DL∕T 1481-2015 架空輸電線路故障風險計算導則

ICS29.240.20備案號：50801-2015架空輸電線路故障風險計算導則國家能源局發(fā)布前言 1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14數(shù)據(jù)分類和來源 15計算步驟 2附錄A(資料性附錄)雷擊故障風險計算方法選擇 6附錄B(資料性附錄)污閃故障風險計算方法選擇 附錄C(資料性附錄)風偏故障風險計算方法選擇 附錄D(資料性附錄)冰害故障風險計算方法選擇 附錄E(資料性附錄)舞動故障風險計算方法選擇 Ⅱ12b)500(330)kV及以上核心骨干網架、戰(zhàn)略性輸電通道和110(66)kV及以上重要負荷供電線參見附錄A中的表A.1和表A.2。風險級別P≤0.5P雷擊閃絡風險級別較低雷擊閃絡風險級別低加強防雷措施改造及線路設備的巡視、3b)500(330)kV及以上核心骨干網架、戰(zhàn)略性輸電通道和110(66)kV及以上重要負荷供電線度)的絕緣子統(tǒng)一爬電比距M?和絕緣子片數(shù)N?。風險級別防污閃措施污閃風險級別較低污閃風險級別低風險級別防污閃措施污閃風險級別較低污閃風險級別低4風險級別防風偏措施L<Z≤1.1L加強防風偏措施改造及線路設備的巡視、風險級別防冰害措施5風險級別防舞動措施1.1D?<D?且T<2h舞動閃絡風險級別較低D?<D?≤1.1D?或2h<T≤5h舞動閃絡風險級別低0.9D?<D?≤D?或5h<T≤10hD?≤0.9D?或T>10h準備工作5.5.7對防舞配置方案的技術經濟性進行評價，根據(jù)防6電壓電阻電感導線平均高度高度串長兩避雷線間距保護角Ωmmmm精度(小數(shù)點后位數(shù))00222221電壓等級線路回數(shù)檔距地形地貌角塔刑排列導(地)導(地)高度導(地)中線號串長串最小子串電壓值保護角電阻值mmmmmmΩ(小數(shù)點后位數(shù))012222332227雷電定位系統(tǒng)長期監(jiān)測數(shù)據(jù)氣象部門發(fā)布的天氣預警信息雷害等級是否有雷雨天氣預警信息已采取的防雷措施次/(km2·a)次精度(小數(shù)點后位數(shù))10注1:由表A.2中參數(shù)計算反擊跳閘率。采用電磁暫態(tài)分析程序(EMTP)法，由表A.2中的電壓等級、塔型、相導線排列方式、導(地)線弧垂、導(地)線對地高度、導(地)線距塔中線距離、的計算參數(shù)模型；同時考慮工作電壓和感應電壓的影響，采用式(A.2)和式(A.3),建立相關的計算模塊，參數(shù)計算反擊跳閘率。注2:由表A.2中參數(shù)計算繞擊跳閘率。采用改進電氣幾何模型(EGM)法，由表A.2中的電壓等級、線路回數(shù)、地面傾斜角、地線保護角、導(地)線弧垂、導(地)線對地高度、導(地)線距塔中合雷電定位系統(tǒng)長期監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行經驗等參數(shù)，編制計算程序，計算繞擊跳閘率。A.2.2計算方法差異化雷擊風險分析法是針對不同區(qū)域、不同電壓等級、不同重要性線路雷擊特性的差異性，通過計算線路某一區(qū)段逐基桿塔的雷擊跳閘率來分析該區(qū)段線路的雷擊風險。該區(qū)段線路的雷擊跳閘率計算P?——第k基桿塔的反擊跳閘率；計算方法應綜合考慮線路沿線走廊的雷電活動特征、地形地貌特征、桿塔結構特征和絕緣配置等因素，選擇合適的計算方法，計算該區(qū)段線路逐基桿塔的反擊和繞擊跳閘率。