中重冰区架空输电线路 设计方案（技术方案）

1中重冰区架空输电线路设计方案 4 52.1原重冰规定第1.1条的修改条文 52.2新增条文 72.3原重冰规定第1.3条的保留条文 72.4原重冰规定第1.4条的修改条文 83.5新增条文 93.术语及符号 3.1术语 3.2符号 4.1保留原重冰规定第2.1条精神，略作文字修改 4.2保留原重冰规定第2.2条精神，略作文字修改 5.覆冰气象条件 5.1原重冰规定第3.1条修改条文 5.2新增条文 5.3原重冰规定第3.2条保留条文 5.4原重冰规定第3.3条保留条文 5.5原重冰规定第3.4条修改条文 5.6新增条文 245.7原重冰规定第3.5条保留条文 6.导线、地线 6.1保留原重冰规定第4.1条精神，略作文字修改 266.2原重冰规定第4.2条修改条文 26.3原重冰规定第4.2条修改条文 6.4原重冰规定第4.3条修改条文 6.5新增条文 7.绝缘子和金具 7.1原重冰规定第4.6条修改条文 7.2原重冰规定第4.5条修改条文 7.3新增条文 7.4保留原规定第4.4条精神，略作文字修改 7.5新增条文 8.绝缘配合和防雷 8.1原重冰规定第4.8条修改条文 8.2原重冰规定第4.9条保留条文 8.3新增条文 8.4原规定第4.7条精神，文字略为修改 9.导线布置 9.1原重冰规定第5.1条修改条文 9.2原重冰规定第5.2条修改条文 9.3原规定第5.3条修改条文 9.4原规定第5.4条修改条文 9.5保留原规定第5.5条精神，略作文字修改 639.6原规定第5.6条修改条文 10.杆塔型式 10.1原重冰规定第6.1条修改条文 10.2原规定第6.2条保留条文 11.杆塔荷载 11.1原规定第6.3条修改条文 11.2原规定第6.4条修改条文 311.3原规定第6.5条保留条文 11.4原重冰规定第6.6条修改条文 11.5原重冰规定第6.7条修改条文 11.6原规定第6.8条保留条文 11.7原规定第6.9条保留条文 11.8原规定第6.10条保留条文 11.9原规定第6.11条修改条文 12.杆塔定位及交叉跨越 12.1原规定第7.1条精神，文字略为修改 12.1原规定第7.2条精神，文字略为修改 12.3原规定第7.3条保留条文 12.4原规定第7.4条修改条文 12.5原规定第7.5条保留条文 4双回110～750kV架空输电中冰区线路简称：原重冰规定)的基础上扩充而成的。70年代我国设计并建设了第一条刘关330kV重冰线路。1992年建成了第一条天贵500kV高海拔重冰线路。而早在1982年，为了二行同步观测，连续观测14年，为500kV高海拔、重冰区的二滩送出丰富了超高压重冰线路建设的实践经验，也为编制本规定创造了条52.总则2.1原重冰规定第1.1条的修改条文问题的研究、总结与交流，从80年代开始，每2～3年召开一次。研讨建筑物(包括输电线路、电视塔、飞机等)覆冰机理、参数、荷载国际电工委员会第11技术委员会(IECTC11),从70年代开始对冰凌荷载进行国际间广泛研讨，1991年提出了“架空输电线路荷修订，提出了“Designcriteriaofoverheadtransmissionlines” (架空输电线路的设计标准),即IEC60826,2003-10(以下简称IEC规范),其中的6.3和6.4节专门论述覆冰及冰载取值，供各国我国在经历了1954年湖南大冰凌年之后，对冰凌的危害性有了6手编制“重冰区架空送电线路设计技术规定”,以指导和规范全国在我国，从东北经中原到西南，线路冰害事故不断，尤以2005年2月华中地区出现罕见的冰凌，造成220～500kV线路大量倒塔和在76年全国重冰会议上，根据重冰线路的特性明确提出：电线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220～500kV交、直流线路72.2新增条文《110～750kV架空输电线路设计技术规定》是全国输电线路设本规定是在总结国内外实践经验和科研成果的基础上编制而成2.3原重冰规定第1.3条的保留条文82.4原重冰规定第1.4条的修改条文。重要前提。60年代以来，随着线路建设的需要，有些单位搞过一些冰凌观测工作。比较长期的计有：330工程的关山观测站，陕西省的820观测站、湖南郴州地区的欧盐线观冰站，宝鸡局的秦岭观冰黄茅埂观冰站。近年建设的有三峡中低海拔(1100～1800)地区站，娄山关(1780m)观冰站等，都取得很好的资料。其中黄茅埂观冰站裂导线的试验线路，两档三塔共584m,同时在沿线附近增设了许多临时观冰点配合进行同步观测，从82年至96年连续观测了14年，9(1)建立有效的线路覆冰计算模型，逐步做到应用气象参数、(2)研究绝缘子串覆冰闪络的有效防护措施；(3)探讨新的防冰、除冰和融冰方法。根据“110～750kV架空输电线路设计技术规定”的规定，110~计冰厚按10m高30年一遇标准冰厚选取，750kV和500kV按10m高50年一遇选取。