Q GDW 10178-2017 《1000kV 交流架空输电线路设计技术规定》.pdf
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1、 1 ICS 29.240 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 101782017 代替 Q/GDW 1782008 1000kV 交流架空输电线路设计技术规定 Technical code of designing 1000kV overhead transmission line 2018 - 02 - 12 发布 2018 - 02 - 12 实施 国家电网公司 发布 Q/GDW 101782017 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 符号 . 3 5 总则 . 4 6 路径 . 5 7 气象
2、条件 . 5 8 导线和地线 . 6 9 绝缘子和金具 . 7 10 绝缘配合、防雷和接地 8 11 导线布置 . 11 12 杆塔型式 . 12 13 杆塔荷载及材料 . 12 14 杆塔结构 . 17 15 基础设计 . 19 16 对地距离及交叉跨越 . 21 17 环境保护 . 24 18 劳动安全和工业卫生 . 25 19 附属设施 . 25 附录 A(资 料性附录) 典型环境污湿特征与相应现场污秽度评估及外绝缘强度选择 26 附录 B(资料性附录) 使用悬垂绝缘子串的杆塔,水平线间距与档距的关系 . 28 附录 C(资料性附录) 不同海拔高度的气象参数 . 29 附录 D(资料性附
3、录) 公路等级 . 30 编制说明 . 33 Q/GDW 101782017 II 前 言 为规范设计,统一 国家电网公司 1000kV交流架空输电线路 的主要设计技术原则,制定本标准。 本标准代替 Q/GDW 1782008,与 Q/GDW 1782008相比, 主要技术性差异 如下 : 根据近年来 1000kV交流线路技术的发展,在 绝缘配合、防雷和接地等章节 增加 了双回路的电气参数 ; 根据 1000kV交流线路建设中的新技术、新工艺、新材料的应用,在导地线、绝缘子和金具、杆塔结构等章节,增加了相关内容 ; 细化了跨越 高速铁路、高速公路和重要输电通道 等的相关技术要求; 本标准由国家
4、电网公司基建部 、交流部 提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位: 国网 经济技术研究院 有限公司 、电力规划设计总院、 中国电力工程顾问集团 华东电力设计院有限公司、 中国电力工程顾问集团 东北电力设计院有限公司、 中国电力工程顾问集团 中南电力设计院有 限公司、 中国电力工程顾问集团 西北电力设计院有限公司、 中国电力工程顾问集团 西南电力设计院有限公司、 中国电力工程顾问集团 华北电力设计院有限公司、 中国能源建设集团 广东省电力设计研究院有限公司。 本标准主要起草人: 李晋、 郭艳霞 、 侯中伟、李奥森、程述一、 薛春林、袁志磊、郑逸群、 赵雪灵、王志强、 田雷
5、、李显鑫、 赵峥、 李琳、 刘学军、 戴宇明 、 付明翔、 赵伟 、 徐佩洪、 刘利林、李健、 李铁鼎、 张宁刚、胡志义、 贺立斋、 冯勇 、胡全 、 施芳、戴雨剑、 张亮亮、汪晶毅 。 本标准 2008年 3月首次发布, 2017年 7月第一次修订。 本标准在执行过程 中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。 Q/GDW 101782017 1 1000kV 交流架空输电线路设计技术规定 1 范围 本 标准 提出了交流 单 、 双回 1000kV架空输电线路的设计原则,并提供了必要的技术数据 。 本标准 适用于新建交流 1000kV架空输电线路设计 ,改建线路可参考执行 。 2 规范性引用文
6、件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 700 碳素结构钢 GB/T 1591 低合金高强度结构钢 GB/T 3098.1 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱 GB/T 3098.2 紧固件机械性能 螺母 GB 50009 建筑结构荷载规范 GB 50017 钢结构设计规范 GB 50665 1000kV 架空输电线路设计规范 DL/T 5154 架空输电线路杆塔结构设计技术规定 3 术语和 定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 1000kV架空输电线路 10
