架空輸電線路設計要點

1、架空輸電線路設計要點一、線路路徑的選擇與桿塔的定位1 路徑選擇應采用衛(wèi)片、航片、全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)等新技術，必要時可采用地質遙感技術，綜合考慮線路長度、地形地貌、城鎮(zhèn)規(guī)劃、環(huán)境保護、交通條件、運行和施工等因素，進行多方案技術比較，使路徑走向安全可靠，經(jīng)濟合理。2 路徑選擇應盡量避開軍事設施、大型工礦企業(yè)及重要設施等，符合城鎮(zhèn)規(guī)劃，并盡量減少對地方經(jīng)濟發(fā)展的影響。3 路徑選擇應盡量避開不良地質地帶和采動影響區(qū)，當無法避讓時，應采取必要的措施；路徑選擇應盡量避開重冰區(qū)及影響安全運行的其他地區(qū)；應盡量避開原始森林、自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)。4 路徑選擇應考慮對鄰近設施如電臺、機場、弱電線路等的相互影響

2、。5 路徑選擇宜靠近現(xiàn)有國道、省道、縣道及鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路，改善交通條件，方便施工和運行。6 應根據(jù)大型發(fā)電廠和樞紐變電所的總體布置統(tǒng)一規(guī)劃進出線，兩回或多回路相鄰線路通過經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)或人口密集地段時，應統(tǒng)一規(guī)劃。規(guī)劃中的兩回或多回同行線路，在路徑狹窄地段宜采用同桿塔架設。7 耐張段長度，單導線線路不宜大于5km；兩分裂導線線路不宜大于10km；三分裂導線及以上線路不宜大于20km。如運行、施工條件許可，耐張段長度可適當延長。在耐張段長度超出上述規(guī)定時應考慮防串倒措施。在高差或檔距相差非常懸殊的山區(qū)或重冰區(qū)等運行條件較差的地段，耐張段長度應適當縮短。8 選擇路徑和定位時，應注意限制使用檔距和相應的高差

3、，避免出現(xiàn)桿塔兩側大小懸殊的檔距，當無法避免時應采取必要的措施，提高安全度。9 與大跨越連接的輸電線路，應結合大跨越的選點方案，通過綜合技術經(jīng)濟比較確定。二、導線與避雷線的選擇1 輸電線路的導線截面，宜按照系統(tǒng)需要根據(jù)經(jīng)濟電流密度選擇；也可按系統(tǒng)輸送容量，結合不同導線的材料進行比選，通過年費用最小法進行綜合技術經(jīng)濟比較后確定。2 輸電線路的導線截面和分裂型式應滿足電暈、無線電干擾和可聽噪聲等要求。海拔不超過1000m地區(qū)，采用現(xiàn)行國標中鋼芯鋁絞線外徑不小于表1所列數(shù)值，可不必驗算電暈。3 大跨越的導線截面宜按允許載流量選擇，其允許最大輸送電流與陸上線路相配合，并通過綜合技術經(jīng)濟比較確定。4 距

4、輸電線路邊相導線投影外20m處，80%時間，80%置信度，頻率0.5MHz時的無線電干擾限值不應超過表2的規(guī)定。5 距輸電線路邊相導線投影外20m處，濕導線條件下的可聽噪聲值不應超過表3的規(guī)定。6 驗算導線允許載流量時，導線的允許溫度：鋼芯鋁絞線和鋼芯鋁合金絞線一般采用+70C,必要時可采用+80C；大跨越可采用+90C;鋼芯鋁包鋼絞線（包括鋁包鋼絞線河采用+80r（大跨越可采用+iooc），或經(jīng)試驗決定；鍍鋅鋼絞線可采用+125r。環(huán)境氣溫宜采用最熱月平均最高溫度；風速采用0.5m/s（大跨越采用0.6m/s）;太陽輻射功率密度采用0.1W/cm2。8地線應滿足電氣和機械使用條件要求，可選用

5、鍍鋅鋼絞線或復合型絞線，若有通信要求，應選用光纖復合架空地線（OPGW）。驗算短路熱穩(wěn)定時，地線的允許溫度：鋼芯鋁絞線和鋼芯鋁合金絞線可采用+200r；鋼芯鋁包鋼絞線（包括鋁包鋼絞線）可采用+300r；鍍鋅鋼絞線可采用+400r；光纖復合架空地線（OPGW）的允許溫度應采用產品試驗保證值。計算時間和相應的短路電流值應根據(jù)系統(tǒng)情況決定。地線選用鍍鋅鋼絞線時與導線的配合不宜小于表4的規(guī)定。10 導、地線防振措施三、導線、避雷線荷載計算導線單位面積、單位長度的荷載稱為比載。比載在導線的荷載計算中是最合的參數(shù)。在線路的設計中，常用的比載共有7種。1 自重比載2 冰重比載3 覆冰時導線的垂直總比載4 無