考虑到中、重冰线路事故率高，如果为提高其可靠工程名称(千伏)设计冰厚(mm)南九线天贵线导线4×300mm²二自I回导线4×400mm²二自Ⅱ回导线4×400mm²二自Ⅲ回导线4×400mm²考虑到110～330kV线路在系统中的重要性存在一定一类：750kV、500kV,重要330kV三类：220kV及110kV从定性方面衡量，三类不同等级的中、重冰线路在遭遇如2008年1～2月南方地区类似的大冰凌情况时，各3.1术语按照规程编撰要求，补充与中、重冰区相关的术语及相关解释并3.2符号4.路径4.1保留原重冰规定第2.1条精神，略作文字修改湖南110kV柘湘线，1964年2月在#219～#220杆发生冰害事故，于1965年改道避冰后，运行情况良好。云南110kV阳昆二回线于1962年2月将老鹰山长约8km一段进滇东北地区110kV宣以线于1964年将大竹山长约6km一段改道，4.2保留原重冰规定第2.2条精神，略作文字修改。1、已有的重冰线路运行经验表明，严重覆冰地段线路，不但造2、要求线路尽量沿起伏不大的地形走线是因为：中、重冰线路3、根据已有工程的运行经验，凡属垭口、风道等处，受气流抬如湖南110kV拓湘线#219～#220档横跨垭口，档距309m,距#219处于风道中的导线上冰凌荷载达115N/m,而在风道两侧的导线上仅贵州110kV六水线N₃~Ne₄,档距339m,横跨在一迎风坡的风口66～67年和76～77年两个大冰凌年，均在该档导线耐张线夹处，造1985～1986年冬大冰凌时期，各站、点的实测资料如表5-1:站点名称黄茅埂站老林口点五指山点七里坝点主站主站东偏南主站东偏北主站西南高程(m)覆冰量又如二郎山观冰站资料如表5-2所示，覆冰量与冬季主要覆冰站点情况覆冰量(NXm)年度二郎山垭口站2987m,始终处于冬季主覆冰气流中迎风坡站2860m,垭口东1.7km处，处于主覆冰气流边缘背风坡站2830m,垭口西1.4km处，处于主覆冰气流下降途中5、通过山岭地带宜沿覆冰时背风坡走线，是因为在冻雾型覆冰高度(覆冰时期云雾底部)以上，并处于抬升气流的迎风坡地带，在7、鉴于中、重冰线路荷载大，在运行中还会出现较严重的冰凌大转角杆塔的损坏。据贵州110kV水盘线统计，1968大冰凌年，使该线路8基大转角(θ>30°)拉线钢筋混凝土杆，向内角方向严重弯云南110kV以东线，1963年覆冰时，使#37杆(θ=5335')分5.1原重冰规定第3.1条修改条文5.2新增条文长潭株地区郴州地区重现期(年)55气象台站的统计资料现有电力线的统计资料力线覆冰将比台站覆冰厚度大1.5～2.4倍才是，当大冰凌年时，两序号观冰年数(n)标偏σg1g2g3不定，只有一个最大值g导线直径d和离地高度Z的影响，可按下式近似考虑。(3)利用气象参数模型，推算年最大冰荷重值。然后按上述方冰情况的调查来解决，具体作法详见6.3和6.4条所示。5.3原重冰规定第3.2条保留条文供给等地形因素，以及输电线路本身电场、架设高度、导(地)线扭二是进行线路沿线的调查访问。鉴于各地大冰凌年出现次数不5.4原重冰规定第3.3条保留条文对于个别可能出现严重覆冰的微地形、微气候地段(如山垭口、风道、对覆冰气流中明显处于暴露的突出地带等)设计时可划为严重(1)1966～1967年冰冻时期，110kV贵六线岩脚寨附近#169~#170一档高差150m,至垭口180m巡线时在山脚下#169杆附近见#172导线上实测得冰厚达52.7mm。(2)湖南郴州欧盐线观冰站，1977年2月3日在海拔523m且位于风口的主站测得观测线上冰凌重72.0N/m,而海拔400m,且北面有山峰屏蔽的南分站同期测得冰重仅11.0N/m,差值达6.5倍。(3)500kV葛双I、Ⅱ回平行架冰10mm,验算覆冰15mm,其中Ⅱ回系1988年建成，在罗集镇附近，因条件限制，有2.7km线路走入高山地段，相对高差达300m(地面1994、1995连续两年均在该地段造成多基倒塔事故。而山下I回线区设计。线路在宁乡巷子口附近翻越山脊，相对高差110m(地面高程达609.5m)形成1.2km长的突出地段。设计时虽考虑覆冰增大因素，将设计冰厚提高到20mm。但由增加不足，2005年2月，湖南地区出现大冰凌时，因实际覆冰达到7.0～8.0kg/m(折合冰厚39~42mm),而造成该段连续倒塔3基(同期该线路两段15mm冰区在类似地形条件下倒塔7基)。年10月，因该地区出现罕见的严重覆冰现象，致使该跨越档覆冰严重超载(折算冰厚达20～35mm)以至造成三回线路同在该处共倒塔8基。龙羊峡水电站因此全厂停机25天，少送电量6271万度。5.5原重冰规定第3.4条修改条文重冰区气象条件可参照表6-3中所列数值IⅡⅢ设计冰厚(mm)同时风速(m/s)同时气温(℃)冰的密度(g/cm³)1、设计冰厚(1)比原规定增加一个50mm冰区。这是因为我国电力网随着边远地区大型电站的开发而日益扩大，所遇到的冰凌越来越重。