中重冰区架空输电线路设计技术规定(条文说明)hxaf

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1、中重冰区区架空输输电线路路设计技技术规定定条文说明明目 次1 范范围2引用标标准3 总总则4 术术语和符符号5 路路径6 覆覆冰气象象条件7 导导线、地地线8 绝绝缘子和和金具9 绝绝缘配合合和防雷雷10 导线布布置11 杆塔型型式12 杆塔荷荷载13 杆塔定定位及交交叉跨越越1 范范围本规定适适用于单单回11107750kkV架空空输电重重冰区线线路设计计和单、双双回11107750kkV架空空输电中中冰区线线路设计计,其它它电压等等级的高高压交直直流架空空输电线线路可参参照执行行。 本规定定是作为为11107750kkV架空空输电线线路设计计技术规规定的的补充而而编制的的。也是是在原“重冰

2、区区架空送送电线路路设计技技术规定定”(以下下简称:原重冰冰规定)的基础上扩充而成的。70年代代我国设设计并建建设了第第一条刘刘关3330kVV重冰线线路。119922年建成成了第一一条天贵贵5000kV高高海拔重重冰线路路。而早早在19982年年,为了了二滩电电站的安安全送出出,西南南电力设设计院在在黄茅埂埂地区建建立了大大型覆冰冰观测塔塔,并架架设一段段0.5574kkm具有有二、三三、四分分裂导线线的试验验性线路路进行同同步观测测,连续续观测114年,为为5000kV高高海拔、重重冰区的的二滩送出工工程设计计提供了了可靠基基础资料料,随着着这些线线路的设设计和运运行,较较好地丰丰富了超超

3、高压重重冰线路路建设的的实践经经验,也也为编制制本规定定创造了了条件。7750kkV线路路,在我我国因投投运时间间不长,尚尚缺乏运运行经验验。然而,重重冰线路路的力学学特性具具有普遍遍性和相相似性,一一些基本本规定,对对其它电电压等级级的高压压交直流流架空输输电线路路仍可参参照执行行。20055年我国国华中地地区冰害害事故以以后,一一批按提提高抗冰冰能力改改造的各各级输电电线路的的运行经经验也为为中、重重冰区线线路的设设计提供供了宝贵贵的经验验。3 总总则3.1 原重重冰规定定第1.1条的的修改条条文。中、重冰冰线路是是输电线线路的一一部份,但但具有较较多的特特殊性。一一是冰凌凌荷载大大,成为

4、为设计中中主要控控制条件件。在大大冰凌年年,还存存在因过过载冰荷荷重而造造成断线线、倒塔等巨大威威胁;二二是具有有较明显显的静、动动态运行行特性。如如不均匀匀冰荷载载、覆冰冰绝缘子子串闪络络、脱冰冰跳跃等等;三是是运行维维护特别别困难,常常常需要要在冰天天雪地中中巡查、抢抢修,劳动强强度大且且条件恶恶劣。所所以,世世界各国国都慎重重对待中中、重冰冰线路的的设计和和建设。国国际间建建立了多多个研究究、交流流的机构构。如: 建筑物物大气覆覆冰国际际研讨会会,即:IWAAIS。为为促进各各国间对对冰雪问问题的研研究、总结与与交流,从从80年年代开始始,每223年年召开一一次。研讨建建筑物(包包括输电

5、电线路、电电视塔、飞飞机等)覆覆冰机理理、参数数、荷载载特性、检检测技术术、事故故情况和和防护措措施等。 国际电电工委员员会第111技术术委员会会(IEEC TTC111),从从70年年代开始始对冰凌凌荷载进进行国际际间广泛泛研讨,119911年提出出了“架空输输电线路路荷载与与强度”标准供供试行,220033年在总总结实践践经验的的基础上上,进一一步修订订,提出出了“Dessignn crriteeriaa off ovverhheadd trranssmisssioon llinees”(架空空输电线线路的设设计标准准),即即IECC 6008266,2000310(以以下简称称IECC规

6、范),其中的6.3和6.4节专门论述覆冰及冰载取值,供各国参考。 我国在在经历了了19554年湖湖南大冰冰凌年之之后,对对冰凌的的危害性性有了一一定的认认识。660年代代,随着着三线建建设的发发展,云云、贵、川川三省建建设了多多条重冰冰线路,在在19668、119711等大冰冰凌年,出出现不少少冰害事事故。119766年水电电部规划划设计院院组织召召开了全全国第一一次重冰冰线路设设计及运运行经验验交流会会,提出出了“避、抗抗、融、防防、改”五字建建设方针针,并着着手编制制“重冰区区架空送送电线路路设计技技术规定定”,以指指导和规规范全国国2200kV及及以下重重冰线路路的设计计。在我国,从从东

7、北经经中原到到西南,线线路冰害害事故不不断,尤尤以20005年年2月华华中地区区出现罕罕见的冰冰凌,造造成22205500kkV线路路大量倒倒塔和断线引发发大面积积停电。中中国电力力工程顾顾问集团团公司要要求在认认真总结结事故经经验教训训的基础础,将重重冰规定定扩展到到5000kV和和7500kV线线路,并并提高重重冰线路路的设计计水平。在76年年全国重重冰会议议上,根根据重冰冰线路的的特性明明确提出出:电线线设计冰冰厚200mm及及以上的的地区,称称为重冰冰区,位位于重冰冰区的线线路即为为重冰线线路。20088年12月我我国南方方的冰害害事故中中,按110mmm覆冰设设计的线线路事故故(断线

8、线、倒塔塔)占990以以上,造造成22205500kkV交、直直流线路路大量倒倒塔和断线引发发大面积积停电。为为提高线线路的抗抗冰能力力,减少少此类事事故,提提高各级级输电线线路的可可靠性,特特提出:电线设设计冰厚厚大于10mmm小于200mm的的地区,称称为中冰区,位位于中冰区的的线路即即为中冰冰线路。对于中、重冰区须制定专门的设计技术规定,以规范其设计。3.2 新增增条文。 11107750kkV架空空输电线线路设计计技术规规定是是全国输输电线路路设计的的指导性性文件,对对轻、重重冰区线线路均能能适用。但但鉴于中中、重冰冰线路本本身所具具有的一一些特殊殊性以及及一些设设计要求求,在该该规定

