。
5 — 导:线和地线
【
《
5.?0,.1 架空—输电线路的导线对】。于不同电压》等级其选择判据是不!相同的但总体—上看都要归结为技】术性和经济性两个】方面
】 从技术性来!看导线作为输电线路!最主要的部件之一】首先需满足》输送:电能的要求同—时能保证安全可【靠地运行对特—高压输电《线路还要求满—足环境保《护的要求而且在【经济上?。是合:理的因此对特高压】。线路导线在电—气和机械两方—面都:提出了严格》的,要求:。
! ,在特高压直流线路导!线选择中要》充,分考虑?导线的电气》和机械特《性在:电气特性方面—特高:压线路由于电压【的升:高导线电晕而引起的!各,种问题特《别是环境保护问题将!比超高压线》路本:体问题更加突出【从国内外的实验研究!和工程?实践:情况看一般要求所】选导线要满足线路】电压降、导线发【热、无线电干扰、】。可听:噪声、合成电—场及:粒子电流密度、地】面磁场强度等多【项要求;对于导线】的机械特性要—使,特高压输电线—路能:安全可靠的》运,。行要求导线具有优良!的机械性能》和一定的安全度【特别是线路经过【高山大岭(》大档距和大》高,差)及严《重覆:冰地:区
! 就经济性而言】国内以往《一,般要求导线》截面按照经济电流密!度,选择表1和表—2分别列《出了前苏联》和我国的标》准经:济电流密度》
?
表《1 前苏联标准经!济电流密《度(A?。/mm2)
【
—。
,
表2 — 我国规定的经济电!流密度(A/m【m2)
《
,
?
,
— 表1—。所列的?前苏:联标准经济电流密度!是总:结了大量的输—。电,线路设计经》验而得出的》。能够反映数》据提出当时》的导线选用经济【。性这种?方法:可以简化工》作,并在特定的研究对】象和研?究时间具《有准确性从表—2数据可以看出对】于我国架空输—电线路所采用的【钢芯:铝绞线经济电流【密度只与《最大负荷利用小时数!有关而?数据的?来源基本上是参考】了前苏联的经验从2!0,世,。纪50年代》至今一直没有变【化
【 : 国内外几个大】型直:。。流输电线路》的,电,流密度参见表3【。
表3】 已建直流输电】。线路的实际电流密】度
:
—
【 众?所周:知线路工程》建设费用《在不同?时期是不同的其【随材料费和》人工:费的变化而变化【而线路运行费用【也要随电力》部门人工费》用以及销售电价的】变化:而改变
【
前【苏联文?献指出“随》着线路额定》电,压的提高电》晕损耗和限制导线】电,晕无线电干》。扰水平的要求对输电!技术经?济,指标的影《响越:。来越大早在选择【330kV》线路上的《相导线最佳结构【时上:述条:件就可?能是决定性的因素随!着,线路电压的提高【按经济电流密度所】求得:的相导线截面和在】合理的相间距—离下按电晕》及无线电干扰条件所!确定的截面这二者】。。之间会更加不协【调因:此就超高压线路【而言关于《经济:电流密度的》概,念实际上已不采用而!相导线?截面及?其参数?的选择?则要根据不同方【案的技术《经济比较来确—定”
】。 ? 另外北美》也有研究报》告专门论述》导线及其组合方案经!济分析的方法—
?
? 对特—高压直流线路—的导:线虽然经济电流密度!已经不是确》。定导线截面》。的决定因《素但其实际》的电流密度应该【。。在经:济,。电流密?度附近因此经济电流!密度仍然可》以作为初步选取导】线截面?。的参考
【
,
目前【为选定导线》截面一般分》为两:步首先根据》系统输送《容量选择几种规【格导线截面》进行经?。济分析比较》以确定最佳截面;然!后从电气性能上考虑!导线表面电位梯度、!无线电干扰、可听】噪声:等因素以求对环【境影响?控制在?允许范围内
!
综合上!述因素本条款增加】了根据年费用最小法!进,行经济?分析的内《容
:
!在,正常输送功》。率条件下±》800kV输电线】。路,导线选择主要决定于!电晕条件以》及电晕?派生效应无》线电干扰和可听噪声!其中无线电干扰和】可,听噪声是导线—最小截面选择的主要!控制条件
【
:
,5.0?.,2 ?。。本条为强制性条【文必须严格执行分】以下:三点进行说明
!
— (1?)输电线路无线电】。干扰:特性输电线路的【无线电干《扰主要是由导线、】。绝缘子或线路金具等!。的电晕放电产生电晕!形成的电流脉冲【注入导线并沿导线】向注入点两边—流动从而《在导线周围产生【电磁场?即,无线电干扰场由【于,高压架空输电线的导!线上沿线《。“均:匀地”出现电晕放电!和电流注入点考虑】其合成效应导线中】形成了一《种脉冲重复率很高的!“稳态”电流所【以架空输电线周围就!形成了脉冲重复【率很:高的“?稳,态”无线《电干扰场《
【。 电晕放电【产生的无线电干扰】具有白色频谱特性其!频率基本上在3【0,MH:z以内同时》由于:电晕放电会因—天气的变化而—强弱:变化晴天《和雨天甚至春夏【秋冬季节《线路电晕放电都【有明显变化所—以输电线路的无线电!干扰电平会随天【气变化而有很宽范】围的变?化因此通常采用具】有统计意义的—值来表?。示,线,路,的无线电《干扰水平如》好天气平均》。值或5?0%概率坏天—。。气条件?。下的无线电干—扰水平低于好天气这!。是直流?不同于交流线—路的:最大特点
【
【(2)?国内:外标:准情况关《于直流输电线路【的无:线电干扰限值—到目前也没有—国际标准《限值:。标准与当《地的信号场强有关】如果信号电平—。比,干,扰电平大到2—0,dB以上可认—为干扰电平对此信号!接收并无多少影【响国内外对无—线电干扰《的评判仍《着重于调幅》广播频?带(535kHz】~1605kH【。z):的干扰上《一旦知道了》电信接?受设备处的信号【电平就可以决定允】许的干扰电平
】。
】加拿:大国家?标准规定的无—线电:干扰限值是以0.】5MHz为参考频率!距边相导线投影15!m,。为参考距离的具体】取值如表4明显地无!线电:干扰限值是随电压升!高,而,增大加拿大标准【还规定进入》城区的输电线—路无线电干扰限值】。允,许放宽因为城市的电!台信号会增强
【
表4 】 加拿大《国家标准
!