如500kV二自线，从二滩电站出来后就必需翻越大小凉山重冰区，根据对该地区黄茅埂观冰站长期观测资料的分析，全线选取了10、20、30、50mm四种冰区设计。即当冰凌在导线上增长和持续的整个时期内出现的同时风速。(1)根据IEC规范，在冰凌增长期各类冰凌的主要气象要素如冰凌类别平均风速水滴大小含水量典型的持续雨淞0不限大中等几小时湿雪不限簿片很高几小时混合淞1中等中等到高几天雾淞1小低几天(2)四川雷波县黄茅埂观冰站(高程2880m),在1982～1996年中，所测得的覆冰气象要素如表6-4所示：冰凌类别雨淞雾淞混合淞影响下，在高寒山区可能出现6～7级(即10.3～17.1m/s)的较大(4)据1972年河南覆冰事故时有关气象方面记录：“覆冰前后气温的变化为+2℃~-4℃,开始是风雨交加，后转蒙蒙小雨，风力由4级(5.5～7.9m/s)一直增至7～8级(13.9～17.7～20.7m/s),最大甚至达到11级(28.5～30.6m/s),以致出现大面积倒杆断线事(5)1980年10月25～27日东北黑龙江合江电网出现大面积覆日4时风速达15m/s,5时达18m/s,阵风可达22m/s”。附近场原县气象站资料：“26日6～7时，正常风速16m/s,阵风可达20m/s”。(6)2005年2月6～17日，在湖南、湖北、黔东及赣西北等地较小都在3～8m/s之间。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。覆冰同时气温采用一5℃。冰的密度一律采用0.9g/cm²。关于最大风速、最低气温、最高气温、安装条件等，对重冰线路基本上不起重要控制作用，故未另行规定。4、参照重冰区设计气象条件，现给出中冰线路的气象条件如下表。中冰线路的冰区IⅡ设计冰厚(mm)同时风速(m/s)同时气温(℃)冰的密度(g/cm³)注：根据实测资料，覆冰同时风速可按实测资料选取。5.6新增条文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。5.7原重冰规定第3.5条保留条文我国高压架空线路的设计风速是按30年或50年重现期定下的。60～70年代，我国早期设计的部份1破坏强度的80%。日本重冰线路设计，除采用常年出现冰荷载(约3～5年一遇数值)作为设计荷载外，另选用异常冰荷载(约30～50年一遇的数)IEC规范中规定，三种等级线路分别在50年、150年、500年一6.1保留原重冰规定第4.1条精神，略作文字修改一、2005年2月大冰冻时期，除导致大量倒塔事故外，导地线(1)500kV咸宁一昌西线路，在通化地区的#201塔，因过载而倒塌，现场检查时发现12根子导线(LGJ-400/35)断裂了9根，其中左相导线、中相导线全部断线，右相导线断1根，且同金具一起坠(2)贵州220kV玉黎线处湘黔边境地区，在这次大冰凌时期也铁塔未出现事故，但在13个档线中，有8档发生了导地线断线、断股事故，其中导线(2×LGJ-240/40)断线6根，铝股全断，仅剩钢芯者9处，地线(GJ-100)断线1根。据现场冰样测试，实际冰重为79～113N/m(约合45～54mm)亦系冰凌严重超载导致断线、断股夹两侧由于覆冰或脱冰不均匀，在悬垂线夹处产生很大的不平衡张上多次出现过。上述玉黎线重冰区的9处断股事故也是这样产生的。为了避免普通钢芯绞线在重冰区使用的缺陷，从70年代开始，国内钢芯铝合金线LHGJJ-300,铝钢比K=4.12,未见有不良情况报导。1972年，芜抚供电局在6510工程重冰线路改造中，将原LGJ一120导线改为仅一层铝股的特强型钢芯铝绞线，铝钢比K=2.348,破坏拉断力达到495MPa。为配合这种导线使用，又特制了环形耐张线夹。1977年大冰时，导线运行情况良好，以后的运行情况，尚待总1981年四川220kV南九线，在30mm冰区采用LHGJ一400铝镁硅LGJ-150导线，投运后，在大冰凌年发现断铝股8处。1993年改造用普通钢芯铝绞线，铝钢比6左右。30mm及以上冰区则改用钢芯铝(1)从荷载方面来看，分裂根数越少，导线抗冰能力越强，杆曾记录到二分裂导线在档距中央一处间隔棒因翻转成死绞而不能自(3)从施工维护条件来看，二分裂导线截面大，施工机具需改造,而运行维护检修也不如三、四分裂导线方便。6.2原重冰规定第4.2条修改条文(1)由于冰凌过载，即导线所覆冰重接近甚至超过导线本身最(2)由于冰凌荷载大，导线主拉张力高，这时，如果在导线悬(3)由于导线覆冰舞动、或脱冰跳跃，以致造成导线与导线之线路使用寿命50年计算，过载出现的概率和过载冰重比值如表7-1。荷载重现期(年)50年内至少出现一次的概率过载比值按30年一遇设计1.22~1.30~1.52~按50年一遇设计1.12~1.19~1.39~从上表可以看出，若设计中考虑了冰重过载系数1.6,从理论上力不超过其拉断力的60%。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的最大张力不宜超过拉断力的70%(导地线悬挂点张力可较弧垂最低点张力提高10%)。