6、冰時導線風壓比載5 覆冰時的風壓比載6 無冰有風時的綜合比載7 有冰有風時的綜合比載四、桿塔型式的選擇1 桿塔類型桿塔按其受力性質，分為懸垂型、耐張型桿塔。懸垂型桿塔分為懸垂直線和懸垂轉角桿塔；耐張型桿塔分為耐張直線、耐張轉角和終端桿塔。桿塔按其回路數(shù)，分為單回路、雙回路和多回路桿塔。單回路導線既可水平排列，也可三角排列或垂直排列，水平排列方式可降低桿塔高度，三角排列方式可減小線路走廊寬度；雙回路和多回路桿塔導線可按垂直排列，必要時可考慮水平和垂直組合方式排列，但在覆冰地區(qū)，要考慮相鄰垂直相間保持一定的水平偏移。2 桿塔外形規(guī)劃桿塔的外形規(guī)劃與構件布置應按照導線和地線排列方式，以結構簡單、受力

7、均衡、傳力清晰、外形美觀為原則，同時結合桿塔材料、運行維護、施工方法、制造工藝等因素在充分進行設計優(yōu)化的基礎上選取技術先進、經(jīng)濟合理的設計方案。4 對不同類型桿塔的選用，應依據(jù)線路路徑特點，按照安全可靠、經(jīng)濟合理、維護方便和有利于環(huán)境保護的原則進行。對于山區(qū)線路桿塔，應依據(jù)地形特點，配合高低基礎，采用全方位長短腿結構型式。5 在平地和丘陵等便于運輸和施工的非農田和非繁華地段，可因地制宜地采用拉線桿塔和鋼筋混凝土桿。6 對于線路走廊拆遷或清理費用高以及走廊狹窄的地帶，宜采用導線三角形或垂直排列的桿塔，并考慮V型、丫型和L型絕緣子串使用的可能性，在滿足安全性和經(jīng)濟性的基礎上減小線路走廊寬度。非重冰

8、區(qū)線路還宜結合遠景規(guī)劃，采用雙回路或多回路桿塔；重冰區(qū)線路宜采用單回路導線水平排列的桿塔；城區(qū)或市郊線路可采用鋼管桿。對林區(qū)和林地地段線路，宜按樹木自然生長高度，采用高跨桿塔型式。五、絕緣子和金具的選擇1 絕緣子機械強度的安全系數(shù)，不應小于表8所列數(shù)值。雙聯(lián)及以上的多聯(lián)絕緣子串應驗算斷一聯(lián)后的機械強度，其荷載及安全系數(shù)按斷聯(lián)情況考慮。2 采用黑色金屬制造的金具表面應熱鍍鋅或采取其他相應的防腐措施。3 金具強度的安全系數(shù)不應小于下列數(shù)值：最大使用荷載情況2.5斷線、斷聯(lián)情況1.54 330kV及以上線路的絕緣子串及金具應考慮均壓和防電暈措施。有特殊要求需要另行研制或采用非標準金具時，應經(jīng)試驗合格

9、后方可使用。5 地線絕緣時宜使用雙聯(lián)絕緣子串。6 與橫擔連接的第一個金具應轉動靈活且受力合理，其強度應高于串內其他金具強度。7 330kV及以上輸電線路懸垂V串兩肢之間夾角的一半可比最大風偏角小5°10°,或通過試驗確定。8 線路宜合理選擇線路走向和路徑避開易舞區(qū)，無法避讓時應采取適當縮短檔距,適當提高線路的機械強度,局部易舞區(qū)段在線路建設時安裝防舞裝置等措施。9 使用復合絕緣子時,應綜合考慮線路的防雷、防風偏、防鳥害等項性能,必要時采取防鳥害措施,城區(qū)設計應慎用玻璃絕緣子。六、絕緣配合、防雷和接地1 110kV750kV輸電線路的絕緣配合,應使線路能在工頻電壓、操作過電壓