—
注表中】的导线投影》20m处是折算到】我国:的情:。况以便对比
】
目】前国:内外关?于无线电干》扰限值要求列表如】表5
《
《表5 《无线电?。干扰限值
】
【
? :注按照现《行国家标准》高压:交流:架空送电线无线电干!扰限值GB 157!07-1995【以及计?算可知0.》5MHz无线电干】扰比相同条件1.】0MHz无线电干】扰高:5,dB
—
,
》现行国家标准—高,。压交:流架空送电线无线电!干扰限值《。GB 1570【7-19《95规定的》限值(0.5M【Hz)如表》6所列限值的参【。考距离是距边—相导线投影》20m?(图1?)我国的标准无线电!干扰限值也是—。随电:压,。升高而增《大750kV—交流线路无》线电干扰限值为【。5,5dB?~58dB
【
,
《
,
图1— :。无线电干扰》限,值,的参考距《离(x=2》0m)?。
表【6 我国无线电】干扰限值
】
:
:
(!3)推荐的无线【电干扰限值鉴于【交流电晕产》生的无线电》干扰与?直流电晕产生的无线!电干扰具有相似的特!性过去我国±50】0k:V直流线路的无线电!干扰:允许值一直参照【50:0k:V交流线路的标准执!行即20《m处:0.5MHz无线】电干扰场强在80%!时间、?具有8?0%置信度(双8】0%)值不超过【55dB《(μV/m》)运行中尚未发【生任何投诉说明取】。值是可行的事—实上直流线路的【RI生理干扰—要小于交流》的故国外的直流【线路:允许RI电平—。较交流高2》dB即58dB
!
【 按国家环保总【局批:文,[2:00:6]199号云南至!广东±800k【V特:高,。压直流?输电工程的无—线电干扰控制指标为!距极:导线影外20m处为!55dB(》μV/m)
】
采用!国,际无线电干扰特别委!员会CISP—R,推荐的无线电干扰场!强,计算公式《对多:种导线组合的无【线电干扰水平值进行!。的估算结果》列于表7
!
表7 无线电】干扰:。计算:。结,果(dB)或—(μV/m》)
》
】 《注表中为好天—气50%概率0.5!MHz?距,正极性导线20【m处:无线电干扰电平导】线平均高度23【m极间距22m
】。
《。
, 直》流输电?。线路无线电干扰【双80%值与50%!值,的差3dB由计算】结果:可以得出距》直,流架空输《电线路?正极性导线对地投影!。外20m处晴天时0!.5M?H,z无线电《干扰场强双8—。0,%值我国《±800kV特高压!直流输电工程的【导线:组合均能满》足58dB》(,μV:/m)的限值—要求与晴天时频率】0.5M《Hz:时的无线电干扰值】几乎一致
—
— , 据此推荐±80】0kV特高》压直流?。输电:。线路的无线电干扰】限值为距直流架空输!电线路正极性导线】对地投影外20【m,晴天时0.5MHz!无线电?干扰场强双8—0%值一般地—区不超过58dB】;对于海拔超过10!。0,0m的线《路其:无线电干扰》限值要进《行高海拔修正—修正因数为以—1000m为基准海!拔高度每增加300!m无:。。。线电干扰《限值:增,加1d?B
】 :。 导线选择还要符合!环境保?。护部门提出的限值】及计量?标准要求±80【0kV?特,高压直流输电工程】的导线组合均能满足!环境:保护部门提》出的限?值标准要求
】
5《.0:.3 本条为强制!性条文?。必须严格执行分【以下五?点进:行,说明
—
(1)!根据国外超高压和】特高压线路的—研究经验随着—电压的升高和—导线:分裂根?数的增加输电线【路的电晕可》听噪声问题越显突】。出对于±500【kV以?上线路?电,晕可听噪声干—扰已:超越无线电》。干扰成为选择导线的!。控制条件《由于直流线路的【特点:是好天气条件下其所!产生的可听噪声较雨!、雾:。天高因此好天气【条件下的可》听噪声水平是衡【量直流线路整体【噪声:水平的一《个特征量其限制标准!将对导线截》面,和分裂方式的—选取产生《较大影响
—
— (2《)对国外情况的调查!针对输电《线路的可听噪声各】国的情况各不相【同以下是一些国家的!电晕噪声标》准,因电晕可《听噪声的《投诉或抱怨、相【对,解决:措施等几方》面的情况《。
《
意【大利电力公司—(ENEL)目前的!最高电?压等级为400kV!。输,电线路?多年运行下》来无电晕噪声问题】的投诉或《抱怨该公司》建设有20》km长的1》。050k《V交:流试验线路》导线为8《×ф:31.5《mm:。在该线路上测—量的电晕可听噪声】L50?。为52dB(A)~!53dB(》A)
! 法国电力公】司(ED《F)输电《线路建设之前—进行的噪声预测认为!没有问题但是实【际运行的线路—中有:因导线存在》防锈油脂而产生噪声!引起的?投诉在此《情,。况,下处理掉油脂—并对此进行说明和】解释
! 英国中央【电力局(CEG【B)400kV线路!。。采用2分裂导线在】。下雨时存《在因电晕噪声—引起:的投诉处理》对策是将2》分裂导线更换为4分!裂,导线以降低噪声【由此可见增》加分裂导线数是降低!噪声的有效方法
!。
】瑞典电力局》(S:SPB)运行有【。。9000《km左右的400k!V交流线路无投诉或!。抱怨规划建设交流8!00kV输》电线:路计划采用》4,×,ф40mm的导线】。将可听噪声限制到】56dB《(A)
—
— 美国纽《约,州电力局《(PASNY)【对于765kV输电!。线,路的电晕噪声距【离线路中心》3,8,m外噪声的》。设计控?制值L5=》56dB(A);L!50=53dB(A!。)噪声的投》诉情况是345kV!。线路完全《无投诉765—kV线路曾经—有3:。6起投诉根据居【民的要求给予搬迁或!赔偿
】 美》国,邦维尔电《管局(?B,。。PA)?19:7,8年开始《制定噪声限制标【准该:地区俄亥《俄州规定在路权边】上噪声标《准L50=(—53±2)》dB(A)早期的】500kV线—路采用ф63.5m!。m的单导线有噪声】的投诉处理的措施是!将ф63.5m【m的单导线更—。换为3×《ф30.5mm【的3分裂《导线(民房多的地】区):或者:在档距中将单导线】。。上套上ф10—1,.6mm的管(档】内有:个别民房《时)
—
—图2是国外研究中心!。随机:抽样的统计反应对】交流线路具有代表性!对直流线路尚缺乏】统计:数据
—
》
图2 噪】声水:平与人们投诉的情况!