9、中却却难以一一一概括括,所以以,需要要专门编编制“架空输输电线路路中、重重冰区设设计技术术规定”予以补补充和完完善。 本规定定是在总总结国内内外实践践经验和和科研成成果的基基础上编编制而成成的,亦亦将随着着广泛实实践、深深化认识识而不断断改进和和提高。3.3 原重重冰规定定第1.3条的的保留条条文。 鉴于中中、重冰冰线路运运行复杂杂、事故故率高、维维护困难难,所以以通过中中、重冰冰地区的的线路应应结合工工程的具具体情况况,采取取有效的的避冰、抗抗冰、融融冰或防防冰措施施,以保保证线路路的安全全运行。 一、避避冰:即即是避开开严重冰区区或者在在严重覆覆冰区内内做到“避重就就轻”的目的的。这是是中

10、、重冰冰线路设设计中有有效措施施之一,很很值得在在路径大大方案选选择中和和现场确确定路经经走向时时认真执执行。 根据经经验,线线路覆冰冰与所处处地形、高高程、周周围的地地形地物物、覆冰冰时风速速风向等等因素密密切相关关。在可可能的情情况下,线线路应尽尽量避开开暴露的的山顶、横横跨垭口口、风道道等容易易形成严严重覆冰冰的微形形地段。 二、抗抗冰:对对于无法法避开的的中、重冰冰地区,则则应根据据地区历历年覆冰冰情况,合合理地确确定冰区区,采用用相应的的设计条条件,增增强线路路抗冰能能力,减减少冰害害事故,提提高安全全运行水水平。 三、融融冰:目目前已实施的的仅有宝宝凤、回带自自耦变压压器不停停电融

11、冰冰方案和和湖南在在2200kV电电压及以下实实施的停停电短路路融冰方方案两种种。 有条件件的中、重冰冰线路也也可试用。 四、防防冰:世世界各国国虽进行行了很多多研究,如导线外表涂料防冰及热力防冰等技术,但目前取得的新进展很少,难以保证重冰线路安全运行。 根据以以上情况况认为,在在目前的的条件下下,中、重冰冰线路设设计宜首首先考虑虑采用避避冰和抗抗冰措施施,只有有在条件件合适时时,才可可考虑融融冰、或防冰冰措施。3.4 原重重冰规定定第1.4条的的修改条条文。 鉴于目目前对中中、重冰冰线路有有关规律律尚认识识不足,亟亟需积极极开展设设计、运运行经验验总结和和科学试试验工作作。这里,着着重提出出

12、以下三三方面工工作: 1、冰冰凌资料料的积累累:切实实掌握本本地区冰冰凌的大大小、特特性和出出现的规规律是合合理确定定设计条条件、减减少冰害害事故、提提高线路路运行可可靠性的重要要前提。660年代代以来,随随着线路路建设的的需要,有有些单位位搞过一一些冰凌凌观测工工作。比比较长期期的计有有:3330工程程的关山山观测站站,陕西西省的8820观观测站、湖湖南郴州州地区的的欧盐线线观冰站站,宝鸡鸡局的秦秦岭观冰冰站,云云南省内内的东川川海子头头、昆明明太华山山和昭通通大山包包观冰站站,四川川雷波黄黄茅埂观观冰站。近近年建设设的有三三峡中低低海拔(11100018800)地地区站,二二郎山(2987

13、m)、蓑衣岭(2760m)、拖乌山(2600m)、雪峰山(1443m)、娄山关(1780m)观冰站等,都取得很好的资料。其中黄茅埂观冰站比较正规,除架设观测线和观测塔外,还架设一段具有二、三、四分裂导线的试验线路,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,为二滩自贡500kV重冰线路建设提供了宝贵冰凌资料。但从全国范围来看,这项工作尚不能满足电网建设日益发展的要求,今后还需要进一步普及和加强。2、设计计运行经经验总结结:运行行是检验验设计和和施工质质量的唯唯一标准准,也是是衡量抗抗冰措施施选择是是否恰当当,分析析事故原原因的重重要

14、实践践场所。因此,应应特别重重视中、重冰冰线路的的回访、调调查和总总结,不不断加深深对冰凌凌情况和和冰害事事故的认认识。3、开展展科学试试验研究究工作,主主要方面面有:(11)建立立有效的的线路覆覆冰计算算模型,逐逐步做到到应用气气象参数数、线路路特性和和地形因因素等推推断线路路的覆冰冰情况; (22)研究究绝缘子子串覆冰冰闪络的的有效防防护措施施;(33)探讨讨新的防防冰、除除冰和融融冰方法法。 3.5 新增条条文根据“11107500kV架架空输电电线路设设计技术术规定”的规定定,11107750kkV线路路按设计计荷载区区分为两两类等级级,即3330kkV及以以下等级级线路设设计冰厚厚按

15、100m高330年一一遇标准准冰厚选选取,7750kkV和5500kkV按110m高高50年年一遇选选取。考考虑到中中、重冰冰线路事事故率高高,如果果为提高高其可靠靠性,加加大设计计荷载,则则又会使使线路的的投资和和材料消消耗显著著增大。兹兹将西南南地区部部份重冰冰线路各各冰区耗耗钢指标标(t/km)对比列出如下:表311 工程名称称电 压压(千伏)设计冰厚厚(mmm)备 注102030南九线22013.99627.11037.220导线14000mm22天贵线50027.44050.99071.770导线43000mm22二自回回50044.00077.330160.90导线44000mm2

