的不同情况进行横风向风振(旋涡脱落)校核。导线及地线风荷载的标准值,应按下式计算:Wx=WozsccdLpsin2(9)o=2/1600(10)WV式中:Wx——垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值,kN;——风压不平均系数,应根据设计基本风速,按照表22确定;c——500kV和750kV线路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(不含导线及地线张力弧垂计算和风偏角计算),c应按照表22确定,其他电压级的线路c取;z——风压高度变化系数,基准高度为10m的风压高度变化系数按表25的规定确定;sc——导线或地线的体型系数:线径小于17mm或覆冰时(无论线径大小)应取sc=,线径大于或等于17mm,sc取;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,mm;Lp——杆塔的水平档距,m;——风向与导线或地线方向之间的夹角,();Wo——基准风压标准值,kN/m2,应根据基准高度的风速V(m/s)计算。导地线覆冰风荷载考虑覆冰后风荷载增大系数:10mm冰区取。表22风压不平均系数和导地线风载调整系数cc风速≤2020≤<2727≤<≥VVm/s计算杆塔荷载设计杆塔(风偏计算用)计算500kV、750kV杆塔荷载注:对跳线等档距较小者的计算,宜取。校验杆塔电气空隙时,档距小于200m取,档距大于600m时取,档距在200m~600m之间风压不均匀系数采用式11计算。0.5060(11)Lp式中:Lp——杆塔的水平档距,m。按照以上公式,风压不平均系数随水平档距变化取值见表23。表23风压不平均系数随水平档距变化取值档距200250300350400450500550≥600m杆塔风荷载的标准值,应按下式计算:Ws=WozszAs(12)式中:W——杆塔风荷载标准值,kN;ss、As——分别为构件的体型系数和承受风压的投影面积计算值,2s按现行国家m,体型系数规范《建筑构造荷载规范》(GB50009—2001)确定;——杆塔风荷载调整系数。对杆塔本身,当杆塔全高不超过60m时,应按照表24对全高采用一个系数;当杆塔全高明过60m时,应按现行国家规范《建筑构造荷载规范》(GB50009—2001)采用由下到上逐段增大的数值,但其加权平均值对自立式铁塔不应小于。对单柱拉线杆塔不应小于。对基础,当杆塔全高不超过50m时,应取;50m及以上时,应取。杆塔覆冰风荷载考虑覆冰增大系数取。表24杆塔风荷载调整系数z(用于杆塔本身)杆塔全高H2030405060m单柱拉线杆塔z其他杆塔注1:中间值按插入法计算。注2:对自立式铁塔,表中数值合用于高度与根开之比为4~6。绝缘子串风荷载的标准值,应按下式计算:(13)I=ozIWWA式中:W——绝缘子串风荷载标准值,kN;IA——绝缘子串承受风压面积计算值,2m。I关于平展或稍有起伏的地形,风压高度变化系数应根据地面粗拙度类型按表25的规定确定。表25风压高度变化系数z离地面或海平面高度地面粗拙度类型mABCD5101520304050表25(续)离地面或海平面高度地面粗拙度类型mABCD60708090100150200250300350400450注:地面粗拙度类型:A类指近海面和海岛、海岸、湖岸及荒漠地域;B类指野外、农村、丛林、丘陵以及房
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