》
? (3)》世界各国特高—压交流输电》线路的电晕噪声情况!到目前为止世—界各国均未正—式制定直流特高【压线:路可:听噪声的《限制标?准而只是《在各自交流特高压】线路设计规范中【提出了一个》限值见表8
—
表—8 : 世:界各国?特高压交流线路的】可听噪声的设计限值!
》
【 , 注BP—A公司电《晕噪声设计值由于】测量仪?器(麦?克风)规格不同会有!约3dB(A)的差!别
《
— ,我国对输电》线路的?可听:噪声也未制定有相】。关标准在500kV!交、直流线路—设计时由于采用4】分裂导线可听噪【声水平很低》一般在4《0dB(A)以下不!起控制作用》。
】 :。日本在进行1—0,00kV《特高压交流线—。路设计时对世界上】一些国家已经架设】的输电线路的电晕噪!声,的实际情况进行了调!查其调查结果见表】9
表】9 已经》架设的输《电线路的电晕可听噪!声,的调查
—。
?
《
《 :由上述资《料,。看特高压交流线路】的可:听噪声设计目标【值基本上在50【dB(A)~58d!B(A)之间
【
《
, (4)有关!环境噪?声标准?虽然:世界上很多》国家(包《括中国)《对输电线《路的可听噪声没有】限制标准但各国政】府环保部门均制定有!环境噪声的限制【标准输电线路属于整!个,。环境中的《一部分其可听噪【声的限值按当地的】。环境噪声限》制标准表10是日】本的环境噪》声标准?
—表1:0 日本》环境:噪声标准
》。
,
:
,
《
【注1 A》A,地域为特别需—要安静的地方如疗养!。院
—
】 2 A地域为一!般的安静地》方如居住《环境
《
?
, — , 3 ? B地域为一般性地!。区为居住、商业【和少量工业混合区】
:
?
在我国相!应的环境噪声标【准有声环境质量标准!。G,B 3096工业企!业厂界?环境噪声排放标【准GB 12—348建筑施工场】界环境?噪声:排放标准GB— 12523城市区!域环境噪声和工业】企业厂界噪声这两】个标准都划分了不】同标准?以适用于不同—的区域见表11
】
表11 ! 中国噪声标准[d!B,(A)]
】
?
》 《注1 0类适【用于:疗,养区、?高级别墅区》、高级宾《馆,区,等特别需要安静的区!域(工业企业厂界噪!。声无此类《标准)
! — 2 1类适】用于以居住、文【教机关为主的—。区域乡村居住环境可!。参,照执行该《。类标:准
《
,
《 《。 3 》2,类适用于居住—、商业、工业—混杂区
》
— 《 4 》3类适用于》工业区
【
【 5《 4类适用于城】市中的道路交通干线!道路两侧区域穿越城!区的内河航道两【侧区域
! 由表1【0、:。表,11可以看》出我国环境噪声【标准的划《分与日本基》本类:似但:日,本的标准稍严美国】直流线路的可听噪音!的设计标《准为45dB(A)!
【 , (?5)推荐的可听噪】声限值我《国特高压输电线路】的建设?其路径主要通过荒山!、林地或《农业:耕,作地区?等,非居住环境地—区参考?我国环境噪》声,的限制标《准为2类《地区特?高压:交流输?电线路的可听噪声L!5不宜超过55dB!(A)?已,。被国家?环保总局《认可
?
— 按国》家环保?总局批文[20【06]199—号云南至广东±【800kV》。特高压?直,流输电工《程的:可听噪声控制—指标为按当地功能】区划的声《环境标准《执行:无功能区划的地区按!现行国家标准声环】境质量标准G—B 3096-20!08的?相关规定《。评价
【
《 采:用美国B《PA公司《推荐:的电晕可听噪声【。计算公式对》。多种导线组合—的无线电干》扰水平值进行估算各!导线组合《方案和不同海拔下的!电晕可听噪声—。值,见,表12?
表12! 电晕可听噪声计!算结果[dB—。(A)]
》
】
注导!线,平均高度《23m极间距2【2m
?
:。
? 以表12的!计算:结果各导线》组,合方案在4》。5dB?(A)?和50dB(A【)限值下的海—拔高:程见表13
!