16、2二自回回50043.88480.440132.22导线44000mm22二自回回50041.44287.882163.70导线44000mm22 实实际设计计条件为为:200mm设设计,440mmm验算。考虑到11103300kV线线路在系系统中的的重要性性存在一一定的差差别,为为了合理理配置国国家资源源,在中中、重冰冰线路设设计中应应根据各各工程实实际安全全需要,对对其运行行可靠性性相应地地予以区区别对待待。为此此,本规规定在上上述分类类的基础础上,再再进一步步将线路路工程细细分为三三类,即即适当地地提高了了系统中中部份重重要的2220kkV、3330kkV线路路荷载水水平,以以便在合合理

17、投资资的基础础上,把把重要线线路冰害害事故的的损失降降到最小小,以取取得较好好的经济济效益。具具体分类类如下: 一类:7500kV、500kV,重要330kV 二类:一般3330kkV,重重要2220kVV 三类:2200kV及及1100kV从定性方方面衡量量,三类类不同等等级的中中、重冰冰线路在在遭遇如如20008年12月月南方地区区类似的的大冰凌凌情况时时,各类类线路的的安全运运行水平平,原则则上应是是:一类线路路基本上上仍能安安全运行行;二类线路路仅在个个别地段段出现少少量过载载性事故故;三类线路路容许有有一定程程度破坏坏性事故故。4 术术语及符符号41 术语 按按照规程程编撰要要求,补

18、补充与中中、重冰冰区相关关的术语语及相关关解释并并附以英英文译名名。42 符号 根根据正文文中使用用情况, 增加本本章节,将将多处引引用的符符号列入入4.22节。5 路路径5.1 保留留原重冰冰规定第第2.11条精神神,略作作文字修修改。中、重冰冰线路路路径方案案的选择择,原则则上应综综合各方方案的覆覆冰情况况、地形形、交通通维护条条件、路路径长度度、投资资费用和和材料消消耗,以以及事故故后果等等因素进进行技术术经济比比较,然然后予以以确定。但但鉴于目目前各地地区对冰冰凌资料料的掌握握和对冰冰害特性性的认识识还不够够,尚难难以可靠靠地保证证中、重冰冰线路的的安全运运行,在在这种情情况下,为为了

19、避免免对中、重冰冰线路的的“事故多多发性”、“抢修困困难”、“事故损损失大”等难以以量化,而而又会长长期困扰扰运行部部门等不不利因素素能予以以重视,因此,强调在路径大方案选择中应偏于安全,故在条文中特别提出应在保证运行安全的情况下进行技术经济比较与选择。 在现场场确定路路径走向向时,仍仍然应把把“避开严严重覆冰冰地段”作为一一个重要要条件来来考虑,也也是因为为严重覆覆冰地区区线路的的冰害事事故,目目前尚无无可靠的的防止措措施。而而一些采采用避冰冰和改道道的重冰冰线路运运行情况况却有了了显著改改善。如如: 湖南1110kkV柘湘湘线,119644年2月月在22192220杆发发生冰害害事故,于于

20、19665年改改道避冰冰后,运运行情况况良好。 云南1110kkV阳昆昆二回线线于19962年年2月将将老鹰山山长约88km一一段进行行改道,避避开重冰冰区后,运运行良好好。 滇东北北地区1110kkV宣以以线于119644年将大大竹山长长约6kkm一段段改道,避避开严重重覆冰区区,取得得良好效效果。 从上述述资料可可以看到到:线路路的安全全运行与与否,与路径径关系很很密切,而而一般中中、重冰冰线路通通常都存存在有“避冰方方案”可供比比较选择择。如果果在现场场确定路路径走向向时能重重视避冰冰方案的的选择工工作,是是能够选选出较合合理路径径的。5.2 保留留原重冰冰规定第第2.22条精神神,略作

21、作文字修修改。 这些都都是在已已有重冰冰线路运运行实践践中总结结出来的的可贵经经验,要要求在现现场确定定路径走走向时,应应尽量做做到的一一些事项项。 1、已已有的重重冰线路路运行经经验表明明,严重重覆冰地地段线路路,不但但造价高高,而且且往往由由于冰凌凌资料缺缺乏,设设计所估估算的冰冰厚条件件,很难难符合现现场的实实际情况况,以致致不时出出现破坏坏性冰害害事故,给给运行带带来巨大大的损失失和长期期隐患。所所以,在在现场确确定路径径走向时时,对于于通过调调查,访访问或将将现场判判断所确确定的严严重覆冰冰地段应应尽量予予以避开开。 覆冰污污秽地区区线路,除除常温条条件下会会出现污污闪事故故外,在在

22、覆冰季季节更会会因覆冰冰绝缘子子串绝缘缘强度下下降而出出现冰闪闪事故。而而且,在在目前的的条件下下,防止止冰闪的的有效措措施还限限于增加加绝缘串串长度,即即降低工工作电压压下沿冰冰面闪络络时的电电位梯度度。这将将直接影影响塔头头尺寸,而而且随着着电压等等级升高高而愈益益显著,所所以,在在设计中中对这类类地区也也应尽量量避开。 2、要要求线路路尽量沿沿起伏不不大的地地形走线线是因为为:中、重冰冰线路定定位档距距不宜太太大,同同时要求求各档距距间尽量量均匀,以以减少不不平衡张张力;其其次,各各相邻档档的高低低差也要要求小一一些,以以避免脱脱冰跳跃跃和不均均覆冰时时引起悬悬垂绝缘缘子串上上翻,碰碰坏

23、绝缘缘子和出出现永久久性接地地故障。 3、根根据已有有工程的的运行经经验,凡凡属垭口口、风道道等处,受受气流抬抬升和速速度增大大的影响响,覆冰冰比其它它地段显显著增大大,常常常引起冰冰害事故故。如湖湖南1110kVV拓湘线22192220档横横跨垭口口,档距距3099m,距距2119杆6601180mm一段刚刚好处在在垭口所所形成的的风道中中,19964年年2月覆覆冰时,处处于风道道中的导导线上冰冰凌荷载载达1115N/m,而而在风道道两侧的的导线上上仅有簿簿冰。 贵州1110kkV六水水线N663NN64,档档距3339m,横横跨在一一迎风坡坡的风口口处。虽虽已按220mmm重冰设设计,但但

