架空输电线路设计要点

架空输电线路设计要点 1、线路路径的选择与杆塔的定位 1 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、环境保护、交通条件、运行和施工等因素，进行多技术比较，使路径走向安全可靠，经济合理。 2 路径选择应尽量避开军事设施、大型工矿企业及重要设施等，符合城镇规划，并尽量减少对地方经济发展的影响。 3 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，应采取必要的措施；路径选择应尽量避开重冰区及影响安全运行的其他地区；应尽量避开原始森林、自然保护区、风景名胜区。 4 路径选择应考虑对邻近设施如电台、机场、弱电线路等的相互影响。 5 路径选择宜靠近现有国道、省道、县道及乡镇公路，改善交通条件，方便施工和运行。 6 应根据大型发电厂和枢纽变电所的总体布置统一规划进出线，两回或多回路相邻线路通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。 7 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，耐张段长度可适当延长。在耐张段长度超出上述规定时应考虑防串倒措施。在高差或档距相差非常悬殊的山区或重冰区等运行条件较差的地段，耐张段长度应适当缩短。 8选择路径和定位时，应注意限制使用档距和相应的高差，避免出现杆塔两侧大小悬殊的档距，当无法避免时应采取必要的措施，提高安全度。 9与大跨越连接的输电线路，应结合大跨越的选点方案，通过综合技术经济比较确定。 二、导线与避雷线的选择 1 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，结合不同导线的材料进行比选，通过年费用最小法进行综合技术经济比较后确定。 2 输电线路的导线截面和分裂型式应满足电晕、无线电干扰和可听噪声等要求。海拔不超过 1000m地区，采用现行国标中钢芯铝绞线外径不小于1所列数值，可不必验算电晕。 3 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，并通过综合技术经济比较确定。 4 距输电线路边相导线投影外20m处，80%时间，80%置信度，频率0.5MHz时的无线电干扰限值不应超过表2的规定。 5 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。 6 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 0.1W/cm2。 8 地线应满足电气和机械使用条件要求，可选用镀锌钢绞线或复合型绞线，若有通信要求，应选用光纤复合架空地线(OPGW)。验算短路热稳定时，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。地线选用镀锌钢绞线时与导线的配合不宜小于表 4的规定。 10 导、地线防振措施 3、导线、避雷线荷载计算 导线单位面积、单位长度的荷载称为比载。比载在导线的荷载计算中是最合 的参数。在线路的设计中，常用的比载共有7种。 1 自重比载 2 冰重比载 3 覆冰时导线的垂直总比载 4 无冰时导线风压比载 5 覆冰时的风压比载 6 无冰有风时的综合比载 7 有冰有风时的综合比载 四、杆塔型式的选择 1 杆塔类型 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，但在覆冰地区，要考虑相邻垂直相间保持一定的水平偏移。 2 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，以结构简单、受力均衡、传力清晰、外形美观为原则，同时结合杆塔材料、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取技术先进、经济合理的设计方案。 4 对不同类型杆塔的选用，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。对于山区线路杆塔，应依据地形特点，配合高低基础，采用全方位长短腿结构型式。 5 在平地和丘陵等便于运输和施工的非农田和非繁华地段，可因地制宜地采用拉线杆塔和钢筋混凝土杆。 6 对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，在满足安全性和经济性的基础上减小线路走廊宽度。 非重冰区线路还宜结合远景规划，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。 五、绝缘子和金具的选择 1 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。 2 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措施。 3 金具强度的安全系数不应小于下列数值： 最大使用荷载情况 2.5  断线、断联情况 1.5 4 330kV及以上线路的绝缘子串及金具应考虑均压和防电晕措施。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。 5 地线绝缘时宜使用双联绝缘子串。 6 与横担连接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。 7 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，或通过试验确定。     8 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当缩短档距，适当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措施。     9 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，必要时采取防鸟害措施，城区设计应慎用玻璃绝缘子。 六、绝缘配合、防雷和接地 1 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、雷电过电压等各种条件下安全可靠地运行。 2 在海拔高度1000m以下地区，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。 为保持高塔的耐雷性能，全高超过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，全高超过100m的杆塔，绝缘子片数应根据运行经验结合计算确定。由于高杆塔而增加绝缘子片数时，雷电过电压最小间隙也应相应增大；750kV杆塔全高超过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间隙。 3 绝缘配置应以审定的污区分布图为基础，并结合线路附近的污秽和发展情况，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，适当留有裕度。对于 0、I级污区，可提高一级绝缘配置；对于I、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，应采取措施满足污秽要求。 4 绝缘配合设计可采用泄漏比距法，也可采用污耐压法选择合适的绝缘子型式和片数。当采用泄漏比距法时，绝缘子片数由下式确定：                   式中： n －每串绝缘子所需片数； λ －泄漏比距，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，主要由各种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。 8 在海拔不超过 1000m的地区，带电部分与杆塔构件(包括拉线、脚钉等)的间隙，在相应风偏条件下，不应小于表 10、11所列数值。 12 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，结合当地已有线路的运行经验，地区雷电活动的强弱、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，通过技术经济比较，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： (1)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或运行经验证明雷电活动轻微的地区，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。 (2)年平均雷暴日数超过15的地区220kV～330kV输电线路应沿全线架设地线，山区宜架设双地线。 (3)500kV～750kV输电线路应沿全线架设双地线 13 杆塔上地线对边导线的保护角，对于同塔双回直线塔，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°；对于单回路，500kV～750kV 线路避雷线对导线的保护角按不大于 10°, 330kV及以下的其它线路（含钢管杆）宜小于 15°；单地线线路宜小于 25°。     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                        式中：     S－导线与地线间的距离，m；     L－档距，m。 14 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区，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。 16 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接。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接。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取，且不应小于25mm2。接地体引出线的截面不应小于50mm2并应进行热稳定验算。引出线表面应进行有效的防腐处理，如热镀锌。 17 通过耕地的输电线路，其接地体应埋设在耕作深度以下。位于居民区和水田的接地体应敷设成环形。 七、杆塔基础的设计