表1《3 各导线组合】方案在不同噪声限值!下的:海拔高程(m—)
】
:
,。
由表】13可见我国±【8,00kV特高压直】流输电工程的—导线组?合均能满足4—5dB(A)—~50dB(A【)的限值要求
【
《
《 交流的55—dB(A《)是指在小雨、【潮,湿导线情况下年出现!概率值为5》%,的可听噪声值若换算!到好天气50—%概:。率的可听噪声值【要减去7dB—(A)?。~,1,0,dB(A)》。因此建议特高压直流!线路:可,听噪声限值》(好天?气5:0%概率的可听噪声!值)参照交流线【路可听噪声限值【选取即为45—dB(A)~50d!B(A)换算到年】出现概率值为5%】的可听噪《声值为51dB(】A)~5《6d:B,(A)(L5—=L5?。0+:6)低?于交流线路故—一般线路地区可【听噪声?限值:取5:0d:B(A)《在人口稠《密地区按45—dB:(A)校《核
》
? ?经计:算分析可听噪声【随极间距离的—增大逐渐减》小平均?变化:陡度约-0.3dB!/m:可,听噪声随导线平均高!度,增加而降低》平均变化陡度—约-0.2dB/m!。因此为降《低可:听噪声可采取加大极!间距离、提高—导线平均高度等措施!
《
据【此推荐±800kV!特高压直流输电线路!的电晕可听噪—声限值为4》5d:B,(A)?~50dB(—A)
《
对!人口稠密《地,。区要满足《。45dB(A)【的可听噪声限值【要求因此线路需远离!1类居住《区要采?用加高塔等》措施进行《校,验要求不大于4【5dB(A》)对于人烟》稀少的高《海,。拔地区其《噪声限值要进行高】海拔修正《可适当放宽满足5】0dB(《A)的可听噪声限】值要求
—
对于!海拔超过1000】。m的线路其噪声【限值要进行高海拔修!正修正因《数为以10》0,。0m为基准》海拔高度每增加3】00m噪声》限值增加《1dB
《
:
— 导线选择》。还要:符合环境保》护部门提出的限值】及计量标准要求±8!00kV特高压直流!输电工程的导—线组合均能满足【环,境保护部门提—出的限值标准要求
!
,。
?
5.0.4— 制定合理—的场强?标准可使线路既【满足生物效应的要】求同时避免不必要的!增加线路建设—的投资使《。输电线路的造价控】制在合理的水平
!
—。 直流输电—线路电场强度的限】值通常用两种方【式表示①在》一定:数,量空间电荷下合成场!强的限值;②标【称,场强:和离子流密度的限】值目前对直流输电线!路下电场强度的限】值一般?。根据人体感受试验】确定
】 (1—。。)各:国电:场和离子流密度的限!值,
【 ?美国在直流输电【线路下可能有人员】活动的地方地—面合:成场强限值为—30kV/m美国政!府工业?协会1995年推荐!直流电场强度职业暴!露限值为25kV】/m;?在,电场强度超过1【5kV/m的场合工!作,需要接触不》接地的物《体时要?求采取防《护措施如戴绝缘手】。套等
》
》 加拿大规—定直:流输:电线路下最大合成场!强为25k》V/m;走廊边【沿的标称《电场不超过2kV/!m;线下离子—流密度限值为10】0nA/m2
】
《。。 巴西伊泰普!工程输电线路—地面最大合成场强取!40kV/m—
! 前苏联《在设:计±75《0kV输电线路【时规定了不同情况】。下的地面最大合成场!强无人居住时—取25kV/m有】人居住时取1—0kV/m
—
】 中国?现,行行业?。标准高压直流架空送!电线路?技术导则DL/T !436-200【5,规定±50》0kV直流输电线路!下地面的合成场【强限值?取为30kV/m】;线下最大》。离子流密度》限值为1《00nA/m2【
》
,。 , ?表1:4列出了各》国对于?直流线路电场强度】的限值情况
—
,
表》14: 各国直流线路电!场强度限值情况
!
》
?
注【。Es为合成电场;E!e为:标称场强
!
表15列!出了国内外已建【直流线路工程的场】强情况?
—表15?。 国内外》已建直流线路工程】的,场强
?
!。
注【1 : 表面场强、地面场!强、合成场强及离子!流密度均表示最大】值
《。
,。。
! 2 带*—的项目为实测值
】
?
? , (?2)±8《00kV直》流线路电《场限值直流线—路线:下雨:天时:的合成电场比晴天时!的大在确定》导,线对地?最小高?度时要考虑雨天【情况泰西蒙在对葛上!直流:工程咨?询时即按此原则给】出,的建:议按雨天《时导线的起晕场【强分:析提出导《线对:地最小高度为14】m当时我国研究人】员以晴天时导线【的起晕场强计算确定!导线对地最小—距离为12.5【m对于葛上±500!kV直流输电线【路若将?晴天时的《地面最大合成—电场控制在30k】V/m雨《天时也只《有不到35》。kV/m实际—。运行:经验表?明这是可以接—受的
【
?。 据此推荐直【流输电?线路下方地面最大合!成电:。场强度为30k【V/m邻近民—房的:。地面:最大合成场强为【25k?V/m(晴》天)同?时满:足80%测量值不】超,过15kV》。/m:为控制?指标最大《离子流密度限值晴】天不超?过80nA/—m2:雨天不超过10【0nA/m2这【。与,我国±50》。0kV直流》输电线路基本相【同在:世界上?处于中等水平
】
5.0【.5 大跨—越段在输电》线路中只占较小的】一部分导《线引起的发热损【耗,(电阻损耗)对【整,个输电线《路损耗?所占比例很小导【线选择主《要考:虑,要有较高的机械【。强度以及对杆塔【、基:础的各种《荷载(水平》荷载、垂直》荷载、断线张力)】。较小因此导线截面不!是按:经济电流密度选择而!是按允许载流量【选择
—
但此】时要注意电网的【总,体配合对导线制造的!各处接点均需要特殊!考虑交?叉跨越距离也要按】导线实际《能够达到《的温度计算最大弧】垂
【5.0.6 【控制导线允许—载流量的主》要依据是导线的【最高允许《温度后者主要由导线!经长期运行后—的强度损失和联接】金具的发《热而定?电机工程手》。册(试用本)(机械!工业出版社197】9年:)电:线电缆第26篇提】出当工作《温度愈高运行时间愈!长则:导线的强度损失【愈大对5《。4/7?的钢芯铝绞线的【强,度损失见表16【
《
表16 5】4/:7钢:芯铝绞线强》度损失值
】
》
【1980年国际大电!。。网会议第22—组前苏联代表等的报!告中提出钢芯—。铝绞线?的强度?损失:见表17
【
,。
表17 【钢,。芯铝绞线强度损失值!
