重冰设计标准修编-梁明PPT课件.ppt

中重冰区架空输电线路设计技术规定 中国电力工程顾问集团西南电力设计院 1 1范围2总则3覆冰气象条件4导 地线5绝缘配合和防雷6导地线布置7杆塔荷载8路径选择9杆塔定位10交叉跨越 2 总结已有重冰区输电线路的设计运行经验 本导则扩大到适用于110kV 750kV重覆冰架空输电线路设计 其他电压等级的高压交直流重覆冰架空输电线路设计可参照执行 1范围 3 本标准适用于单回重冰区110kV 750kV架空输电线路设计和单 双回110kV 750kV架空输电中冰区线路设计 其他电压等级的高压交直流架空输电线路可参照执行 本标准是作为 110 750kV架空输电线路设计规范 的补充而编制的 也是在原 重冰区架空送电线路设计技术规定 以下简称 原重冰规定 的基础上扩充而成的 1范围 4 电线设计冰厚大于10mm小于20mm 冰密度0 9g cm3 的地区 称为中冰区 电线设计冰厚20mm 冰密度0 9g cm3 及以上的地区 称为重冰区 位于中冰区和重冰区的输电线路称为重覆冰线路 2总则 5 在1976年全国重冰会议上 根据重冰线路的特性明确提出 电线设计冰厚20mm及以上的地区 称为重冰区 位于重冰区的线路即为重冰线路 2008年1 2月我国南方的冰害事故中 按10mm覆冰设计的线路事故 断线 倒塔 占90 以上 造成220kV 500kV交 直流线路大量倒塔和断线引发大面积停电 为提高线路的抗冰能力 减少此类事故 提高各级输电线路的可靠性 特提出 电线设计冰厚大于10mm小于20mm的地区 称为中冰区 位于中冰区的线路即为中冰线路 对于重覆冰须制定专门的设计技术规程 以规范其设计 2总则 6 本导则根据输电线路的重要性将重冰线路分为三类 一类 750kV 500kV 重要330kV 二类 330kV 重要220kV 三类 220kV及110kV 2总则 7 考虑到110kV 750kV线路在系统中的重要性存在一定的差别 为了合理配置国家资源 在重覆冰线路设计中应根据各工程实际安全需要 对其运行可靠性相应地予以区别对待 即适当地提高了系统中部份重要的线路荷载水平 以便在合理投资的基础上 把重要线路冰害事故的损失降到最小 以取得较好的经济效益 从定性方面衡量 三类不同等级的重覆冰线路在遭遇如2008年1 2月南方地区类似的大冰凌情况时 各类线路的安全运行水平 原则上应是 一类线路基本上仍能安全运行 二类线路仅在个别地段出现少量过载性事故 三类线路容许有一定程度破坏性事故 2总则 8 架空输电线路设计冰厚应采取以下标准 330kV及以下等级为30年一遇的冰厚 750kV 500kV为50年一遇的冰厚 设计重覆冰线路应全面搜集气象站 观冰站 电力线 弱电线 微波塔等冰凌资料 并深入现场调查访问 掌握沿线历年覆冰情况 冰凌性质 冻结高度 大冰凌出现年份和重现次数 注意微地形 微气候对覆冰增大的影响 合理确定设计冰厚和划分冰区 地线覆冰厚度应较导线增加不小于5mm 严重覆冰地段如调查中出现概率极小的重冰 宜按稀有的覆冰厚度进行验算 3覆冰气象条件 9 鉴于目前各地冰凌观测资料很少 不但不能应用数理统计方法选取设计冰厚 而且往往连一个较确切的历年最大冰凌数据也难以获得 在这种情况下 就只能通过对地区气象台站资料的分析和沿线覆冰情况的调查来解决 一是充分搜集地区已有气象站 观冰站 电力线 通信线等历年的冰凌资料 以供参考使用 二是进行线路沿线的调查访问 3覆冰气象条件 10 地线的悬挂高度高于导线 地线直径通常小于导线 正常运行时 地线温度远低于导线 这些特征决定了在同一覆冰天气条件下 地线结冰的厚度要大于导线 这在国内多次覆冰及冰害事故中已证实 重覆冰线路往往由于缺乏应有的冰凌观测资料而无法作到 通过冰冻时期气象要素分析和沿线冰凌资料调查 也只能定性地了解沿线各地段冰凌的轻重程度 无法较准确地选取应有的设计冰厚 对于处于严重覆冰地段的线路 宜尽可能搜集到或者较确切地推测出该地段可能出现的稀有冰凌荷载 并以此作为验算条件 以提高该线段的安全运行水平 3覆冰气象条件 11 覆冰同时风速取值 中冰区 10m s 含不均匀覆冰 重冰区 15m s 不均匀覆冰10m s 3覆冰气象条件 12 各地由于覆冰天气形势不同 覆冰同时风速差异很大 为了从安全和经济合理方面考虑 将重冰区覆冰同时风速仍规定为15m s 但为了合理起见 特注释 当有实测资料时 覆冰同时风速可按实测值选取 3覆冰气象条件 13 导 地线在弧垂最低点的设计安全系数不应小于2 5 在悬挂点的设计安全系数不应小于2 25 在验算覆冰条件下 导线弧垂最低点的最大应力 不应超过其拉断应力的70 导线悬挂点的最大应力 不应超过其拉断应力的77 