Q GDW 10182-2017 《中重冰区架空输电线路设计技术规定》.pdf
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1、 ICS 29.240 Q/GDW 国家电网公司 企业标 准 Q/GDW 10182 2017 代替 Q/GDW 182 2008 2018 02 - 12发布 2018 - 02 - 12实施 国家电网公司 发布 中重冰区架空输电线路设计技术 规定 Technical code for design overhead transmission line in medium-heavy icing area Q/GDW 10182-2017 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 2 5 总则 3 6 路径 3 7 覆冰气象条件 3 8
2、导线、地线 4 9 绝缘子和金具 5 10 绝缘配合和防雷 . 5 11 导线布置 . 6 12 杆塔型式 . 8 13 杆塔荷载 . 8 14 杆塔定位及交叉跨越 12 编制说明 13 Q/GDW 10182-2017 II 前 言 为规范设计,统一中重冰区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 182 2008,与 Q/GDW 182 2008相比, 主要 技术性差异 如下: 增加了 特高压交流线路及直流输电线路的主要技术要求 ; 补充了地线融冰时绝缘配置的相关要求 ; 对中重冰 区 输电线路断线、不均匀覆冰 张力 计算与取值进行了修订 ; 增加了重要
3、输电通道的相关要求 。 本 标准 由 国家电网公司基建部 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 、 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 中南电力设计院有限公司、 中国能源建设集团湖南省电力 设计院 有限公司 、国网四川省电力公司经济技术研究院、四川电力设计咨询有限责任公司。 本 标准 主要起草人: 李本良、 刘垚 、 鲁俊、田蔚光、唐巍、李晋、侯中伟、程述一、田雷、辜良雨、刘利 林、李健、 李铁鼎、 唐春林、朱长青、刘从法、刘文勋、李春、佟继春、赵庆斌、邹斌、杨楠、向城名。 本 标准 200
4、8年 3月首次发布, 2017年 8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 10182-2017 1 中重冰区架空输电线路设计技术规定 1 范围 本标准规定了 中重 冰区架空输电线路设计的主要技术原则,并提供了必要的数据 。 本标准适用于新建和改建 110kV 1000kV交流线路和 400kV 1100kV直流线路中重冰区架空输电线路设计。 2 规范性引用文件 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 50545-201
5、0 110kV 750kV架空输电线路设计规范 GB 50665-2011 1000kV架空输电线路设计规范 GB 50790-2013 800kV直流架空输电线路设计规范 DL 5497-2015 高压直流架空输电线路设计技术规程 3 术语 和定义 下列术语 和定义 适用于本文件。 3.1 中冰区 medium icing area 设计冰厚为大于 10mm小于等于 20mm的地 区。 3.2 重冰区 heavy icing area 设计冰厚为 20mm及以上的地区。 3.3 设计冰厚 design ice thickness 按设计规定的重现期、折算为冰密度 0.9g/cm3的冰厚。 3
6、.4 设计冰荷载 design ice load 设计冰厚下的荷载。 3.5 Q/GDW 10182 2017 2 验算冰厚 rare ice thickness 按低概率选择的稀有冰厚(冰密度 0.9g/cm3)。 3.6 验算冰荷载 rare ice load 按稀有或低概率选择的计算冰荷载。 3.7 重要输电线路 important transmission lines 由构成核心骨干网架的架空输电线路和战略性架空输电线路组成。 3.8 重要输电通道 important transmission line corridor 由若干重要输电线路组成,分为国网公司级和省公司级。 4 符号 下
7、列符号适用于本文件 : As: 构件承受风压 的投影 面积计算值, m2; AI: 绝缘子串承受风压面积计算值, m; 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 ; d: 导线或地线的外径或覆冰时的计算外径 , m; KI: 绝缘子机械强度的安全系数; Lp: 杆塔的水平档距, m; T: 绝缘子承受的最大使用荷载 或 断线、断联、验算冰荷载, kN; TR: 绝缘子的额定机械破坏负荷, kN; Wo: 基准风压标准值, kN/m2; Ws: 杆塔风荷载标准值, kN; Wx: 垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值, kN; WI:绝缘子串风荷载标