《
—
表17!中数据?说明钢芯铝绞—线,。在9:0,℃,。~1:。50℃时强度并未损!失,短时间?受,热强度?反,而提高这可能是由】于线股在受热后调】整伸长和位移使受力!条件得到改善—钢芯强度能更—。好利用的结果报【。告认为仅从导线耐热!的角度考虑钢芯铝绞!线可采用150【℃但为了避免接【头氧化而损坏—在连:续运:行,时它:们的温度不得—超过70《℃
:
】。 我国?输电线路钢芯铝【绞线采用《。。的电:力金具?导线截面为2—40mm2及以下】的耐张线夹用螺栓型!跳线多?。用并:。沟线夹联接》运行中曾发生螺栓松!动而:将跳:线烧红的情况鉴此钢!芯,。铝绞:线的允许《温度仍取《以往设?计规程采用值70℃!(大跨越可取90】℃);钢芯铝合金】绞线的允许温度采】用值与钢芯铝绞【线相同钢芯铝包【。钢绞:线(包括铝包钢【绞线)的允》许温:度按:华东电力设》计院设计的220k!V南京南《热至燕子矶输—电线路?长,江大跨越和湖南【省电力?勘测设计院设—。计,的220k》V湘江?大跨越?采,用的数?值取100℃此【允许温度是通过单丝!热,强度:损失试验确定的考虑!到长线路的连接【点,多温升难《以控制对照》钢芯铝绞线一般【线,路,的允:许温度较大跨越【低20℃《故一般线路》钢芯:铝包钢绞线(包【括铝包钢绞线—)的:允许温度《采用80《℃镀锌钢绞线仍【。取125℃工程【。设计中也可以—进行单丝热强度损失!试验选择恰当—的绞:线允许温度》当按允?许温度选择》导线截面时要对【交叉跨越距》离和对地距离进【行相应的《验算并对导线连接点!的发:热问题作出相应考】虑
】。 , 验算导》。线载流量时的—。环境气温采用最高】气温月的最》高平均气温太—阳辐射?功率密度采》用0.1W/—cm2一般线路的计!算风速采用0.5】m/:s大:。跨越由于导》线平均高度在30m!。以,上风速要相应增【加故:取0:.6m/s
【
— 计算导》线允:许载流量可选—用,电机工?程手册(试》用本)第26篇所】列公式?(原公式《符号略?有变:。。更)
!
【 式中《。I允许载流量(A)!;
! — WR单位—长度导线的辐射散】热功:率(W/m》);
《
?
? 【 WF单位长度【导线:的对流散热功率(】W/:m);?。
》
— WS单】位长度导《线的日照吸热功率(!。W/m);
】
》 ? R't允!许温度时导线的直流!电阻(Ω/m)
!
《 辐射散热功!率WR?的计算公式
—
WR【=πD?E1S?。1[(θ+θa+2!73)4-(θ【a+273)4] !。 【 (2)
!
:。
》 式:中D导线《外径(m);
!
【。 《 , E1导线》表面的辐射》散热系数光亮的新线!为0.23~0.4!3;旧线或涂黑【。色防腐剂《的线为?0.90~0—.95;《
! ? 《。S1斯特《凡-包尔茨》曼常数为5.67×!10:。-8(W/m2)】;
—
】 θ导线表【。面的平均温升(℃】);
【。
, 《 θa环!境温:度(℃?)
《
,
,
: ?对流散热《功率:WF的计算公式
!
:
WF=0—.57π《λfθ?。Re0.485 】 — 《 (3)
】
式中λ!。f导线表面》。空气层的传热—系数(W《/m/℃)λf【=2.42×1【0-2+7(θa+!。。。θ/2?)×10-5;
】
— , 》 Re雷诺数R!e=:VD/υ;
】
:
, 》 V垂直于!导,线的风速(》。m/s?);
《
!。 , υ》导线:表面空气层》的运动粘度(m2/!s);
【
υ?=1.32×1【0-5+9. 【6(θa《+θ/2《)×1?0-8? : (4!)