24、由于覆覆冰比相相邻地段段显著增增大,致致使66667年年和76677年年两个大大冰凌年年,均在在该档导导线耐张张线夹处处,造成成过载性性断线事事故,第第一次导导线铝股股全断,钢钢芯从线线夹中抽抽出;第第二次导导线铝股股和钢芯芯同时被被拉断。而而附近各各段线路路却运行行良好。此此外,还还可从现现有观冰冰资料中中看到,在在山区,在在同一大大气覆冰冰条件下下,各点点因地形形因素影影响,而而使覆冰冰量差别别很大。如如四川黄黄茅埂观观冰站、点点。1998519886年冬冬大冰凌凌时期,各各站、点点的实测测资料如如表51:表511站点名称称黄茅埂站站老林口点点五指山点点七里坝点点相对位置置主站主站东偏偏南

25、233km主站东偏偏北711.0kkm主站西南南95.0kmm高程(mm)28355210001500031000覆冰量(NN/m)31.11246.055.0011.44又如二郎郎山观冰冰站资料料如表552所所示,覆覆冰量与与冬季主主要覆冰冰气流的的相对关关系非常常密切。所所谓地形形因数影影响,大大多数情情况下可可归于对对主要覆覆冰气流流的影响响。表522站点情况况覆冰量(NN/m)年度 二郎山垭垭口站229877m,始终处于冬冬季主覆覆冰气流流中迎风坡站站28660m,垭垭口东1.7kmm处,处处于主覆冰气气流边缘缘背风坡站站28330m,垭垭口西1.4kmm处,处处于主覆冰气气流下降降途

26、中20022154.806.00055.22020033147.203.20056.00020044128.0010.44063.66020055120.404.40093.22020066132.006.80086.000 4、中中、重冰冰线路中中的大档档距和大大高差档档,悬点点应力高高,不平平衡张力力大,容容易出现现过载性性断股、断线事事故,选选择路径径和定位位时,应应注意限限制使用用档距和和相应的的高差。 5、通通过山岭岭地带宜宜沿覆冰冰时背风风坡走线线,是因因为在冻冻雾型覆覆冰中,地地形对覆覆冰有很很大影响响,运行行经验表表明,严严重覆冰冰多出现现在冻结结高度(覆覆冰时期期云雾底底部)

27、以以上,并并处于抬抬升气流流的迎风风坡地带带,在山山的背风风坡,对对过冷却却水滴和和覆冰风风速均有有明显屏屏蔽减小小作用。 6、中中、重冰冰线路耐耐张段不不宜太长长,一是是减小耐耐张段内内因覆冰冰或不同同期脱冰冰所产生生的不平平衡张力力;二是是限制冰冰害事故故的影响响范围。IIEC规规范曾明明确规定定,在严严重覆冰冰的重要要线路上上,应每每隔若干干基插入入一基抗抗串倒的的杆塔;三是便便于运行行维护和和抢修。 7、鉴鉴于中、重冰冰线路荷荷载大,在在运行中中还会出出现较严严重的冰冰凌过载载情况,这这样将使使杆塔角角度荷载载随转角增加加而显著著增大,容容易导致致大转角角杆塔的的损坏。据据贵州1110

28、kkV水盘盘线统计计,19968大大冰凌年年,使该该线路88基大转转角(q30)拉拉线钢筋筋混凝土土杆,向向内角方方向严重重弯曲、裂裂纹,其其中一基基(q336200)主杆杆因弯曲曲受压出出现水泥泥脱块。 云南1110kkV以东东线,119633年覆冰冰时,使使377杆(q53335)分分角拉线线上把滑滑脱,造造成倒杆杆事故。据此,要要求中、重冰冰线路转转角度数数不宜过过大以增增加耐张张转角杆杆塔抗过过载的能能力。6 覆覆冰气象象条件6.1 原重重冰规定定第3.1条修修改条文文。 本条引引自“11007550kVV架空输输电线路路设计技技术规定定”6.11条有关关规定,内内容解释释请详见见该规

29、定定相关说说明。6.2 新增增条文。 1、电电线覆冰冰与天气气条件、地地形因素素、线路路特性等等三者密密切相关关。我国国现有气气象台站站,大都都位于城城镇附近近,即使处在在同一凝凝冻天气气条件下下,由于于地形因因素和线线路特性性不同,所所观测到到的冰凌凌数值往往往偏小小,不能能代表线线路覆冰冰的实际际情况。早早年湖南南省设计计院曾对对此有个个统计分分析资料料。现列列出如下下:湘中地区区覆冰概概率统计计表表611重现期(年)地 区区项 目长潭株地地区郴州地区区5101551015冰 厚(mm)气象台站站的统计计资料6.59.711.223.55.05.8现有电力力线的统统计资料料11.2214.