地线 含OPGW 的设计安全系数 应大于导线的设计安全系数 4导 地线 14 目前由于冰凌资料缺乏 实际情况往往是设计冰厚偏小 过载比值往往大于1 6甚至在2 0以上 从而造成严重的断线倒塔事故 为防止这类事故的重复出现 务必要求提高线路各部件的安全储备 架空地线过去单纯用于防雷 现在大多数工程中兼备有通信功能 重要性在增加 所以 为提高地线的运行可靠性 故规定地线设计安全系数 应比导线大 其次 从抗冰要求地线的过载抗冰能力也应比导线大 4导 地线 15 中 重冰区的地线型号可较 110 750kV架空输电线路设计技术规范 规定的地线型号增大一至二级 500kV及以上线路的地线采用镀锌钢绞线时 标称截面不宜小于100mm2 为提高地线的过载能力 减少导地线动态接近引起的闪络事故及由于过载引起的断线事故 考虑到镀锌钢绞线在运行中的强度衰减 提出以上要求 4导 地线 16 保护角地线对边导线的保护角不宜大于下表取值 中冰区各级电压双回输电线路宜不大于0 5绝缘配合和防雷 17 杆塔上地线对边导线的保护角直接关到雷电波对导线的绕击概率 与线路的跳闸率密切相关 而且随着电压等级的提高越来越重要 500kV超高压线路 由于线距大 杆塔高 受雷击的概率比220kV线路大30 40 但由于其绝缘水平高 反击的耐雷水平达到120kA 160kA 跳闸趋于减少 而绕击过电压引起的跳闸率则显著增大 所以 对500kV来讲 采用较小的保护角是防雷措施中的重要条件 重覆冰线路为了防止导地线在运行中因不均匀覆冰的静态接近闪络和因脱冰跳跃的动态接近闪络 在塔头布置中 导地之间都设置一定的水平位移值 这无疑对减小保护角增加了困难 通过比较认为 按上述要求是可以实现的 5绝缘配合和防雷 18 6导地线布置 为了减少或避免导线间的闪络事故 如采用非水平排列方式 杆塔上应有足够的垂直线距和水平位移 以满足导线与地线或导线之间在不同期脱冰时静态和动态接近的电气间隙要求 静态接近垂直距离不应小于操作过电压的间隙值 动态接近距离不应小于工频电压的间隙值 19 6导地线布置 导线间的闪络事故主要方式 1 由于脱冰跳跃 促使导 地线在档距中央动态瞬间接近闪络 2 不均匀覆冰 造成导 地线在档距中央静态接近闪络 20 重覆冰导线的水平线间距离应根据线路的运行经验确定 当缺乏运行经验时 可较 110 750kV输电线路设计技术规程 导线水平线间距离要求值加大5 15 6导地线布置 21 公式a 6导地线布置 公式b 公式c 方式 b 它忽视了线路等级和重要性的差别 采用了统一的增加值 很难适应各级电压的实际需要 方式 a 方式 c 两种大同小异 但 c 更能较好地反映重覆冰线路与一般线路的相关关系 且简便易行 22 6导地线布置 导 地线水平偏移 m 导线与地线水平偏移值宜根据运行经验确定 如无可靠资料可采用下表 23 导 地线水平偏移 m 6导地线布置 24 7杆塔荷载 导线 地线的断线时覆冰率 25 7杆塔荷载 中冰区导 地线的断线张力不小于下表取值 26 7杆塔荷载 重冰区导 地线的断线张力不小于下表取值 27 7杆塔荷载 不平衡张力覆冰率计算条件表 28 7杆塔荷载 中冰区不平衡张力不应小于下表取值 29 7杆塔荷载 重冰区不平衡张力不应小于下表取值 30 7杆塔荷载 构件覆冰后风荷载增大系数 15mm冰区 1 6 20mm冰区 1 8 20mm以上冰区 2 0 2 5导线 地线覆冰后风荷载增大系数 15mm冰区 1 3 20mm及以上冰区 1 5 2 0 考虑到线路实际覆冰形状 密度与通常设计的标准状况出入较大 为计入线路实际风荷载对杆塔设计的影响 故在本规程中增加了一个风荷载增大系数予以弥补 31 7杆塔荷载 可变荷载组合系数 32 7杆塔荷载 不均匀冰荷载情况 过去一直把这一项与直线型杆塔断线情况一样视为很少出现的 荷载系数采用0 75 本规程认为不均匀冰荷载情况在某些特定地点 特殊气象条件出现概率较大 出现的工况应与正常运行工况类似 中冰区其荷载系数提高到0 9 考虑到重冰区验算覆冰条件较中冰区苛刻 为适当减少不均匀冰控制塔材情况 建议荷载系数取0 9 不均匀冰垂直荷载不小于75 覆冰荷载 33 8路径选择 a 避开调查确定的覆冰严重地段和覆冰污秽地区 b 沿起伏不大的地形走线 c 避免横跨垭口 风道和通过湖泊 水库等容易覆冰的地带 d 避免大档距 大高差 e 通过山岭地带 宜沿覆冰时背风坡或山体阳坡走线 f 耐张段不宜太长 中冰区一般不应超过5km 重冰区一般不应超过3km g 转角角度不宜过大 34 9杆塔定位 中 重冰区冰线路应适当缩短档距和耐张段长度 并使档距较为均匀 耐张段长度中冰区一般不应超过5km 重冰区一般不应超过3