! 日照吸热功【率WS的计算公式】
,
《
WS=αSJS】D ? 》 (5)—
【 式《中αS导线表—面的吸热系数光亮的!新,线为0?.35~《0.4?6;旧线或涂黑色防!。腐剂的线为0.9】~0.9《。5;:
— ? : : J《S日光对《导线的日照强度【(W/m2);【当天:晴、日光直射—导,线时可采用》10:00W/《m2:
《
,
【 钢芯铝绞线和钢芯!铝合金绞线的—允许温度为70℃】环境气温《采,用最热?月平均最高温—度指最热《。月,每日最高《温度:的月平均《值取多年《平均值
! 《输,电线路上常用的导】线为:钢芯铝绞线、—钢芯铝合金绞线和】钢,芯铝包钢绞线(包】括铝包钢绞线)现行!国家:标准110kV~7!50kV架空输【电线路设计》。规范GB 5054!。5-20《10规定钢芯铝绞线!。和钢芯铝合》金绞线?的允许温《度为:70:℃钢芯铝包钢绞线】(包括铝包》。钢绞线?)可采用80—℃20?01年国家电力公司!委,托华东电力设计【院进行提高导—线发热允许温度的】实验:研究工作《根据:实验研究《数据得出以下结论】
【 (1)对组】成导线的线材对镀】锌,钢,绞线在长期》。加热至?1,0,0℃其抗拉强度不低!于标准?值;对?经过热处理的铝合】金线温度不》超过80℃时100!0h强度损失为0.!5%100》00h?。强度损失为8%;】对硬铝线加热1【00:℃20000—h强度?不低于标准值
】。
】(2:)对钢芯铝绞—线国内试验》钢芯:铝绞线在《8,0℃时导线强度【不低于计算》拉断力;日本—。。试验:认为钢芯铝》绞线在90℃时【强度:即使有所《损失也能《满足工程的要—求;前苏联、比【利时和加拿大的试】验,表明钢芯铝绞线的】允许温?度可以超过90℃】
】 (3《。。)对导线配》套,金具国外试验IE】EE资?料钢芯铝绞》线,。金具的高《温试验的结》论只要导线温—度不超过200℃】线路:金,具就能够安全运行国!内试验?证明导线温度80℃!时配套金具》的,温度不超过》。67℃金具》温度在80℃以【下时:对导线的握力基【。本,没有影响(仍在【导线额定《拉断力?的95%以上—)
?。
,
【(4)世界各国对钢!芯铝绞线《规定:的允许温度(—见表18)
—
?
表18 — 各国对钢芯铝绞】线规定的允许温度
!
【
【 (5)由》于温度提高导线【弧,垂增加对地》及交叉跨《越空气?间隙距离减少将【影响线路对地及交】叉跨越的安全裕度
!
》 】1)以往设计按经济!电,流密:度选择导《线截面并《以最高气温弧—垂,来校验对地和交叉跨!越的安?全间距鉴于导线达】到,允许温?。度的时间在全年运】行中所占比重—很小一般不要求对】允许温度《弧,垂校验安《全距离
—
】 对《于特定的交叉跨越如!200m以》上档距?跨越铁路、高—速或一级公路和按】允许温度选择导线截!面的大?跨越或跨越电—线,等,规程:规,定按允许《温,度弧垂?校验:交叉跨越间距
!
! 2)对于按【。发热条件《选择导线截面的线】路由于常《常处于?其,允许传输容量—的运行状态要按【提高后的《允许温?度的弧垂来校验【规定要求的》安全距离
】。
5.0》., 7 地线除【。了满足机械强度要】求外一般还要满【足,短路电流热》容量的要求对—于特高压直流线【路还要考虑地线电晕!问,题即地线上的感应】电荷较?大有可能在》地线上产《生,很大:的表面电《场强度(其中不考虑!离子流产生的电场】。。。。)当超过《起,始,电晕电场强度时亦会!产生:电晕损失《、无线电干扰—和可听噪《声,干扰等要予以限制
!。
— ,。 , 目前只能》计算导线《无电晕时地线的【表,面电场强《度值:当导:线有电?晕,时计算非常复杂国内!外,尚未深入《。研究
】 , 根《。据报道有一条—。±40?0kV线路》2根地线导线无电晕!时地线表面电—场强度?值为2?9kV?/cm
【
±【800?kv特高压》直流输电工程对3】。种,主要:导线组合《方案情?况下:导线无电晕时地线表!面电场强度与—地线直径的关系【进行:了分析计算结果列】。于表19
!
,表19 地线表面!电场强度与地—线直径关系表—
!
《 云广、向上!和锦苏±800kV!。特高压直流线路【计算导线的》起始电晕电》场强度采用15【kV/?cm因为导线常处】于,电晕状态使》地线上的《表面电场强度有所增!大(类似于导—。线,的综合?场强)但增大多【少尚在?研究此外尚有高【海,。。拔的影?。响地线的表面电【场强度不超过12k!V/cm(海—拔1:000?m及以下用)因【此,上述工程地线直径】取不小于18mm地!线的最小截》面不小于170mm!2
! 根?据中国电科院—提供的最新计算和】现场测试结果—表明地线的表面电场!。强度可以《适当:放宽建议地线的【表面电场强度不超】过18?kV/cm按18k!V/cm作为地线表!面电场强度》控制条件地线截面】不小:于,15:0mm2的表面电场!强度均满足要求溪】浙和哈郑±80【0kV特高压—直流线路地线截面】均取150》m,。m2
《
《5.0.《 8 本条—。。。为,强制性条文规定了导!。、地线设《计,的最:。小安全系数》。必须严?格执行
】
5.0.1—0 在稀有气【象条件?时相应的悬挂点最】大张力不应超过拉】断力的66%
】
— (1)从—已有的运行情—况,来,看重覆冰线路—出现的导线事故主】要限于?以下三个《方面
】 》。 1)由于冰】凌,过载即导线所覆冰】重接:近甚至超过导线本】身最大抗冰能力【从而出现过》载性断股、断线事】故
【 2!。)由于冰凌荷载大】导线:主拉张力高这时【如果在?。导线悬垂线夹处再施!加一个很《大的不平衡张力【超过了线夹握—着力将使线》夹滑动从而》。使部分或《全部铝股《因随线平滑动伸长而!。出现:非过:载,性断股事故
【
?