采用GB/Z24842推薦的雷擊跳閘率計算分析方法，對于反擊跳閘率采用EMTP法或行波法計算，a)反擊跳閘率計算。EMTP法或行波法將雷電波傳播的過程等效為電阻性網絡電路模型，計算實際電路的波過程。該方法充分考慮了雷電波過程，與實際電路的波過程吻合較好，在反擊雷跳1)考慮工作電壓的影響。工頻電壓對雙回線路的影響比較復雜，它與線路運行電壓的相角有關，當工頻電壓相位角在0°~360°變化時，工頻電壓的幅值為：2)考慮感應電壓的影響。綜合比較歐美、日本等和中國提出的各類感應電壓計算方法，并結893)地形的影響。采用改進電氣幾何模型進行繞擊計算，對于地形輸電線路臺賬信息狀態(tài)監(jiān)測信息環(huán)境監(jiān)測信息電比距污穢等級距設計值鹽密灰密發(fā)生污閃的次數(shù)次精度(小數(shù)點后位數(shù))1222220設獨立項可在:中選取，將某一條線路的某一串絕緣子所在地區(qū)的可吸將P帶入式(B.2),計算理論鹽密值：ESDD=-0.015+0.0806×PB.1.3風險指標當現(xiàn)場污穢等級增加時，絕緣子統(tǒng)一爬電比距不滿足現(xiàn)場污穢等級對應的要求，計算增加絕緣子爬電距離，滿足圖B.1的要求。B.2污耐壓法污耐壓法風險分析計算參數(shù)見表B.2。表B.2污耐壓法風險分析計算參數(shù)狀態(tài)監(jiān)測信息目標閃絡電比距設與鹽密的關系曲線精度(小數(shù)點后位數(shù))222B.2.2計算方法根據(jù)污耐壓法，利用絕緣子污耐壓與鹽密(ESDD)的關系曲線，計算在當前污穢等級條件下的絕緣子片數(shù)配置情況，與線路實際絕緣子片數(shù)配置情況進行比較。宜考慮以下因素：a)確定線路所經地區(qū)的現(xiàn)場污穢度。當缺少污區(qū)分布圖、等值鹽密/灰密測量值或監(jiān)測值時，可利用輸電線路周邊大氣環(huán)境參數(shù)，推算理論鹽密值，代替絕緣子鹽密和灰密監(jiān)測值。U?0%=A×ESDD-bP=1-(1-P)”污耐壓校正系數(shù)k按正態(tài)分布函數(shù)由式(B.5)計算：φ(k)=1-P由單串絕緣子的閃絡概率P?依據(jù)正態(tài)分布表求得k。將k帶入式(B.6),可求得絕緣子的耐受電壓o—標準偏差，可取7%。當鹽密較小時，有機可溶物可有效影響污穢物中較大時，有機可溶物難以繼續(xù)促進CaSO?中的溶解，需進行等值鹽密修正。f)進行上下表面污穢不均勻分布修正，上下不均勻積污修正系數(shù)為K?按式(B.9)h)進行海拔修正，某海拔下，線路懸式絕緣子串片數(shù)m按式(B.11)計算：K?——該種絕緣子污閃電壓的海拔修正系數(shù)，由試驗確定。B.2.3風險指標若通過污耐壓法計算出的當前現(xiàn)場污穢等級下絕緣子片數(shù)計算值大于實際絕緣子片數(shù)，說明絕緣子(資料性附錄)C.1計算方法C.1.1弦多邊形法弦多邊形法可精確計算懸垂絕緣子串風偏后各點的空間位置，如圖C.1所示。宜考慮下列因素：a)此方法依據(jù)的是靜力平衡原理，因此計算時選用穩(wěn)態(tài)風(或靜風)。b)風速的觀測高度一般取離地面10m,若觀測高度不統(tǒng)一可根據(jù)風速高度變化系數(shù)進行換算。c)將觀測到的風速換算為連續(xù)自記10min平均風速。d)當輸電線路架設于迎風山坡、山脊等類似地形時，考慮風向與水平面的夾角。g)懸垂串風偏角計算方法如圖C.1所示。