8、准值, kN; : 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; : 风向与导线或地线方向之间的夹角, ; 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 ; : 可变荷载组合系数。 Q/GDW 10182-2017 3 5 总则 5.1 电线设计覆冰 厚大于 10mm小于等于 20mm(冰密度 0.9g/cm3)的地区,称为中冰区,电线设计冰厚 20mm(冰密度 0.9g/cm3) 及以上的地区,称为重冰区。 5.2 中、重冰区线路设计应首先采用避冰及抗冰 措施。 有条件地区经技术经济比较后可采用融冰及防冰等措施。对设计采用融
9、冰及防冰等措施的线路应合理选择设计冰厚,以便具有一定的抗冰能力。 5.3 结合中、重冰区线路设计,有条件时设置观冰站(点)和开展输电线路覆冰在线监测,加强 对 观冰站 资料的积累和设计、运行经验总结。 5.4 本标准 根据输电线路重要性按电压等级将线路划分为三类: a) 一类: 1000kV,750kV, 500kV、 1100 kV、 800kV、 660kV、 500kV、 400kV; b) 二类: 330kV; c) 三类: 220kV及 110kV。 6 路径 6.1 路径方案选择在保证安全的前提下,应通过技术经济比较确定, 合理避让覆冰严重地段 。 6.2 路径选择 应遵循以下 原
10、则 : a) 宜 避开调查确定的覆冰严重地段和污秽较重地区; b) 宜 沿起伏不大的地形走线; c) 宜 避免横跨垭口、风道、分水岭、迎风坡和通过湖泊、水库等容易覆冰的地带 ; d) 宜 避免 大档距、大高差和大小档距; e) 通过山岭地带,宜沿覆冰时背风坡或山体阳坡 走线 ; f) 耐张段 长度 中冰区不 宜大于 5km, 重冰区不 宜大于 3km; 在高差或档距相差悬殊区段或覆冰严重区段,耐张段长度 宜 适当缩短 ; g) 转角角度不 宜 大于 60; h) 跨越高速铁路、高速公路、重要输电通道时,跨越点宜避开重冰区。 7 覆冰气象条件 7.1 架空输电线路设计冰厚 应 按以下重现期确定:
11、 a) 1000kV、 1100kV、 800kV 输电线路 100年 ; b) 750kV、 500kV、 400 660kV输电线路 50 年 ; c) 110 330kV 输电线路 30 年 。 7.2 在有 足够的覆冰观测资料,并确认资料有效性的情况下,应采用概率统 计法确定线路设计 冰厚,其概率模型宜采用极值型分布;甚少或无覆冰观测资料可用时,应通过对附近已有线路的覆冰调查分析及运行经验确定设计冰厚。 7.3 应搜集沿线气象站、观冰站、电力线、弱电线、微波塔等冰凌资料,并进行现场调查,掌握沿线历年覆冰情况、冰凌性质、冻结高度、大冰凌出现年份和重现次数。 Q/GDW 10182 201
12、7 4 7.4 在搜集资料的基础上,结合线路所经地段及周围的地形、地物、相对高差、路径走向、架设高度和覆冰时的风速、风向、湿度等气象要素及附近已有线路的运行情况综合分析。注意微地形、微气候对覆冰增大的影响,合理确定设计冰厚和划分冰区。冰区过渡 区段宜适当提高线路抗冰能力。 7.5 覆冰气象条件 可参照表 1、表 2中所列数值。 表 1 中冰线路的冰区 冰 区 设计冰厚 mm 15 20 同时风速 m/s 10 同时气温 -5 冰的密度 g/cm3 0.9 注: 如有实测资料,覆冰同时风速应按实测资料选取。 表 2 重 冰线路的冰区 冰 区 设计冰厚 mm 20 30 40 50 同时风速 m/
13、s 15 同时气温 -5 冰的密度 g/cm3 0.9 注 1: 如有实测资料,覆冰同时风速应按实测资料选取。 注 2: 结合工程实际情况,经技术经济综合比较,重冰线路设 计冰厚可按 5mm进行分级。 7.6 地线覆冰厚度应较导线增加 5mm。 7.7 严重覆冰地段如调查中出现概率极小的重覆冰,宜按稀有的覆冰厚度进行验算。 8 导线、地线 8.1 中、重冰线路的导线及分裂根数选择,在满足安全运行的情况下应根据技术经济比较和运行经验确定。 8.2 导、地线在弧垂最低点的设计安全系数不应小于 2.5,在悬挂点的设计安全系数不应小于 2.25。地线的设计安全系数,应大于导线的设计安全系数。 8.3
14、地线的过载能力不宜小于导线。 架设在滑轮上的导、地线,还应计算悬挂点局部弯曲引起的附加应力。 8.4 在验算覆冰条件下, 750kV及以下交、直 流线路导线弧垂最低点的最大张力,不应超过其拉断力的 70%。导地线悬挂点的最大张力,不应超过其拉断力的 77%。 8.5 在验算覆冰条件下,交、直流特高压线路导线弧垂最低点的最大张力,不应超过其拉断力的 60%,导地线悬挂点的最大张力,不应超过其拉断力的 66%。 Q/GDW 10182-2017 5 8.6 采用 OPGW应满足脱冰跳跃及过载对其机械强度的要求。 9 绝缘子和金具 9.1 绝缘子机械强度的安全系数,不应小于表 3 所列数值。双联及多
15、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。 表 3 绝缘子机械强度安全系数 情 况 最大使用荷载 常年荷载 断线 断联 验算 盘型 棒型 复合绝缘子 安全系数 2.7 3.0 4.0 1.8 1.5 1.5/1.8 a a 对于验算情况的安全系数, 750kV及以下交、直流线路取 1.5;交、直流特高压线路取 1.8。 9.2 绝缘子机械强度的安全系数 K1应按照式( 1)计算: K1=TR/T ( 1) 式中: TR 绝缘子的额定机械破坏负荷, kN; T 分别取绝缘子承受的最大使用负荷、断线、断联或验算荷载, kN。 9.3 断线、验算的气象条件是无风、有冰、 -