《 《 ,3):由于导线覆冰舞动或!脱冰跳?跃以致造成导线与】导线之间或》者导:。线,与地线甚至杆塔【结构之间出》现闪络跳闸和烧【伤导、地线事故
】
《
? 上述导线事故】与安全?。系,数密切相关的主要是!过载断线事》故
?。
《 若设计中】考虑了冰重过载系数!1.6从理论上【讲不应?该出现灾难性—的断线事故》
:
— 断?线与否也不能作为】安全运行的》分,。界点因为线路—使用的导、地—线,是由弹?性线材构成》的远在?拉断:之前会因超越弹性】限度而出现显—著,的塑性伸长》这将给安全运行带采!很多隐?患如对地、被交叉】跨越物的安全—间距:减少极导线》或子导线间的弧垂不!平衡等故一般情况】下,要满足导线》弧垂最低点》的最大张力不超过】其拉断力的60%】然而目前由于冰凌资!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!部件的安全储备所以!规定要求导、地线】的最大验算》冰,荷载条件下其弧垂】最低:点的最?大张:力不宜超过拉断【力的60%》(导、地《线悬挂点张力可较】弧垂最低点张力提】高10%)
—。
《。
(2【)现行?国家标准《1,10kV~750】kV架空输电线【路设计规范GB 5!05:4,5-201》0规定轻冰区导线】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7【0%来讲安全储备系!数为1.7》虽然过载比》值,可能:。在1.?7以上但鉴于—导线张力增长与【过载荷重增长是【。非线性的导线张【力,。增长较慢且与—档距大小有关一般】重冰线路档距—都相对偏小允—许较大的《过载冰重据此—认为重冰区导线【的设计?安,全系数采用2.5】是合理的
】
5.0.1【1 根据20【08年?初我国南方地区【大面积冰灾的—情况受灾线路—的地线由于不通电】。。致使地线覆冰严重】引起地?线拉断及地线—支架折断因此覆冰区!加大地?线截面及加强地线】支架:强度是?提高线路《抗冰能力的》有效措施
!
: 针对在输电】线路:上大量?使用光纤《复合架?空地线(OPGW)!增,加了对光《。纤复合架空地—线(O?PGW)的选用【要求;?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OP【。G,W要:满足:电气和机械使用【条件的?要求重点对短—路电流热《容量和?耐雷击性能进行校】验
—
5.0.12 】 目前运行线—路上的导、地线大多!数采用我国》。老国:标电:线产品当其平均【运行张力和相—应的防振措施—符合以往设计要求时!运行:。中未发现问题导线型!号和相应的铝—钢截面比列入表【20
》
:
表20《 运?行线路导《线型号和相应的【铝钢截面比》
【。
,
:
—1 钢芯铝—绞线的铝钢》。截面比愈小则铝【材部分的平均运【行张力愈大具—有良好运行经验的】钢芯铝绞线铝—钢截面比最》小值为4.29【因此应采用现行国家!标准中铝钢截面【比不小于4.29】的钢芯?铝绞线当采》用,。镀锌钢绞线时其平均!运行:张力:。上限仍可取》。以,往设计规程规定值如!根据多年《的运:行,。经验:证明所选《用的年平均运行张】力及相应的防振措施!对导、地线》。的,振动危险很小—时可:不受规范《规定值的《限,制
! :2 导、地线的】防振:在特高压线路—设计中是一》项,重,要的内容《特高压线路由—于,档距较大导、地线悬!。挂点较高在地—形,平坦地面粗》糙度小的地区高空】层流风较稳定输【入给导?、地线的《能量增大风速—的增大扩大》了引起?导线振?。动的风速的范围【增大了?导、:地线振动《的相对时间》且微风振动幅度【比较大容易》引起导、地线材料】的,。疲劳导?致导:、地线断股断线事故!的发:生例如500kV中!。。山口、金口大—跨越地线在》19:81年至1988年!期间多次发生振动故!障造成防振锤脱落地!线断股金具损坏在5!00kV荆门—斗笠变附近近年【来也多次发》生,过舞动现象由于特高!压线路的《重要性?因此防止或减小特】高压线路《导、:地线的微风振动、】次档:距振荡及舞动造成】的危害就成为线【路设计的一个重要问!题
】 3 》 ,微风振动及防锤安】装数量迄今》国内外输电线路防】止微:风振动的措施主要是!采用防振锤》或阻尼?线的方?式一般工程宜—采用改进斯托克布里!奇型防振锤即带大】。小,锤头的覆盖4频率】的FR?型防振?锤
【 国内有【多种:防振锤常《见的有F型(对称】)和FR型(—不对称)其基本【原理是一《样的由于F型防【振锤是对称布—置的它?有两种振型一种【是,平动振?型即锤头质心上【下振动;另一—种是转动振型由【于F型防振锤两端】。对称所?。以它只?有2个自振频率;】FR型防振锤结构示!意图见图3因其【两端不对称所—以它有4个自振频】率
《。
《。。
图3 】 FR型防》振锤结构示意
!
,
》 ,由于极?导,线结构形式的影响】使六分?裂导线的微》风振:动,强度较单导线—或,双分裂?导,线,低分裂?导线安?装间隔棒后具有【。一定的?消振作用《使分裂导线组合体】不易引?起微风振动借鉴【以,往500kV输电】线路:的运行经《验及:科研单位的研—究成果?对六分裂导线安装间!隔棒的线路当—导线平?均运行张力》不,大于拉断力》的25%时》600m及以下档】距可不另加》防振措施当档—距大于600m【时安装1个F—R-4防振锤防【。振锤的安《装数量见表》21
?