30、5516.119.51111.7713.886 从表中中气象台台站与现现场电力力线统计计资料对对比,值值差在110mmm以内。但但必须注注意,上上表差值值所代表表的应是是两者覆覆冰速度度的差异异,即现现场电力力线覆冰冰将比台台站覆冰冰厚度大11.52.44倍才是是,当大大冰凌年年时,两两者数值值差异将将显著增增大。这这就充分分说明,对对于所搜搜集到的的冰凌观观测资料料,首先先,应结结合线路路现场实实际情况况进行有有关参数数换算和和订正工工作,提提高其有有效性,然然后再进进行频率率分析和和设计冰冰厚选择择。2、根据据IECC规范,冰冰凌荷载载与风荷荷载一样样,如果果按年最最大值统统计,其其分布规

31、规律与理理论的极极值型分布布能较好好地吻合合,为此此,推荐荐在冰凌凌荷载的的统计分析析和冰厚厚选择中中采用极极值型分布布。在上述规规范中,对对设计冰冰荷载的的选择也也提出一一套较完完整的方方法可供供参考使使用。即即提出三三种不同同情况下下选择设设计冰荷荷载的模模式如下下表:表622 序号观冰年数数(n)平均值标偏gg120g00.7210nn2000.5g0.773不定,只只有一个个最大值值gmaax0.455gmaaxg=00.5导线直径径d和离离地高度度Z的影影响,可可按下式式近似考考虑。对于冻雨雨覆冰Kd00.355d/330+00.655Kh=00.0775Z/10+0.9925对于冻

32、雾雾覆冰Kd00.155d/330+00.855Kh受地地形及气气象条件件的影响响甚大,尚尚待研究究。可根据上上述方法法,计算算出所需需的设计计基准冰冰荷重。 (3)利利用气象象参数模模型,推推算年最最大冰荷荷重值。然然后按上上述方法法,计算算出所需需的设计计基准冰冰荷重。3、鉴于于目前各各地冰凌凌观测资资料很少少,不但但不能应应用数理理统计方方法选取取设计冰冰厚,而而且往往往连一个个较确切切的历年年最大冰冰凌数据据也难以以获得。在在这种情情况下,就就只能通通过对地地区气象象台站资资料的分分析和沿沿线覆冰冰情况的的调查来来解决,具具体作法法详见66.3和和6.44条所示示。6.3 原重重冰规定

33、定第3.2条保保留条文文 电线覆覆冰既受受大范围围的天气气形势和和凝冻条条件控制制,又与与线路实实际所处处现场位位置、高高程、周周围地形形、地物物、覆冰冰期的风风速、风风向、水水汽供给给等地形形因素,以以及输电电线路本本身电场场、架设设高度、导导(地)线线扭转性性能等线线路特性性密切相相关。所所以,设设计冰厚厚的选择择,首先先必须做做好如下下两方面面的工作作。 一是充充分搜集集地区已已有气象象站、观观冰站、电电力线、通通信线等等历年的的冰凌资资料,以以供参考考使用。此此外,还还需要通通过气象象站长期期气象记记录资料料,了解解该地区区历次大大冰凌年年的天气气形势和和相应的的气象要要素,如如:气温

34、温、湿度度、降水水量、风风速风向向以及凝凝冻持续续时间等等,从而而,可初初步掌握握该地区区凝冻天天气出现现的规律律和可能能达到的的严重程程度。 二是进进行线路路沿线的的调查访访问。鉴鉴于各地地大冰凌凌年出现现次数不不多,给给予人们们的印象象较深,一一般通过过访问都都能了解解到该地地区通信信线和各各种植被被上覆冰冰情况、持持续时间间、出现现次数以以及冻结结高度等等方面资资料。如如果进一一步与气气象台站站资料印印证分析析,即可可确认该该地区大大冰凌年年覆冰的的严重程程度和重重现的次次数。6.4 原重重冰规定定第3.3条保保留条文文。 这里强强调指出出的是在在掌握地地区冰凌凌资料之之后,还还需进一一

35、步做更更细致、更更重要的的工作,即即结合线线路沿线线所经地地段的地地形、地地物等情情况,充充分计入入地形对对覆冰的的影响因因数后,才才能较合合理地选选择设计计冰厚和和划分冰冰区。 对于个个别可能能出现严严重覆冰冰的微地地形、微微气候地地段(如如山垭口口、风道道、对覆覆冰气流流中明显显处于暴暴露的突突出地带带等)设设计时可可划为严严重覆冰冰区。也也可采取取在同一一冰区内内,作为为特别加加强地段段处理。即即额外加加强该段段杆塔、基基础、导导地线等等。 这里,兹兹将部份份地形对对覆冰影影响的事事例列出出如下,以以供参考考。 (1)11966619967年年冰冻时时期,1110kkV贵六六线岩脚脚寨附

36、近近16691700一档高高差1550m,至至垭口1180mm巡线时时在山脚脚下1169杆杆附近见见到导线线上覆冰冰仅几mmm,但但随着高高度增加加,覆冰冰逐渐增增大,在在垭口17111172导导线上实实测得冰冰厚达552.77mm。 (2)湖湖南郴州州欧盐线线观冰站站,19977年年2月33日在海海拔5223m且且位于风风口的主主站测得得观测线线上冰凌凌重722.0NN/m,而而海拔4400mm,且北北面有山山峰屏蔽蔽的南分分站同期期测得冰冰重仅111.00N/mm,差值值达6.5倍。 (3)5500kkV葛双双、回平行行架设,相相距仅55006000m,设设计覆冰冰10mmm,验验算覆冰冰

37、15mmm,其其中回回系19988年年建成,在在罗集镇镇附近,因因条件限限制,有有2.77km线线路走入入高山地地段,相相对高差差达3000m(地地面高程程5788m)。因因深入该该地区冬冬季覆冰冰冻结高高度以上上而未予予加强,以以致19994、119955连续两两年均在在该地段段造成多多基倒塔塔事故。而而山下回线路路却运行行良好。 (4)5500kkV五民民线,119955年建成成,全线线分别按按15、20mm两种冰区设计。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,20

38、05年2月,湖南地区出现大冰凌时,因实际覆冰达到7.08.0kg/m(折合冰厚3942mm),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)。 (5)3330kkV龙黄黄、龙花花、回共三三回线,设设计冰厚厚均为110mmm。在湟湟源县与与湟中县县交界的的垴山地地区,同同跨一条条大沟,档档距较大大。19992年年10月月,因该该地区出出现罕见见的严重重覆冰现现象,致致使该跨跨越档覆覆冰严重重超载(折折算冰厚厚达200355mm)以以至造成成三回线线路同在在该处共共倒塔88基。龙龙羊峡水水电站因因此全厂厂停机225天,少少送电量量62771万度度。 西北地地区一般般比