导线安全系数取2.5,即导线允许最大使用张力为拉断力的40%,对导线最低点处允许的弹性限度60%来讲，安全储备系数为1.5。虽然过载比值可能在1.5以上，但鉴于导线张力增长此认为，重冰区导线的设计安全系数采用2.5是合理的。6.3原重冰规定第4.2条修改条文在2005年2月大冰凌时期，架空地线主要事故情况为表7-2所设计冰厚地线型号西#201塔处两根地线因冰重被拉断LHAGJ一#46～#47档1根地线因冰重被拉断黎玉线#173～#174档2根地线因冰重被拉断黎玉线#176～#177档2根地线因冰重被拉断黎玉线#211～#212档1根地线因冰重被拉断冰时，导地线在档距中的相互接近，造成碰线闪络甚至烧伤(断)地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6.4原重冰规定第4.3条修改条文。6.5新增条文1、抗冰过载能力要求。因为重冰线路过载始终按照理论计算，当设计冰厚取30或50年一遇值时，既使出现500年一遇值，其过载冰荷比值仅在1.6倍范围内，即可保持过载张力在弹况往往是设计冰厚偏小，过载比值在2.0甚至2.5以上，从而造成严2、重冰线路的脱冰跳跃特性。这种特性不一定具有广泛的危害一起脱落，从而引起该相导线(或地线)大幅值地上下跳跃和不规则力20%。对于重冰线路来讲，这一点常常是容易做到的。对个别将拉断力20%。负值。所以ADSS光缆在工作温度范围-30℃~+70℃,其垂度和张7.1原重冰规定第4.6条修改条文件，故其安全系数与断线情况一样规定为1.8。7.2原重冰规定第4.5条修改条文条件，故其安全系数与断线、断联情况一样规定为1.5。7.3新增条文7.4保留原规定第4.4条精神，略作文字修改一、2005年2月大冰凌时期，导线出现的断股事故可参见表8-1。工程名称设计冰厚导线型号500kV万龙线(三万Ⅱ)#558右相导线线夹处，4根子导线外层铝股全断，仅剩钢芯中相线夹处3根子导线外层铝股全断，仅剩钢芯左相线夹处，子导线断铝股3股220kV黎玉线N₂ogg右导线1根铝股全断，仅剩钢芯N₂og2左导线2根，中导线1根，仅剩钢芯N2og₄左导线1根，中导线2根，仅剩钢芯或全部外层铝股在钢芯上滑动，从而造成这部分铝股因伸长而被拉握着力，减少了断股事故的发生。1987年在我国第一条500kV天贵重冰线路设计中推荐使用了预绞丝护线条保护，该工程1992年投产会达到最大使用张力40～50%,即导线拉断力的16～20%,远大于一般非固定型线夹所允许的握着力11%的水平，会使导线对地面和7.5新增条文料，汇总如表8-2。线路名500kV二自500kV二自500kV二自500kV万龙220kV黎玉称I回Ⅲ回线线事故区段冰区导线型号4×LGJ一4×LGJ一2×LGJ一发生日期2000年3月2002年10月2001年2月2005年2月2005年2月间隔棒情况国外供货裸铝夹具国外供货裸铝夹具国内生产有弹性垫平具事故概况大量间隔棒夹具松动·26个间隔棒损坏或变形·60%间隔棒夹具松动·几个间隔棒损坏·有些间隔棒夹具脱落·间隔棒夹具松动·间隔棒损坏·实际覆冰大于设计值·中相大号侧导线完全扭铰·第1间隔棒完全损坏·实际覆冰大于设计值·导线间隔棒有不同程度脱落·实际覆冰大于设计值(1)导线覆冰后，尾流振动的加强将使间隔棒夹具处导线的弯(3)脱冰跳跃。它除了使间隔棒受力进一步复杂之外，还可能8.1原重冰规定第4.8条修改条文一、早在上世纪60年代，美国的345kV和瑞士的400kV线路都界各国科技工作者在模拟试验的基础上，对覆冰绝缘子串的闪络机我国武汉水利电力大学、中国电力科学研究院、重庆大学等单位在80年代也做过很多类似试验。充分证明覆冰绝缘子串在覆冰融化阶18mA时，局部地段有白色弧光出现，时隐时现，并进一2005年2月大冰凌期间，华中电网在2月7～16日由500kV线路冰闪事故情况见表9-1。工程名称绝缘受压梯度江复线冰闪8次。在#(爬距=13×400工程名称绝缘受压梯度570、#573有闪痕岗复线有闪痕(爬距=26×400)孝邰线冰闪5次。#109~#118绝缘子串被冰裹、桥接(爬距28×450)复沙线冰闪6次。#16~#27绝缘子串被冰裹、桥接(爬距29×450)五民线冰闪4次。2.14后停运抢修(看到距26×400)葛岗线冰闪3次。2次重合成功(爬距25×370)凤梦冰闪4次。2.12后停运抢修(爬距28×400)江城线直流冰闪8次。5次重合成功龙政线直流般讲，当过冷却水滴碰撞低温绝缘子瞬间，如果热平衡后在0℃及以之，如果碰撞瞬间水滴热平衡在0℃以下，则迅速冻结为冰粒，即所水滴呈干增长时或者由于水滴碰撞密度大部分呈干增长部份呈湿增从以上几种覆冰情况看，覆冰(雪)后绝缘子串绝缘强度降低，主要是绝缘子的正常泄漏距离为冰(雪)所短接，使泄漏电流和弧光闪络沿冰(雪)面发展，(相当于绝缘子串的干闪间隙)减少了放电距离。其次，由于冰(雪)的存在，以及融化过程中，干、湿、间隙三、近几年来，世界各国通过模拟试验，对各种覆冰(雪)绝缘个数5干闪距离(mm)耐受电压湿增长干增长(3)覆冰绝缘子串耐压与冰厚的关系见表9-3。