表21 ! ,分裂导线防振锤【安装:数量
【
:
》 ? :对于振动《严,重地段?及大跨越档》距的架空线建议采用!复合防?振以获得较好—的防振效果如护线】条加防振锤、阻【尼线加防《振锤、护线条加阻尼!线加防振锤》等
! 普通地线采【用LBGJ-1【80-20AC铝】包钢绞线《防振锤采用F—R-2型根据—有,关课题承担》单位采用能量—平衡法微风振动【计算程?序把档距从100】m到100》0,m按每增加50m】。作,为一种档《距情况每种档距情】况又:对安装不同数量的】防,振锤进?行计算并通》过总结分析国内外的!研究成果、设计【经验结合《。能量平衡法的数值计!算结果?对防振锤安装数量建!议如表22》
】 表22的成果比!我国“?设计手册”上规定的!防振锤?安装数?量(见表2》3)要多建议采用】
:
表2—2 地线防振【锤安装数《。量
—
《
,
表23 【“设计手册”规定】的地线防振》。锤,安装:。数量
—
?
?
》 4 对于次档】距振:。荡分裂导线装—设阻尼?式间隔棒并合理【调整次档距距离【。优化布置阻》尼间隔棒以加强对】次档距振荡的防护】间隔棒的型式—要结合防舞动措施】一并考虑以防止子】导线鞭击、吸合次档!距分裂导线翻转、金!具磨:损、间?隔棒疲劳等故障发生!
》
: : 根:据原国?。网北京电力建设【研究院±800kV!级直流多《分裂间隔棒》及挂线金具研究的】结论现对±8—00kV直流—。特高压线路六分【裂导线推荐线路【最大次档距为—6,。6m平均《次档距为50m【~5:5m端次档距—为25m~35m】(在导?线的分裂间距取45!0,mm情况下);【当,线,路经过?重冰区时平均次档】距和端?次档距都《要适当减小间隔【棒采:用不等距安装—并避免对称布置在最!后的特高压工程【的应用中导》线最大次档》距不大于66m【平均:次档距为5》0m~60m端【次,档距:宜控制在2》。5,m~3?5m当线路经过【重,冰区时平均次档距】和端:次档:距都要适当减—小
?
原!国网北?京电力建设研究院】大截面导线分裂间距!及最大次档距的探】讨计算?结果:见表24
!
表2?4, 大?截面导线间》。距比与次档距—之间的关《系
》
】 需要注意的!是计算时未考虑覆冰!的,影,响日:本特高压输电特【别委员会指出—覆冰会加剧次档【距振荡此种地域下最!大次档距比一般【地域缩短5》m~10m
【
《 , 5 》 对于大跨越—导地:。线防振?技术要求目前—国内大跨越》导地防振措施有纯】防振锤防振方案、阻!尼线:防振方案、阻尼【线加防振锤联合【。防振:方案、交叉》。阻尼线加防振锤【联合防?振方案、圣诞—树阻尼线防振方案等!具体:的大:跨越导地《线防:振方案要根据—运行经验或通—过实:验来:确定
! 6 》 由于各地发—生导:线微风振动事故很多!。危害也很大在运行】规程中也要求一般线!路每5年大跨越每】2年测振1》。次但我国导线微风】振动许?用,动弯应变没有统一标!准结合国内外情况】参照电?力建设研《究所企业标准—提出各种《导,线的微风振动许用】。动弯:。应变值供《设计人员参考悬垂线!夹、:间,隔棒、防振锤等处导!线上的?动弯应变宜不—大于表?25:所列值
!表25 《 导线微风振—动许用动弯》应变表(με)【。
《
—
:5,.0:.13 对未【张拉过的导、—地,线受:力后除产生弹—性伸长和塑性伸长】外,。还随着受力的累积】。。效应产生蠕》变伸长?塑,性伸长及蠕》。变伸长均为》永久变形(以下【简称塑性伸长)为】考虑:塑性伸长《对弧垂的《。影,响线路理想》的施:工工艺是按塑性伸】长曲线(蠕变—曲线)架设导—、地线我国电线制造!厂家目前不》提供塑性伸长—曲线对新国标的电】。线产:品又无系统的塑【性伸长资料故导、】。地线的塑性》伸,长,相应的降温值—仍取现行国》家标:准110kV~75!0kV架空输电线】路设:计规范?GB: 50545的采用!值对钢芯铝绞线塑】性伸长采用值见表】26
?
表26 ! 110kV~7】50k?V架空输电线—路设计规范GB 5!0545-2—010钢《。芯铝绞线塑》性伸长?采用值
】
》
? 对现行—国家标?准圆线同心绞架空】导线GB 117】9-:1999中》铝钢:截面比为4.2【。9~7.91的【其长期运行后产生的!塑性伸长取值参考】表2:7
—
表27 钢芯铝!绞线塑性《伸长采用《值
—。
【 ? 目前输电线路输送!容量:增大输电线路中大量!。选用大铝钢截面比】导线如?。6,30、720—、8:00导线为此—在钢芯铝绞线—塑性伸长表》及,钢芯铝绞线降温值】表中补充《铝钢截面《比11.34~【14.?46的内容》并提出对更大—铝钢截面比的钢芯】。铝绞线?或钢芯铝合金绞线】要采用制造厂—。家提供的《塑性伸长值》。或降温值
【
5.0.【14 输电线【。路通过导线易舞【动,地区时要适当提高线!路抗舞动能力并【预留导?线防:舞,动措施安装孔—位东北?的鞍山、《丹东:、,锦州一带湖北—的荆门、《。荆州一带是全国范围!。内输电线路发生舞动!较多的地区导线【舞,动对线路安全—。运,行所造成的》危,害十:分重大?诸如线路频繁—跳闸与停电、—导线的磨损、—烧伤、断线》金具及铁塔部件损】坏等可能导致重大的!经济损失与》社会影响《
【 现行》的防舞动措施—概括起?来,大约可分《。为三大类其》一从气象条件—考,虑避开易于形成【舞动的覆冰区域与线!路走向;其》二从机?械与电气的》。角度提高线路系统】。抵抗舞动的能—力;其?三从改变与调—整导线系统的参数出!发采取?加装各种防》舞,动装置与措施抑制舞!动的发生
》
,