10、、雷電過電壓等各種條件下安全可靠地運行。2 在海拔高度1000m以下地區(qū),操作過電壓及雷電過電壓要求的懸垂絕緣子串絕緣子片數(shù),不應少于表9的數(shù)值。耐張絕緣子串的絕緣子片數(shù)應在表9的基礎上增加,對110kV330kV輸電線路增加1片,對500kV輸電線路增加2片,對750kV輸電線路不需增加片數(shù)。為保持高塔的耐雷性能，全高超過40m有地線的桿塔，高度每增加10m,應比表9增加1片相當于高度為146mm的絕緣子，全高超過100m的桿塔，絕緣子片數(shù)應根據(jù)運行經(jīng)驗結合計算確定。由于高桿塔而增加絕緣子片數(shù)時，雷電過電壓最小間隙也應相應增大；750kV桿塔全高超過40m時，可根據(jù)實際情況進行驗算，確定是否

11、需要增加絕緣子和間隙。3絕緣配置應以審定的污區(qū)分布圖為基礎，并結合線路附近的污穢和發(fā)展情況，綜合考慮環(huán)境污穢變化因素，選擇合適的絕緣子型式和片數(shù)，適當留有裕度。對于0、I級污區(qū)，可提高一級絕緣配置；對于I、山級污區(qū)，宜按中、上限配置；應在選線階段盡量避讓IV級污區(qū)，如不能避讓，應采取措施滿足污穢要求。4絕緣配合設計可采用泄漏比距法，也可采用污耐壓法選擇合適的絕緣子型式和片數(shù)。當采用泄漏比距法時，絕緣子片數(shù)由下式確定：KeL。Un式中：n-每串絕緣子所需片數(shù)；入泄漏比距，cm/kV；Un一系統(tǒng)標稱電壓，kV；Lo單片懸式絕緣子的幾何爬電距離，cm；Ke-絕緣子爬電距離的有效系數(shù)，主要由各種絕緣子

12、幾何爬電距離在試驗和運行中提高污穢耐壓的有效性來確定；并以XP-70、XP-160型絕緣子為基礎，其Ke值取為1。Ke應由試驗確定。8在海拔不超過1000m的地區(qū)，帶電部分與桿塔構件(包括拉線、腳釘?shù)?的間隙，在相應風偏條件下，不應小于表10、11所列數(shù)值。12輸電線路的防雷設計，應根據(jù)線路電壓、負荷性質和系統(tǒng)運行方式，結合當?shù)匾延芯€路的運行經(jīng)驗，地區(qū)雷電活動的強弱、地形地貌特點及土壤電阻率高低等情況，在計算耐雷水平后，通過技術經(jīng)濟比較，采用合理的防雷方式。各級電壓的輸電線路，采用下列保護方式：(1) 110kV輸電線路宜沿全線架設地線，在年平均雷暴日數(shù)不超過15或運行經(jīng)驗證明雷電活動輕微的地

13、區(qū)，可不架設地線。無地線的輸電線路，宜在變電所或發(fā)電廠的進線段架設1km2km地線。(2) 年平均雷暴日數(shù)超過15的地區(qū)220kV330kV輸電線路應沿全線架設地線，山區(qū)宜架設雙地線。500kV750kV輸電線路應沿全線架設雙地線750kV、500kV13桿塔上地線對邊導線的保護角，對于同塔雙回直線塔,和220kV對中相的保護角均不大于0°，110kV線路均不大于10°，鋼管桿不大于20°對于單回路，500kV750kV線路避雷線對導線的保護角按不大于10°330kV及以下的其它線路（含鋼管桿）宜小于15°；單地線線路宜小于25°。桿

14、塔上兩根地線之間的距離，不應超過地線與導線間垂直距離的5倍。在一般檔距的檔距中央，導線與地線間的距離，應按下式校驗（計算條件為：氣溫+15C，無風、無冰）。S>0.012+1式中：S導線與地線間的距離，m；L檔距，m。14有地線的桿塔應接地。在雷季干燥時，每基桿塔不連地線的工頻接地電阻，不宜大于表14所列數(shù)值。土壤電阻率較低的地區(qū)，如桿塔的自然接地電阻不大于表14所列數(shù)值，可不裝設人工接地體。16 鋼筋混凝土桿的鐵橫擔、地線支架、爬梯等鐵附件與接地引下線應有可靠的電氣連接。利用鋼筋兼作接地引下線的鋼筋混凝土電桿，其鋼筋與接地螺母、鐵橫擔或地線支架之間應有可靠的電氣連接。外敷的接地引下線可