虽然表中冰厚监测线覆冰厚(mm)耐受电压(kV)(4)覆冰厚度与盐密的关系如表9-4所示。这是在冰水导电率出的结果。从两者对比来看，当覆冰较大(如20mm及以上)时即重监测线覆冰厚(mm)5工频耐受电压覆冰覆雪 (3)在双串耐张绝缘子串上，以自然雪堆积方式所作绝缘子串覆雪耐压与雪水导电率的关系如表9-8。雪水导电率(μs/cm)耐受电压(kV/m)(4)据日本电中研采用160×1500μs波形对25片标准绝缘子串覆冰(雪)、冰水导电率33.4μs/cm时，所作操作波耐压试验得出：覆冰时最低闪络电压为240kV/m,覆雪时为200kV/m,基本上与绝缘3、重庆大学早年曾从事交流短串覆冰绝缘子串试验。2001～2004年与西南电力设计院合作，进行“高海拔地区覆冰直流绝缘子闪络特性的研究”,在该校大型多功能人工气候室(直径7.8m、高11.6m)进行带电覆冰直流耐压试验，获得的如下成果可供参考使用。(1)覆冰厚度对直流闪络电压的影响。根据7片LXP-160绝缘子串试验得出降低系数K为：α—影响特征指数，见表9-9。d一绝缘子的平均覆冰厚度(mm)。气压(kPa)相应的海拔高程(m)(十)(2)直流闪络电压与覆冰水电导率的关系。根据三种型式直流绝缘子各2片，在融冰状况下所得出的最低闪络电压值如表9-10。表9-1020℃冰水导电率(μs/cm)最低闪络电压(kV)(3)覆冰绝缘子串直流闪络电压与污秽附盐密度的关系。根据长串25片两种直流绝缘子LXP-160和XZP-160在融冰期的最低闪Umn(25)=25×B(1)×pSpsm一等值附盐密度值(mg/cm²)见附表9-11。C一污秽影响的特征指数，见附表9-11。表9-11气压(kPa)相应海拔高程(m)(十)BCBC(十)BCBC(4)根据清华、重庆大学等对低气压下绝缘子串放电特性的研究认为：高海拔地区气温的下降会使放电电压有所提高，但气压和绝对温度的下降又会使放电电压降低，综合三个大气参数后总的效应是放电电压随海拔高度增加而下降。其关系式如下：(千伏)U。一标准大气压下的冰闪电压(千伏);U₁一海拔h(米)处的冰闪电压(千伏);P₀一标准大气压101.325kPa;P₆-海拔h(米)处的气压(kPa)。n一特征指数。交流用特征值可参见表9-12。研究单位名称n值清华大学重庆大学4、覆冰绝缘子串在融化过程中，由于串长增加，电压分布不均匀性增大，促使单位长度的放电电压降低，这种现象在国内外长串绝缘子串试验中都有印证(包括1990年电科院对7、13、19、28片XP-160试验),但目前由于长串试验数据太少，尚难得出一恰当的下降关系或系数，今后在选择绝缘片数时，考虑这方面的影响，可适四、现将国内部份重冰线路绝缘配置及运行情况摘录如表9-13。线路名称电压电压)投运日期设计冰厚绝缘配置运行承压)海拔高程运行概况天贵线220设计30验算良好20设计40验算良好二自I回20设计良好30设计45验算良好50设计70验算30XP一良好二自Ⅱ回30设计45验算良好季冰冻期间导地线静态或动态接近时，引起闪络跳闸的有效措施之一。为了保护雷雨季节的防雷效果，冬季过后，应将绝缘地线段2片9.1原重冰规定第5.1条修改条文·地线因覆冰(或脱冰)不均匀而产生较大的不平衡张力，而地·1962年1月21日，110kV以东线#17～#18杆，由于导、地线水平位移小(使用π型直线杆和耐张三联杆)导线脱冰跳跃，将地·110kV宣以线#415～#417,曾于1962年1月3日～9日，因·500kV孝邰线，2005年2月17日大冰凌时期现场检查发现：#117塔右地线(光缆)金具断裂，光缆落在横担上，外层断7股。左地线，#114～#120均向小号侧窜动，其中#117窜动约3m,致使#116～#117左地线低于导线的3.5m。·500kV凤梦线，2005年2月13日巡线中发现，#292左侧地线向小号侧滑移3m,造成#291～#292档地线仅高于导线1m。#291向#290滑动4m,造成#290～#289档地线低于导线5m。#292右地线支架向小号侧扭曲弯折。不应小于操作过电压间隙值。具体校验条件详见10.4条。小于工频电压间隙值。具体校验条件参见10.3条。上、下导线间最小接近距离宜大于1.25倍工频相间间隙距离。线中间一档脱冰，其脱冰率为110～220kV线路不少于80%,330~750kV线路不少于100%,脱冰相导线与上导线间静态垂直距离不应9.2原重冰规定第5.2条修改条文与一般轻冰线路基本相同。即要求在各种气象条件下，各相导线在不同步摆动时，档距中央的最小接近距离应大于相应的电气间隙值。其主要差别在于中、重冰线路导线相对松驰，且随着设计冰厚增大而更加松驰。运行中由于沿导线各点的风力存在不均匀性，导线在摆动过程中，更容易形成不规则的蛇形摆动，使摆动幅值增大，增加导线相间接近的可能性。为此，其线间距离应比一般轻冰线路适当增加，以具体作法有三，可供选择。