7、00kV overhead transmission line 标称电压 1000kV交流架空输电线路,简称 1000kV线路。 3.2 弱电 线路 telecommunication line 指各种电信号通信线路。 3.3 轻、中、重冰区 light/medium/heavy icing area 设计覆冰厚度 10mm及以下地区为轻冰区,设计冰厚大于 10mm小于 等于 20mm地区为中冰区, 20mm及以上地区为重冰区 ( 20mm冰区可按中冰区或重冰区两种情况进行设计) 。 3.4 基本 风速 reference wind speed 按沿线气象台站 10m高度处 10min平均的风
8、速观测数据,经概率统计得出 100年一遇最大值后确定的风速。 3.5 Q/GDW 101782017 2 稀有 风速 ,稀 有覆冰 rare wind speed、 rare ice thickness 根据历史上记录存在,并显著地超过历年记录频率曲线的严重大风、覆冰。 3.6 耐张段 section 两耐张杆塔间的线路部分。 3.7 平均运行张力 everyday tension 年平均气温情况下,弧垂最低点的导线或地线张力。 3.8 居民区 residential area 工业企业地区、港口、码头、火车站、城镇等人口密集区。 3.9 非 居民区 non-residential area
9、上述居民区以外地区。虽然时常有人、有车辆 或农业机械到达,但未遇房屋或房屋稀少的地区。 3.10 交通 困难 地区 difficult transport area 车辆、农业机械不能到达的地区。 3.11 间隙 electrical clearance 线路任何带电部分与接地部分的最小距离。 3.12 对地距离 ground clearance 任何带电部分与地面之间的最小距离。 3.13 保护角 shielding angle 在杆塔处地线的垂直平面与通过导线外侧子导线与地线平面之间的夹角。 3.14 采动影响区 mining affected area 获得采矿权,准备开采或正在开采的矿
10、区;矿产开采后,地表出现变形的区域。 3.15 大 跨越 large crossing 线路跨越通航大江河、湖泊或海峡等,因档距较大或铁塔较高,导线选型或铁塔设计需特殊考虑,且发生故障时严重影响航运或修复特别困难的耐张段。 3.16 三跨 crossing high-speed railway, highway and important transmission lines Q/GDW 101782017 3 线路跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道。 4 符号 下列符号适用于本文件。 4.1 作用与作用效应 A(k、 S、 C、 ) : 基础上拔或倾覆的承载力函数; C: 结构或构件的裂缝
11、宽度或变形的规定限值; f: 地基承载力特征值; P: 基础底面处的平均压应力设计值; Pmax: 基础底面边缘的最大压应力设计值 ; r: 回转半径; R: 结构构件的抗力设计值; SGK: 永久荷载标准值的效应; SQiK: 第 i项可变荷载标准值的效应; SGE: 永久荷载代表值的效应; SEhk: 水平地震作用标准值的效应; SEVK: 竖向地震作用标准值的效应; SEQK: 导、地线张力可变荷载的代表值效应; Swk: 风荷载标准值的效应; T : 绝缘子承受的最大使用荷载、验算、断线、断联荷载或常年荷载 ; TE: 基础上拔或倾覆外力设计值; Tmax: 导、地线在弧垂最低点的最大
12、张力; Tp : 导、地线的拉断力; TR : 绝缘子的额定机械破坏负荷; V : 基准高度为 10m的风速; WI : 绝缘子串风荷载标准值; Wo: 基准风压标准值; Ws: 杆塔风荷载标准值; Wx: 垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值; C: 混凝土的重度设计值 ; S: 土的重度设计值。 4.2 电工 n : 海拔 1000m时每串绝缘子所需片数; nH : 高海拔下每串绝缘子所需片数; U: 系统标称电压; Um: 最高运行电压; : 爬电比距。 4.3 计算 系数 B1: 导线、地线及绝缘子覆冰后风荷载增大系数; B2: 构件覆冰后风荷载增大系数; B: 覆冰时风荷载增大系数