15、采用鍍鋅鋼絞線，其截面應按熱穩(wěn)定要求選取，且不應小于25mm2。接地體引出線的截面不應小于50mm2并應進行熱穩(wěn)定驗算。引出線表面應進行有效的防腐處理，如熱鍍鋅。17 通過耕地的輸電線路，其接地體應埋設在耕作深度以下。位于居民區(qū)和水田的接地體應敷設成環(huán)形。七、桿塔基礎的設計1巖石嵌固基礎該基礎型式適用于覆蓋層較淺或無覆蓋層的強風化巖石地基，其特點是底板不配筋，基坑全部掏挖。上拔穩(wěn)定，具有較強的抗拔承載能力。需要時，可將主柱的坡度設置與塔腿主材坡度相同，以減小偏心彎矩，還可省去地腳螺栓。由于該基型充分利用了巖石本身的抗剪強度，混凝土和鋼筋的用量都較小，同時減少了基坑土石方量，澆制混凝土不需要模板

16、，施工費用較低。2巖石錨桿基礎該基型適用于中等風化以上的整體性好的硬質巖。該基礎型式是在巖石中直接鉆孔、插入錨桿，然后灌漿，使錨桿與巖石緊密粘結，充分利用了巖石的強度，從而大大降低了基礎混凝土和鋼材量。但巖石錨桿基礎需逐基鑒定巖石的完整性。3掏挖基礎該基型分全掏挖和半掏挖兩種，適用無地下水的硬塑粘性土地基。在基坑施工可成型的情況下，開挖基坑時不擾動原狀土，避免大開挖后再填土?；A承受上拔荷載時，原狀土的內摩擦角和凝聚力得以充分發(fā)揮作用。這種基礎型式也顯示了較高的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，根據(jù)以往工程的統(tǒng)計，由于各線路地質條件的不同等原因，采用全掏挖基礎比用階梯型基礎節(jié)約鋼材和混凝土分別為37%和82

17、0%。掏挖基礎有直柱式和斜插式兩種型式。斜插式掏挖基礎將主柱的坡度設置與塔腿主材坡度相同，減小了基礎水平力產生的偏心彎矩，還可省去地腳螺栓4階梯型基礎該基礎是傳統(tǒng)的基礎型式，適用各類地質、各種塔型，其特點是大開挖，采用模板澆制，成型后再回填土，利用土體與混凝土重量抗拔，基礎底板剛性抗壓，不配鋼筋。由于階梯型基礎混凝土量較大，埋置較深，易塌方及有流砂地區(qū)難以達到設計深度，因此在此類地區(qū)應盡量少用。5大板基礎大板基礎的主要設計特點是：底板大、埋深淺、底板較薄，底板雙向配筋承擔由鐵塔上拔、下壓和水平力引起的彎矩和剪力，主柱計算與階梯基礎相同。與階梯基礎相比，埋深淺，易開挖成形，混凝土量能適當降低，但

18、鋼筋量增加較多。與灌注樁相比，在軟弱地基中應用較為廣泛。它施工方便，特別是對于軟、流塑粘性土、粉土及粉細砂等基坑不易成型的塔位。設計時，對底板的高厚比應進行一定的控制（懸臂長度：底板厚<3:1）不足時可在主柱下增加臺階，以減少板的懸臂長度和底板厚度，為了減小混凝土量，主柱中心與底板中心設置偏心，抵消水平彎矩，達到減小底板及配筋的效果。大板基礎設計時應控制沉降及不均勻沉降，對轉角塔及負荷較大的直線塔進行地基沉降變形驗算，施工時應盡量少擾動地基土，清除開挖的全部浮土并做好墊層，必要時使用塊石灌漿。6斜插板式基礎該基礎的主要特點是基礎主柱坡度與塔腿主材坡度一致，塔腿主材角鋼直接插入基礎混凝土中，使基礎水平力對基礎底板的影響降至最低。在正常條件下，基礎土體上拔穩(wěn)定、下壓穩(wěn)定和基礎強度計算可忽略水平力的影響。與大板基礎相比，由于偏心彎矩大大減小，下壓穩(wěn)定控制的基礎底板尺寸可相應減小，從而降低了混凝土量和底板配筋量。由于省去了塔座板和地腳螺栓，其鋼材的綜合指標降低了25%左右。斜插板式基礎在平原、河網(wǎng)地區(qū)使用較多，其最大優(yōu)點就是節(jié)省基礎材料，施工較為方便。其缺點是施工精度要求高。對于高壓縮性軟弱土地區(qū)，其基礎底面地基處