(1)沿用早期重冰技术规定作法，在一般水平线距公式中增加一线距常数A值。即：D—导线水平线间距离(m);fe一导线最大弧垂(m);A—水平线间距离增大常数，见表10-1。表10-1(2)将现有水平线距公式中，有关导线弧垂一项的系数予以增大，以达到增加线距的目的。即：线距增值如表10-2所示。线距增值(米)(3)直接将现有水平线距计算公式计算出的一般地区线距值增大10～15%,以作为重冰线路所需的线距。增值情况详见表10-3。增加范围从以上三种方式中，可以看出，第(2)种方式虽然理论上说得第(1)、(3)两种大同小异。但第(3)种更能较好地反映中、线间距离要求值加大5～15%,中冰区可取下限值。9.3原规定第5.3条修改条文。用表10-4、10-5中所列数值。表10-4电压(kV)水平偏移(m)IⅡ表10-5水平偏移(m)电压(kV)IⅢ较Ⅱ级冰区适当加大通常都有风，导线覆冰经常受到风震影响，如果冰凌附着力太弱(如雾淞),容易零星脱落；如果冰凌附着力太强(如雨淞)也只能在气化之前(一4℃~0℃)由于受到风震影响，或者是少量脱冰产生的震必需有足够的覆冰量。据观测，当覆冰量在2.1kg/m.根以下时，尚当一次脱冰量达到6.0kg/m·根及以上时，导线跳跃高度可能接近弦的高度(两端悬挂点的联线),以后脱冰量再继续增大，跳跃高度趋即水平偏移值≥工作电压间隙值+组合导线半径+导线运动过程中最二、关于脱冰(雪)跳跃，日本耐冰线覆冰(雪)时因风吹摆动的距离Xw,与OCB状况而不规则自行摆动偏移距离的2倍。所以，导线脱冰雪后跳跃运试验线路，并分别按二、三、四分裂导线架设，从1985～1995年连续进行了11年观测，据统计，在观测时期，共观测到较大幅值(2m及以上)的脱冰跳跃33次，其中档内一相冰凌同时脱落，出现大幅值跳跃者18次，记录到较完整的导线运动轨迹资料者为4次，现摘录于表10-5。表10-5脱冰日期相位脱冰时气候情况覆冰量主脱冰档相邻档mm跳跃高(米)偏移(米)跳跃高(米)偏移(米)四57分裂相因人工上线引起脱冰人随导线三96四76三85跳跃摆动的偏移值，均在跳跃高度10%以内。但同时也应看到，这样的偏移值是脱冰同时风速小于2.5m/s条件下取得的。如果脱冰同我国的重冰线路，早在上世纪60年代就有了较大发展。初期由压线路所要求的最小水平偏移值如表10-6所示。表10-6电压工作电压间隙组合导线半径认可的安全距离要求的最小偏移距离推荐值IⅡIⅡIⅡ运行档距(400m及以下)总结出来的，如果使用档距过大，则上列9.4原规定第5.4条修改条文。·500kV孝邵线，#292左侧地线向小号侧滑动3m,致使#116~#117档左地线低于导线3.5m。·500kV凤梦线，#292左地线向小号侧滑动约3m,造成#291~#292档地线仅高出导线1m。#291向#290滑移约4m,造成#290~#289档地线低于导线5m。·500kV龙斗线三回#29～#30,由于地线滑移窜动，导致同点档导线脱冰，其余各档导地线均覆冰100%设计值。这是一种常规模线路选择不小于设计冰重的60%。试行中，未见到有异议。220kV重冰区线路可选不小于设计冰重的60%,110～220kV中冰区线路可选不小于设计冰重的50%,330kV及以上重冰区线路可选不小于设计冰重的80%,330kV及以上中冰区线路可选不小于设计冰重的9.5保留原规定第5.5条精神，略作文字修改进行按相电压绝缘之前，曾在1961～1963两年时间内，共发生烧断地线两次和较多的闪络事故。1964年将地线绝缘以来，闪络事故显著减少。仅1966年12月1日因脱冰跳跃，引起导线和地线接近而烧断地线1次。而事后调查，这一次也是在地线绝缘已短接的情况下发行效果。故可不再按§10.4要求进行静态接近校验。水平偏移值也可根据运行经验比§10.3要求适当减少。9.6原规定第5.6条修改条文导线换位通常有两种方式：一是在直线型杆塔上进行滚式换位；另一种是在耐张型杆塔上利用跳线换位。前者由于导线与导线之间以及导线与地线之间，均不能保持足够的水平偏移距离，在下导线脱冰跳跃时，容易引起相间和相地间的接近闪络事故。后者虽然能保证足在重冰区段内应尽量避免导线换位。10.1原重冰规定第6.1条修改条文与原“重冰区架空送电线路设计技术规定”§6.1条比较，本规10.2原规定第6.2条保留条文11.1原规定第6.3条修改条文20mm冰区取1.8,20mm及以上冰区取2.0～2.5。11.2原规定第6.4条修改条文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根据IEC规范，覆冰后导(地)线的风荷载应考虑两方面校正，即：有效阻力系数和等值受风面积校正。并推荐如表12-1。表12-1混合淞密度(kg/m³)低概率有效阻力系数Ct密度(kg/m³)不同密度冰凌等值受风面积与标准冰密度(900kg/m³)受风面积之比值如表12—2所示。表12-2密度(kg/m³)线径(mm)设计冰厚(mm)3722470504432726303697398649389740971.2),与IEC推荐的高概率的有效阻力系数相当，故风荷载增大系数系数为1.2～1.5。