13、 ; K: 构件长细比修正系数; Q/GDW 101782017 4 Ka : 空气放电电压海拔修正系数; Kc : 导、地线的设计安全系数; ki : 悬垂绝缘子串系数; KI : 绝缘子机械强度的安全系数; Ke : 单片绝缘子的爬电距离有效系数; m: 海拔修正因子; m1: 特征指数; : 风压不均匀系数; c: 导线及地线风荷载调整系数; z: 杆塔风荷载调整系数; s: 构件的体型 系数; SC: 导线或地线的体型系数; Z: 风压高度变化系数; Eh : 水平地震作用分项系数; EV : 竖向地震作用分项系数; EQ: 导、地线张力可变荷载的分项综合系数; f: 基础的附加分项系
14、数; G: 永久荷载分项系数; Qi: 第 i项可变荷载的分项系数; RE: 承载力抗震调整系数; rf: 地基承载力调整系数; : 可变荷载组合系数; wE: 抗震基本组合中的风荷载组合系数。 4.4 几何参数 AI: 绝缘子串承受风压面积计算值; As: 构件承受风压的投影面积计算值; D: 导线水平线间距离; DP: 导 线间水平投影距离; DX: 导线三角排列的等效水平线间距离; DZ: 导线间垂直投影距离; d : 导线或地线的外径或覆冰时的计算外径;分裂导线取所有子导线外径的总和; fc: 导线最大弧垂; H : 海拔高度; L : 档距; Lk: 悬垂绝缘子串长度; L01 :
15、单片绝缘子的几何爬电距离; Lp: 杆塔的水平档距; LS : 单片绝缘子的有效爬电距离 ; S : 导线与地线间的距离; : 风向与导线或地线方向之间的夹角; k: 几何参数的标准值。 5 总则 Q/GDW 101782017 5 5.1 1000kV 架空输电线路(简称为 1000kV 线路)的设计应贯彻国家的基本 建设方针和技术经济政策,做到安全可靠、技术先进、经济合理、资源节约、环境友好、符合国情。 5.2 1000kV 线路设计,应从实际出发,结合地区特点,积极慎重地采用新技术、新材料、新工艺,推广应用节能、降耗、环保的先进技术和产品。 5.3 1000kV 线路设计中,除应按本规定
16、执行外,尚应符合现行国家标准和电力行业标准有关规定的要求,当本技术规定与现行标准不一致时,以本规定为准,并认真贯彻执行国家颁发的强制性条文。 6 路径 6.1 路径选择宜采用卫片、航片、全数字摄影测量系统和红外测量等新技术;在滑坡、泥石流、崩塌等不良地质发育地区宜采 用地质遥感技术;综合分析线路长度、地形地貌、地质、冰区、交通、施工、运行及地方规划等因素,进行多方案技术经济比较,并应做到安全可靠、环境友好、经济合理。 6.2 路径选择宜避开军事设施、大型工矿企业等重要设施 , 并应符合城镇规划。当无法避让时应取得相关协议。 6.3 路径选择宜避开自然保护区、风景名胜区 和 水源地保护区 等环境
17、敏感区,当无法避开时应做好评估、报批工作。 6.4 路径选择宜避开不良地质地带和采动影响区,宜避开重冰区、易舞动区及影响安全运行的其他地区,当无法避让时,应采取必要的措施。 6.5 “三跨 ”跨越点 的选择除了满足 GB50665 的相关要求外,还 宜避开重冰区、 2 级及 3 级舞动区, 当无法避让时,应采取必要的措施 。 6.6 路径选择应分析线路与电台、机场、弱电线路等邻近设施的的相互影响。 6.7 发电厂和变电站的进出线,应根据厂、站的总体布置统一规划。 6.8 轻、中、重冰区的耐张段长度分别不宜大于 10km、 5km、 3km,当耐张段长度较长时应采取防串倒措施。在高差或档距相差悬
18、殊的山区等运行条件较差的地段,耐张段长度宜适当缩短。输电线路与主干铁路、高速铁路、高速公路及重要输电通道交叉时,应采用独立耐张段。 6.9 路径选择宜靠近现有国道、省道、县道及乡镇公路,并应充分 利用现有的交通条件,方便施工和运行。 6.10 山区线路在选择路径和定位时,应避免出现杆塔两侧大小悬殊的档距,当无法避免时,应采取提高安全度的措施。 “三跨 ”应尽量避免出现大档距和大高差的情况,跨越塔两侧档距之比不宜超过 2: 1。 6.11 有大跨越的输电线路路径应结合跨越点,通过综合技术经济比较确定。 7 气象条件 7.1 设计气象条件,应根据沿线气象资料的数理统计结果及附近已有线路的运行经验确