圖C.1弦多邊形法計算示意圖剛體單元長分別為λ、A?、…、A?,水平橫向荷載分別為gn、8h?、…、gm,垂直荷載分別為gu、C.1.2剛體靜力學模型法a)此方法依據(jù)的是靜力平衡原理，因此計算時選用穩(wěn)態(tài)風(或靜風)。b)風速的觀測高度一般取離地面10m,若觀測高度不統(tǒng)一可根據(jù)風速高度變化系數(shù)進行換算。c)將觀測到的風速換算為連續(xù)自記10min平均風速。d)當輸電線路架設于迎風山坡、山脊等類似地形時，考慮風向與水平面的夾角。e)整支絕緣子串為以鉸接方式與橫擔相連接的剛體直棒，在外力作用下不發(fā)生彎曲或變形。f)懸垂串風偏角φ可按下列計算式計算：φ0圖C.2剛體靜力學模型法絕緣子串和導線受力分析絕緣子串上水平風荷載和重力集中作用于其中點，為便于分析和計算，根C.1.3絕緣子串-導線整體數(shù)值模型法絕緣子串-導線整體數(shù)值模型法可精確模擬絕緣子串和導線(或跳線)風偏運動軌跡，考慮了脈動a)懸垂串風偏考慮左右各相鄰兩檔的檔距建立絕緣子串-導線整體數(shù)值模型，模型邊界模擬耐張串，內部模擬懸垂串，如果相鄰檔為耐張塔則只需考慮相鄰一檔即可；跳線風偏考慮一b)依據(jù)懸鏈線理論，將導線離散為若干個節(jié)點單元。c)盤形絕緣子串接方式為球窩和槽型連接，因此可采用球鉸模擬相鄰絕緣子之間的約束關系，摩d)棒型絕緣子可依據(jù)芯棒大小建模，傘群作為均布質量添加到芯棒質量中。e)絕緣子串和金具、金具和導線、子導線間隔棒和導線的連接均按自由度耦合來考慮，即接點處在6個自由度上的位移一致，絕緣子串最上端按鉸接處理，即只固定3個線位移。f)根據(jù)線路實際布置形式輸入模型參數(shù)，包括線路檔距、高差、導線(或跳線)型號及分裂數(shù)、導線張力、導線最大弧垂、某掛點處導線與水平面夾角、放g)風荷載選取脈動風(或動態(tài)風),風速選取觀測到的瞬時大風。h)風速的觀測高度一般取離地面10m,若觀測高度不統(tǒng)一可根據(jù)風速高度變化系數(shù)進行換算。i)動態(tài)風的模擬采用隨高度變化的Kaimal功率譜，但該功率譜與實際線路的風場特性存在一定j)當輸電線路架設于迎風山坡、山脊等類似地形時，考慮風向與水平面的夾角。k)脈動風條件下絕緣子串及導線風偏運動軌跡是隨著時間的推移而不斷變化的，采用概率統(tǒng)計法來描述絕緣子串風偏形態(tài)的特征參量。以絕緣子串風偏角為例，根據(jù)隨絕緣子串-導線整體數(shù)值模型法考慮了脈動風的影響，但是經驗脈動風功率譜與實際的風場特性存在一定的區(qū)別，因此，還需要長期積累和分析線路風偏故障風險計算參數(shù)見表C.1。C.3風險指標對于一般的輸電線路，采用剛體靜力學模型法計算分析即可；對于經過微地形路，應考慮脈動風等影響因素，采用絕緣子串-導線整體數(shù)值模型法進行風偏分析。得出在當前風速下絕緣子串的風偏角大小和水平位移，以及在相應風偏條件下帶電部分與桿塔構狀態(tài)監(jiān)測信息子串型號子片數(shù)/串長導線型號導線張力導線弧垂點處導線夾角數(shù)呼高小/大號側小/大號側呼高風速的高度閘的次數(shù)Nmm根mmmm精度(小數(shù)點后位數(shù))11111112絕緣子串為54片XWP-300,導線型號為8×JL/G1A-500/35,分裂間距400mm,子導線間隔棒質量為20kg,每隔50m安裝一個，10m高度處的風速為30m/s,導線懸掛平均高度40m,風向平行于水平面