现本规定的应用范围已经扩大。电压等级为110～750kV,线路的重要性显著增大；覆冰设计重现周期也由原先的15年一遇增大为还需将风载体型系数一并校正在内如表12—3所示。表12-3混合淞高概率的有效阻力系数Cn等值受风面积增大值1.45~1.45~1.12~已计入风载体型系数C综合后风载增大系数B,1.69~2.05~1.40~从现场实际覆冰情况可以看到，雨淞密度虽然可达900kg/m由于有冰瘤现象存在，实际受风面比值应远大于以上冰区取1.5～2.0。11.3原规定第6.5条保留条文这两项都是根据中、重冰线路的运行特性和实践经验总结出来这种由不均匀冰荷载所产生的不平衡张力，曾导致众多杆塔事(1)110kV水盘线#340杆(ZG₂),位于垭口上，线路斜穿翻过垭口，1968年大冰凌时，因前后档导地覆冰差别大，右主杆地线头导线风偏间隙影响，运行中将6基67TD-47型塔悬垂串改为耐张型，1977年大冰凌时，由于不均匀冰荷载作用，使得其中5基塔均在K(3)500kV三万线，在2004年12月21～28日第一次大冰凌期2005年2月7-15日第二次大冰凌时，又使#63～#64连续4基铁塔左地线支架因不均匀冰荷载屈服弯折。#60塔右地线线夹损坏断二、验算覆冰荷载情况：这个项目是在实践“需要”和“可能”(1)从“需要”方面来看：长期以来，我国各地系统观测的冰某冰区内出现大档距(通常是大于两倍标准档距者)。此时，为了保(2)从“可能”的条件来看：我国现行的设计技术规定规定，设计冰荷载采用重现期为30或50年，再乘以安全系数的办法进行设讲，只要验算覆冰荷载不是过大(譬如超过设计荷载两倍及以上)都历年最大冰凌g时，可令g=0.45gmax,δg=0.225gm,作为设计基准荷载的基础进行估算，故没有验算覆冰条件存在的空11.4原重冰规定第6.6条修改条文(1)1984年大冰凌时期，据贵州电网统计，导地线断线情况如表12-5。表12-5事故类别总次数220kV线路110kV线路其它线路断导线105处6处38处61处断地线149处10处60处79处(2)2005年2月华中地区出现大冰凌时，500kV凤梦线#201塔倒塌，现场检查发现12根导线断了9根。其中左、中两相导线(4×LGJ-400/35)全断，右相导线断1根。地线(GJ-80)未断。(3)220kV玉黎线，地处贵州东南部的湘黔边境地带。2005年2月大冰凌时期，该线路也出现严重冰害事故。除12基铁塔受损(其中8基倒塌)外，导地线损坏也很严重。如：·N2o～N2osg,10mm冰区，12档导线中(2×LGJ-240/30)3处共6根，地线(GJ-50)断2根。6处共8根，地线(GJ-100)断1根。1、IEC规范推荐断线覆冰量可采用3年一遇冰荷载值。据此，可推算出当变异系数时，断线覆冰量与设计覆冰量的比值如表12-6。设计冰荷重现期(T)30年50年150年500年断线覆冰量的比值这种取值方式，虽然简单又能达到增大断线残余张力的目的。但应用起来却存在以下两个明显的缺点：(1)从表12-6中可以看到，断线覆冰量的比值随着设计重现期增大而减小，这就意味着断线残余张力将逐渐减低。这样，相应的杆塔抗扭强度将不能随着线路重要性的增加而增大。(2)在目前我国各地尚缺乏系统而有效的冰凌观测资料的情况下，要准确选定3年一遇的冰荷值将很困难，不能有效的贯彻执行。2、沿用原重冰技术规定的方式，断线冰荷载选用规定的设计覆冰率，并且要求：(1)断线覆冰率随设计冰厚增加而加大；(2)断线覆冰率随线路等级提高而加大。以达到杆塔的抗扭强度能合理增强的目的。现将常用的500kV线路断线残余张力与设计最大使用张力比值与断线覆冰率及档距的关系列出如表12-7。表12-7覆冰率2从表中可以看到，(1)同一覆冰率时，三冰区各档残余张力比值较为近似；(2)断线残余张力随档距增大而增加，但增值量却随档距增大而递增；(3)断线残余张力比值随覆冰率增加而增大，在同一档鉴于原重冰技术规定所推荐的断线覆冰率和相应的断线残余张覆冰率随设计冰厚增大和线路等级提高而增加的原则提出直线杆塔断线覆冰率取值如表12-8。表12-8覆冰率(%)线路等级一类二类三类中冰区IⅡ重冰区IⅡⅢ对照表12-7数据来看，其断线残余张力百分数与原规定推荐的线残余张力百分数影响很大，如表12-9。表12-9冰区、档距(m)有的重冰线路耐张型杆塔，基本上都能起到抑制冰害事故范围的作覆冰率如表12—10所示。表12-10覆冰率覆冰率(%)线路等线路等级一类二类三类中冰区IⅡ重冰区IⅡⅢ型杆塔还是耐张型杆塔，在断线情况下的垂直荷载都可按100%11.5原重冰规定第6.7条修改条文据西南电力设计院在四川黄茅埂观冰站所建连续两档试验线路的观测资料，其不均匀情况如表12—11所示。表12-11L₁档覆冰W₁(kg/m.L₂档覆冰W₂(kg/m((程度很小；混合淞、湿雪类一次脱冰可能达到100%,从而产生极大下表12-12列出西南院黄茅埂试验线路上观测到的三种脱冰情表12-12脱冰前脱冰后脱冰档其他相冰重(kg/m.