39、较干干旱,冬冬季很难难出现大大的覆冰冰现象。但但在某种种大气环环流引导导下,南南方潮湿湿气流仍仍有机会会侵入,如如果地面面温度在在零度以以下,即即可能构构成重的的覆冰现现象。为为此,对对于重要要的级级线路,这这种罕见见的低机机率荷载载,设计计中仍以以计入为为宜。6.5 原重重冰规定定第3.4条修修改条文文。重冰区气气象条件件可参照照表63中所列列数值重 冰 线 路路 的 冰 区区表633冰 区设计冰厚厚(mmm)20304050同时风速速(m/s)15同时气温温()5冰的密度度(g/cm33)0.9注:根据据实测资资料,覆覆冰同时时风速可可按实测测资料选选取。 为了便便于今后后重冰线线路标准准

40、化工作作的开展展,综合合现有的的各地重重冰线路路的设计计气象条条件,提提出了重重冰线路路设计用用典型气气象区,以以供参考考和采用用。 1、设设计冰厚厚 (1)比比原规定定增加一一个500mm冰冰区。这这是因为为我国电电力网随随着边远远地区大大型电站站的开发发而日益益扩大,所所遇到的的冰凌越越来越重重。如5500kkV二自自线,从从二滩电电站出来来后就必必需翻越越大小凉凉山重冰冰区,根根据对该该地区黄黄茅埂观观冰站长长期观测测资料的的分析,全全线选取取了100、200、300、500mm四四种冰区区设计。 2、覆覆冰同时时风速 即当冰冰凌在导导线上增增长和持持续的整整个时期期内出现现的同时时风速

41、。(11)根据据IECC规范,在在冰凌增增长期各各类冰凌凌的主要要气象要要素如664。表644冰凌类别别气 温温()平均风速速(m/ss)水滴大小小含水量典型的持持续时 间间雨淞10t00不限大中等几小时湿雪0t3不限簿片很高几小时混合淞10t1110VV中等中等到高高几天雾淞20t11V100小低几天 (2)四四川雷波波县黄茅茅埂观冰冰站(高高程28880mm),在在1988219996年中中,所测测得的覆覆冰气象象要素如如表64所示示:表644冰凌类别别气 温温()相对湿度度()风 速速(m/ss)雨淞3.6600.39611000.05.00雾淞13.02.009011000.05.77

42、混合淞8.8822.49211000.07.00 (3)据据云南气气象资料料分析“冬季昆昆明准静静止锋或或寒潮过过境之后后,大量量的电线线覆冰尚尚未融化化”。而高空空西风大大槽向云云南发展展,由于于槽后气气压梯度度较大,因因此,冷冷空气退退潮时行行移较为为迅速,这这时在局局部地形形影响下下,在高高寒山区区可能出出现67级(即即10.3117.11m/ss)的较较大风速速。(4)据据19772年河河南覆冰冰事故时时有关气气象方面面记录:“覆冰前前后气温温的变化化为224,开开始是风风雨交加加,后转转蒙蒙小小雨,风风力由44级(55.57.9mm/s)一一直增至至788级(113.99177.72

43、0.7m/s),最最大甚至至达到111级(228.55300.6mm/s),以以致出现现大面积积倒杆断断线事故故”。 (5)119800年100月255277日东北北黑龙江江合江电电网出现现大面积积覆冰事事故,导导线覆冰冰直径11202000mm,据据当时佳佳木斯市市气象站站资料:“26日日4时风风速达115m/s,55时达118m/s,阵阵风可达达22mm/s”。附近近场原县县气象站站资料:“26日日677时,正正常风速速16mm/s,阵阵风可达达20mm/s”。 (6)220055年2月月6117日,在在湖南、湖湖北、黔黔东及赣赣西北等等地区大大面积冰冰害事故故期间,据据各地气气象台站站资

44、料归归纳,其其同期风风速都比比较小都都在38m/ss之间。 综上,可可以看出出,各地地由于覆覆冰天气气形势不不同,覆覆冰同时时风速差差异很大大。为了了从安全全和经济济合理方方面考虑虑,将重重冰区覆覆冰同时时风速仍仍规定为为15mm/s。但但为了合合理起见见,特注注释,当当有实测测资料时时,覆冰冰同时风风速可按按实测值值选取。 3、其其他 覆冰同同时气温温采用5。 冰的密密度一律律采用00.9gg/cmm3。关于最大大风速、最最低气温温、最高高气温、安安装条件件等,对对重冰线线路基本本上不起起重要控控制作用用,故未未另行规定定。4、参照照重冰区区设计气气象条件件,现给给出中冰冰线路的的气象条条件

45、如下下表。中冰线路路的冰区区表655冰 区设计冰厚厚(mmm)1520同时风速速(m/s)10同时气温温()5冰的密度度(g/cm33)0.9注:根据据实测资资料,覆覆冰同时时风速可可按实测测资料选选取。6.6 新增增条文。 这是由由中、重重冰区线线路的特特点决定定的。地地线的悬悬挂高度度高于导导线,地地线直径径通常小小于导线线,正常常运行时时,地线线温度远远低于导导线,这这些特征征决定了了在同一一覆冰天天气条件件下,地地线结冰冰的厚度度要大于于导线。这这在国内内多次覆覆冰及冰冰害事故故中已证证实。6.7原原重冰规规定第33.5条条保留条条文。 我国高高压架空空线路的的设计风风速是按30年年或

46、500年重现现期定下下的。而中、重冰冰线路往往往由于于缺乏应应有的冰冰凌观测测资料而而无法作作到。通通过冰冻冻时期气气象要素素分析和和沿线冰冰凌资料料调查,也也只能定定性地了了解沿线线各地段段冰凌的的轻重程程度,无无法较准准确地选选取应有有的设计计冰厚。在在这种情情况下,一一般选择择一个较较适中的的数值作作为设计计冰厚,以以此作为为正常条条件下,线线路通常常应该具具有的安安全水平平。另外外,根据据调查情情况,搜搜集到或或推断出出一个较较大值作作为验算算冰厚,并并以此作作为线路路各部件件应达到到的抗冰冰强度。 6070年年代,我我国早期期设计的的部份1110kkV重冰冰线路,如如贵州久久遵线、水