19、定,基本风速、设计冰厚重现期应按 100 年确定。 7.2 统计计算 基本风速时,应按当地气象台、站 10min 时距平均的年最大风速为样本,并宜采用极值 型分布作 为概率模型。统计风速样本,应取以下高度: a) 一般输电线路应取离地面 10m; b) 大跨越 应 取离历年大风季节平均最低水位 10m。 7.3 山区输电线路,宜采用统计分析和对比观测等方法,由邻近地区气象台、站的气象资料推算山区的 基本风速,并结合实际运行经验确定。如无可靠资料,宜将附近平原地区的统计值提高 10%选用。 7.4 基本风速一般不应低于当地基本风压值且不宜低于 27m/s,必要时按稀有风速条件进行验算。 7.5
20、轻冰区宜按无冰、 5mm 或 10mm 覆冰厚度设计;中冰区宜按 15mm 或 20mm 覆冰厚度设计;重冰区宜按 20mm、 30mm、 40mm 或 50mm 覆冰厚度设计。必要时还宜按稀有条件进行验算。 7.6 除无冰区外,地线覆冰厚度应比导线增加 5mm。 Q/GDW 101782017 6 7.7 设计时应加强对沿线已建线路设计、运行情况的调查,应分析微地形、 微 气象条件、导线易舞动地区等影响。 7.8 确定大跨越基本风速,如无可靠资料,宜将附近陆上输电线路的风速统计值换算到跨越处历年大风季节平均最低水位以上 10m 处,并增加 10%,然后考虑水面影响再增加 10%后选用。大跨越
21、基本风速不应低于相连接的陆上输电线路的基本风速。 7.9 大跨越 设计 冰厚,除无冰区段外,宜较附近一般输电线路的 设计冰厚 增加 5mm。必要 时还宜按稀有覆冰条件进行验算。 7.10 设计用年平均气温,应按下列方法确定: a) 如地区年平均气温在 3 17 之内,取与年平均气温值邻近的 5 的倍数值; b) 如地区年平均气温小于 3 和大于 17 时,分别按年平均气温减少 3 和 5 后,取与此数邻近的 5 的倍数值。 7.11 安装工况风速应采用 10m/s,无冰,并宜按下列要求采用同时气温: a) 最低气温为 -40 和 -30 的地区,宜采用 -15 ; b) 最低气温为 -20 的
22、地区,宜采用 -10 ; c) 最低气温为 -10 的地区,宜采用 -5 ; d) 最低气温为 -5 的地区,宜采用 0 ; e) 最低气温为 0 的地区,宜 采用 5 。 7.12 雷电过电压工况的气温宜采用 15 。当基本风速折算到导线平均高度处其值大于等于 35m/s 时,雷电过电压工况的风速宜取 15m/s,否则取 10m/s;校验导线与地线之间的距离时,应采用无风、无冰工况。 7.13 操作过电压工况的气温可采用年平均气温,风速宜取基本风速折算到导线平均高度处风速的50%,但不宜低于 15m/s,且无冰。 7.14 带电作业工况的风速可采用 10m/s,气温可采用 15 ,且无冰。
23、7.15 覆冰工况气温可采用 -5 ,同时风速在轻冰区、中冰区可采用 10m/s,重冰区可采用 15m/s,如有实测资料,覆冰同时风速可 按实测资料选取。 7.16 对 15mm 及以上冰区的 “三跨 ”,导线最大设计验算覆冰厚度应比同区域常规线路增加 10mm,地线设计验算覆冰厚度增加 15mm;对历史上曾出现过超设计覆冰的地区,还应按稀有覆冰条件进行验算。 8 导线和地线 8.1 导线截面宜根据系统需要按经济电流密度选择,且应满足可听噪声和无线电干扰等技术条件的要求, 并通过年费用最小法进行综合技术经济比较后确定。 8.2 海拔 500m 及以下地区, 距离线路边相导线地面水平投影外侧 2
24、0m、对地 2m 高度处,且频率为0.5MHz 时,无线电干扰设计控制值不应大于 58dB( V/m)。 8.3 海拔 500m 及以下地区, 距离线路边相导线地面水平投影外侧 20m 处,湿导线的可听噪声设计控制值不应大于 55dB( A)。 8.4 导线选择除满足 8.2 和 8.3 所规定的无线电干扰和可听噪声限值外,还应符合环保部门针对具体工程所提出的限值及计量标准要求。 8.5 验算导线允许载流量时,导线的允许温度宜按下列规定取值: a) 钢(铝包钢)芯铝绞线 、 钢(铝包钢)芯铝合金绞线 和铝合金芯铝绞线 宜采用 +70 ,必要时可采用 +80 ;大跨越宜采用 +90 ; b) 铝
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