根)相邻档冰重(kg/m.一相另一相单导线三分裂四分裂相别冰重相别冰重线三分裂四分裂5.1→裂0单导EX四分裂4.9→0裂0单导线三分裂000L₁档单导线0四分裂0三分裂000裂0单导线四分裂L,档四分裂0单导线三分裂0导线0四分裂0三分裂0注：表中5.1→0.43系表示相邻档该100%一次全脱落，仍残留部份冰凌；第二种情况是脱冰相及相邻档同相冰凌均100%一次脱完；第三种情况是仅脱冰相100%脱冰，而受影响的相邻档同相冰凌却100%保存下来。势必产生大的不平衡张二、IEC规范对不均匀冰荷的取值推荐如表12-13。表12-13年一遇冰重不均匀冰荷载(kg/m)不均匀冰荷载组合情况杆塔一侧连续三档冰重耐张段内其他各档冰重纵向弯矩横向弯矩一侧另一侧该文件除推荐表中一般设计条件之外，还特别提出如下两点补充(1)当线路处于周围环境变化较大的覆冰地段，上表中不均匀率0.4应可考虑更小一点；(1)不均匀覆冰率：本规定覆冰率的基准为设计冰重，而IEC标准为0.7G。如果按极值I型分布推算，原Gg冰凌的出现率分别为50、150、500年一遇值，则0.7G值相应的出现概率大体上为10、本规定规定三类线路不均匀率取40%,与IEC标准也是相同的。但分别将其不均匀率提高为20%和30%。制作用，故简化为纵向弯矩和扭矩两项计算。(导线)(导线)a(地线)x(导线)b(地线)y(导线)cAXB另一方面，根据运行经验，在重冰线路不均匀覆冰情况下，如图12-1示，当重冰侧边相导线C和同侧地线y先期脱冰时，则可能造成该杆塔受到五线同扭的严重受力情况。虽然这种机率不会很大，但可能性是存在的。为此，本规定规定重要的一类线路应考虑导线三相和地线两根同时产生有不均匀冰荷载，组合使杆塔产生最大扭矩。(3)IEC标准推荐的不均匀荷载及其组合，对直线型和耐张型杆塔并未加以区别。然而根据运行经验，耐张型杆塔多使用于地形变大的地段，会承受较大的不均匀荷载。其次，耐张型杆塔也常作为缩小耐张段长度、限制冰害事故范围等使用，其重要性也相应加大。为体现上述差别，本规定规定耐张型杆塔不均匀冰覆冰率为：三类线路30%、二类线路15%、一类线路0%。(4)正如IEC标准在补充意见中所指出的，在工程设计中，当杆塔处于地形条件特殊，使相邻档的覆冰气流存在明显差别时，应考虑加大不均匀覆冰率，甚至采用0%,以策安全。四、不同覆冰率下，典型导线的不平衡张力计算实例直线型杆塔不平衡张力百分数(一)冰区覆冰率四分裂四分裂四分裂四分裂四分裂四分裂备注550m,高差15%,0500m,高差15%,0450m,高差15%LGJ-400O400m,高差15%,465/60O400m,高差15%,A3/S3A-O350m,高差15%导线O直线型杆塔不平衡张力百分数(二)冰区覆冰率双分裂双分裂双分裂双分裂双分裂双分裂备注550m,高差15%,LGJ-400O500m,高差15%,O450m,高差15%,O400m,高差15%,O400m,高差15%,导线A3/S3A-O350m,高差15%导线O覆冰比率冰区备注0000011.6原规定第6.8条保留条文一、从12.3条可知，验算覆冰荷载情况是作为正常设计情况之金具机械强度安全系数1.5。绝缘子机械强度安全系数1.8。11.7原规定第6.9条保留条文相邻塔位高差较大时，还应校验耐张型杆塔横担受扭情况。一、位于垂直档距系数(垂直档距与水平档距之比)较小处的杆塔构件，有时反而受上拔荷载控制。从重冰线路的运行经验来看，除在大风状况下，导地线可能因空气动力作用产生上升力之外，尚可能因脱冰跳跃产生瞬间动态负垂直荷重和不均匀脱冰时产生的静态负垂直荷重这两种情况需要引起注意。(1)动态负垂直荷重是在脱冰跳跃过程中出现的。即当导线上一相冰凌因风震影响而一齐脱落时，该档导线将产生大幅值的跳跃现象。此时，如果邻档的高差系数为负在导线跃起阶段该处的悬垂绝缘子串将呈现翻转倒挂现象，形成一定的负垂直荷重。运行中所见到到悬垂绝缘子串甩上横担，和横担、支架损坏、绝缘子碰损等都是伴随这种情况而产生的。(2)静态负垂直荷重是在不均匀脱冰状况下产生。从公式的对应值。而在覆冰融化阶段，当某塔位两侧冰凌提前脱落，而耐张段内其他档冰凌均未脱落，此时，式中g₃变成gi,数量几乎小了3~4倍，而σ。值降低却不明显。所以，在负高差系数(一α)较大处的塔位，必然出现静态负垂直荷载，使悬垂绝缘子串倒挂上拔。贵州久遵线#334、#326两基较为典型。两基高差系数分为一0.1329和一0.1475,在1966、1968年大冰凌年，均由于两侧脱冰，耐张杆其余档仍覆冰时，使中相导线悬垂串倒拔顶住横担下平面，造成永久性接地故障。巡线中为验算这种现象，人为地将右侧导线上冰凌予以打掉，此时，右侧悬垂串即刻倒挂高出横担平面以上，从而证但此项升力不会超过覆冰导线空气阻力的50%。据此，可以得出：(2)330工程在关山段重冰区，曾提出对直线型杆塔横担需按4905N上拔力进行校验，