47、水盘线、云云南海因因线、海海落线、以以东一回回线、以以东改线线和四川川灌映线线等都曾曾在设计计冰厚之之外,另另加一个个验算冰冰厚。据据此,以以提高线线路的抗抗冰能力力。 挪威在在规范中中规定,在在验算覆覆冰时,容容许导线线的拉应应力达到到额定破破坏强度度的800。 日本重重冰线路路设计,除除采用常常年出现现冰荷载载(约335年一一遇数值值)作为为设计荷荷载外,另另选用异异常冰荷荷载(约约3050年年一遇的的数)作作为验算算荷载,以以校验线线路的抗抗冰能力力。此时时,线路路各部件件材料允允许达到到弹性限限度。 IECC规范中中规定,三三种等级级线路分分别在550年、1150年年、5000年一一遇

48、的基基准冰荷荷载条件件下,线线路各部部件的材材料允许许达到弹弹性限度度。对于处于于严重覆覆冰地段段的线路路,宜尽尽可能搜集集到或者者较确切切地推测测出该地地段可能能出现的的稀有冰冰凌荷载载,并以以此作为为验算条条件,以以提高该该线段的的安全运运行水平平。7 导导线、地地线7.1 保留留原重冰冰规定第第4.11条精神神,略作作文字修修改。 一、220055年2月月大冰冻冻时期,除除导致大大量倒塔塔事故外外,导地地线损坏坏也很严严重,较较典型的的有: (1)5500kkV咸宁宁昌西西线路,在在通化地地区的2011塔,因因过载而而倒塌,现现场检查查时发现现12根根子导线线(LGGJ4400/35)断

49、断裂了99根,其其中左相相导线、中中相导线线全部断断线,右右相导线线断1根根,且同同金具一一起坠落落,地线线(GJJ800)两根根全部断断裂。据据从导线线上脱落落的冰柱柱推算,实实际覆冰冰度超过过50mmm(约约合1009N/m),系系严重超超载所导导致的断断线,并并使铁塔塔扭曲倾倾覆。 (2)贵贵州2220kVV玉黎线线处湘黔黔边境地地区,在在这次大大冰凌时时期也出出现类似似倒塔断断线事故故。其中中N20088N21002段20mmm冰区区,长44.0114kmm,铁塔塔未出现现事故,但但在133个档线线中,有有8档发发生了导导地线断断线、断断股事故故,其中中导线(22LGJJ2440/44

50、0)断断线6根根,铝股股全断,仅仅剩钢芯芯者9处处,地线(GGJ1100)断断线1根根。据现现场冰样样测试,实实际冰重重为7991133N/mm(约合合4554mmm)亦亦系冰凌凌严重超超载导致致断线、断股事事故。 从以上上事例中中可以看看出,中中、重冰冰线路的的导线必必须具备备足够的的抗冰强强度,以以备过载载时不致致出现频频繁的断断线事故故。 二、早早期重冰冰线路多多采用钢钢芯铝绞绞线,运运行中,除除因设计计冰厚不不足而出出现断线线事故外外,另一一个事故故就是断断股问题题,即在在导线悬悬垂线夹夹处出现现多股,甚至全部铝股被拉断仅剩钢芯的现象。初步步分析,产生这种事故的原因是:在大冰凌时期,导

51、线悬垂线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力。又因为线夹不能很好地握紧导线,在不平衡张力作用下,线夹将带着夹紧的部分或全部铝股在钢芯上滑动,从而造成这部分铝股被伸长而拉断。这种情况,在早期的110kV六水、水盘、羊盘等重冰线路上多次出现过。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,国内部分工程已作了改进,如: 19770年,3330kkV刘关关线,在在关山重重冰地段段采用非非热处理理的加强强型钢芯芯铝合金金线LHHGJJJ3000,铝铝钢比KK4.12,未未见有不不良情况况报导。 19772年,芜芜抚供电电局在

52、65510工工程重冰冰线路改改造中,将将原LGGJ1120导导线改为为仅一层层铝股的的特强型型钢芯铝铝绞线,铝铝钢比KK2.3488,破坏坏拉断力力达到4495MMPa。为为配合这这种导线线使用,又又特制了了环形耐耐张线夹夹。19977年年大冰时时,导线线运行情情况良好好,以后后的运行行情况,尚尚待总结结。 19881年四四川2220kVV南九线线,在330mmm冰区采采用LHH4GJ4000铝镁硅硅加稀土土的钢芯芯铝合金金线,经经历几次次大冰凌凌经验,运运行情况况良好。 云南1110kkV洛昭昭线,在在海拔22519927330m的的30mmm冰区区,原设设计LGGJ1150导导线,投投运后

53、,在在大冰凌凌年发现现断铝股股8处。119933年改造造中将导导线更换换为JLLBGJJ1550铝包包钢绞线线,运行行至今良良好。 根据目目前的设设计情况况来看,在在一般中中、重冰冰区(220mmm)通常常仍采用用普通钢钢芯铝绞绞线,铝铝钢比66左右。30mm及以上冰区则改用钢芯铝合金绞线,既提高导线的抗冰能力,也可避免断股事故的发生。 三、关关于重冰冰线路导导线分裂裂根数的的选择提提供如下下情况供供参考 (1)从从荷载方方面来看看,分裂裂根数越越少,导导线抗冰冰能力越越强,杆杆塔荷载载也随之之较显著著地减少少。正是是利用了了这个有有利条件件,在3330kkV龙花花回冰冰害事故故后的改改造方案

54、案中,将将原有22LGJJQ4400两两分裂导导线,改改为单根根ZBLLH555GJ5000/700高强度度耐热铝铝合金钢钢芯绞线线,利用用原有铁铁塔不变变而有效效地提高高了线路路的抗冰冰能力,节节省了改改造费用用。 (2)从从运行情情况看,分分裂导线线覆冰,尤尤其是在在冻雾覆覆冰条件件下,冰冰凌主要要结集在在导线的的迎风侧侧,对导导线束会会产生一一定的扭扭转力矩矩。而在在某种条条件下,如如果前侧侧导线冰冰凌先行行一起脱脱落时,又又会产生生导线束束很大的的翻转力力矩。在在这种情情况下,二二分裂间间隔抵抗抗上述两两种力矩矩都不如如三、四四分裂间间隔棒有有利。在在黄茅埂埂观冰站站试验线线路的长长期

55、观测测中,曾曾记录到到二分裂裂导线在在档距中中央一处处间隔棒棒因翻转转成死绞绞而不能能自行恢恢复的现现象。 (3)从从施工维维护条件件来看,二二分裂导导线截面面大,施施工机具具需改造造 ,而而运行维维护检修修也不如如三、四四分裂导导线方便便。7.2 原重重冰规定定第4.2条修修改条文文。 一、从从已有的的运行情情况来看看,中、重冰冰线路出出现的导导线事故故,主要要限于如如下三个个方面。 (1)由由于冰凌凌过载,即即导线所所覆冰重重接近甚甚至超过过导线本本身最大大抗冰能能力,从从而出现现过载性性断股、断断线事故故。 (2)由由于冰凌凌荷载大大,导线线主拉张张力高,这这时,如如果在导导线悬垂垂线夹

56、处处再施加加一个很很大的不不平衡张张力,超超过了线线夹握着着力,将将使线夹夹滑动,从从而使部部分或全全部铝股股因随线线平滑动动伸长而而出现非非过载性性断股事事故。 (3)由由于导线线覆冰舞舞动、或或脱冰跳跳跃,以以致造成成导线与与导线之之间,或或者导线线与地线线甚至杆杆塔结构构之间出出现闪络络跳闸和和烧伤导导、地线线事故。 上述导导线事故故,与安安全系数数密切相相关的主主要是过过载断线线事故。以以线路使使用寿命命50年年计算,过载出现的概率和过载冰重比值如表71。表711荷载重现现期(年年)5010015050050年内内至少出出现一次次的概率率64402810过载比值值按30年年一遇设设计1

57、.0991.11.2221.261.3001.351.5221.61按50年年一遇设设计1.01.1221.141.1991.211.3991.45从上表可可以看出出,若设计中考考虑了冰冰重过载载系数11.6,从从理论上上讲不应应该出现现灾难性性的断线线事故。其其次,断断线与否否也不能能作为安安全运行行的分界界点,因因为线路路使用的的导地线线是由弹弹性线材材构成的的,远在在拉断之之前会因因超越弹弹性限度度而出现现显著的的塑性伸伸长,这这将给安安全运行行带来很很多隐患患。如对对地、被被交叉跨跨越物的的安全间间距减少少,三相相导线或或子导线线间的弧弧垂不平平衡等。故一般情况下应满足导线弧垂最低点的

58、最大张力不超过其拉断力的60。然而,目目前由于于冰凌资资料缺乏乏,实际情情况往往往是设计计冰厚偏偏小,过过载比值值往往大大于1.6甚至在在2.00以上,从从而造成成严重的的断线倒倒塔事故故。为防防止这类类事故的的重复出出现,务务必要求求提高线线路各部部件的安安全储备备。所以以,规定定要求导导地线的的最大验验算冰荷荷载条件件下,其其弧垂最最低点的的最大张张力不宜宜超过拉拉断力的的70(导地线线悬挂点点张力可可较弧垂垂最低点点张力提提高100)。二、“11107500kV架架空输电电线路设设计技术术规定”规定,轻轻冰区导导线安全全系数取取2.55,即导导线允许许最大使使用张力力为拉断断力的440,

59、对对导线最最低点处处允许的的弹性限限度600来讲讲,安全全储备系系数为11.5。虽虽然过载比值值可能在在1.55以上,但但鉴于导导线张力力增长与与过载荷重重增长是是非线性性的,导导线张力力增长较较慢,且且与档距距大小有有关。一般重重冰线路路档距都都相对偏偏小,允允许较大大的过载载冰重。据据此认为为,重冰冰区导线线的设计计安全系系数采用用2.55是合理理的。7.3 原重重冰规定定第4.2条修修改条文文。在20005年22月大冰冰凌时期期,架空空地线主主要事故故情况为为表72所示示。表722工程名称称电 压压(kV)设计冰厚厚(mm)地线型号号断线情况况咸宁昌昌西50010GJ8802011塔处两

60、两根地线线因冰重重被拉断断三江二回回50010LHAGGJ1150/2546477档1根根地线因因冰重被被拉断黎玉线22010GJ55017331774档22根地线线因冰重重被拉断断黎玉线22010GJ55017661777档22根地线线因冰重重被拉断断黎玉线22020GJ55021112112档11根地线线因冰重重被拉断断 从上表表可以看看到,架架空地线线过载断断线情况况还是存存在的。所所以,重重冰线路路的架空空地线首首先必须须具有足足够的过过载能力力,以免免因断线线而影响响线路的的可靠运运行。其其次,又又要在不不过多增增大地线线支架高高度的情情况下,满满足导地地线在档档距中央央的安全全间距,以以免在不不均匀覆覆冰,或或不同期期脱冰时时,导地地线在档档距中的的相互接接近,造造成碰线线闪络甚甚至烧伤伤(断)地地线事故故。第三三,还需需满足在在接地短短路时,短短路电流流流过架架空地线线的热稳稳定要求求。架空地线线过去单单纯用于于防雷,现现在大多多数工程程中兼备备有通信信功能,重重要性在在增加,所所以,为为提高地地线的运

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