16、5 。 750kV及 以下交、直流线路 断联的气象条件是:无风、无冰、 -5,交、 直流 特 高 压 线路 断联的气象条件是:无风、有冰、 -5 。断线覆冰率及断线张力见 13.5条。 9.4 金具机械强度的安全系数不应小于下列数值: a) 最大使用荷载情况: 2.5; b) 断线、断联、验算情况: 1.5。 9.5 为减轻或防止不平衡张力、脱冰跳跃和舞动对导线的损害,宜采用预绞丝护线条保护。 不得使用非固定型线夹。导线使用重锤应采用固定型。 重冰区不应采用防振锤。 9.6 导线间隔棒应充分考虑重冰区线路的运行特点, 减小 次档距,增加抗扭强度。 10 绝缘配合和防雷 10.1 输电线路 绝缘
17、配合 应使线路能在工频(工作)电压、操作过电压、雷电过电压等各种条件下安全可靠运行。重覆冰线路还应按绝缘子串覆冰后的工频(工作)污湿耐压强度进行校核。 10.2 重冰区耐张型杆塔应加跳线绝缘子串。 10.3 中、重冰区杆塔上地线对导线的保护角,分别不宜大于表 4 和表 5所列值。 Q/GDW 10182 2017 6 表 4 中冰区杆塔上地线对导线的保护角 标称电压 kV 110 220 330 500 750 1000 400 500 660 800 1100 地形 平丘、山地 平丘(山地 ) 平丘、 山地 平丘、 山地 平丘(山地 ) 平丘(山地 ) 平丘 (山地 ) 单回 路 20a15
18、b 15 15 10 6(-4) 10 10 0(-10) 0(-10) -2(-15) 双回路 10 0 -3(-5) 0 0 a 该值为山区 110kV单地线输电线路的要求值 ; b 该值为山区 110kV双地线输电线路的要求值。 表 5 重冰区杆塔上地线对导线的保护角 标称电压 kV 110 220 330 500 750 1000 400 500 660 800 1100 地形 平丘、山地 山地 平丘、 山地 平丘、 山地 山地 山地 山地 单回路 25a20b 20 20 15 -4 15 15 -10 -10 -15 a 该值为山区 110kV单地线输电线路的要求值 ; b 该值为
19、山区 110kV双地线输电线路的要求值 。 10.4 110kV线路为了减少导线与地线间闪络事故,可将重冰地段地线按运行相电压绝缘。冰期过后,应恢复地线直接接地方式。 10.5 220kV及以上的重冰输电线路地线不采取融冰措施时,地线不宜绝缘。 10.6 采用地线融冰措施的输电线路,地线融冰时应将地线绝缘,并应限制地线上的电磁感应电压和电流,选用可靠的地线间隙。绝缘地线的接地引线和接地装置应校验其热稳定。地 线绝缘子放电间隙,应根据直流融冰装置的最大输出电压、感应电压、雷电过电压、融冰冰厚及线路发生短路故障等具体情况确定。 10.7 易覆冰地区悬垂绝缘子串可采用 V 形串、增加绝缘子片数、插花
20、安装大盘径绝缘子或防冰闪复合绝缘子等防冰闪措施。 11 导线布置 11.1 为 减少或避免导线间的闪络事故,如采用非水平排列方式,杆塔上应有足够的垂直线距和水平位移,以满足导线与地线或导线之间在不同期脱冰时静态和动态接近的电气间Q/GDW 10182-2017 7 隙要求。静态接近距离不应小于操作过电压的间隙值;动态接近距离不应小于工频( 直流工作)电压的间隙值。 11.2 对于 110kV 750kV交 流输电线路,中、重冰区导线的水平线间距离应根据线路的运行经验确定,当缺乏运行经验时,可较轻冰区导线水平线间距离要求值加大 5 15;对于 1000kV 交流、 500kV 及以上直流输电线路
21、,中、重冰区导线的水平线间距离应综合考虑串长、电气间隙、相邻导线间或地线与相邻导线间的最小水平偏移等因素确定。 11.3 导线与地线水平偏移值如无运行经验,不宜小于表 6、表 7 中所列的数值。 表 6 中冰区上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的水平偏移 (m) 电压 kV 110 220 330 500 750 400 500 660 冰区 mm 15 0.75 1.25 1.75 2.0 2.25 2.5 2.5 2.5 20 1.0 1.5 2.0 2.25 2.5 2.5 2.5 2.5 注: 对于中 冰区 1000kV交流、 800kV及 1100kV直流输电线路,其相邻导线间或地线
22、与相邻导线间的最小水平偏移,宜根据工程设计覆冰厚度、脱冰率、档距等条件按 11.1条的规定计算确定。 表 7 重冰区上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的水平偏移 (m) 电压 kV 110 220 330 500 750 400 500 660 冰区 mm 20 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 3.0 3.0 3.0 30 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 按 11.1条的规定计算确定 40 按 11.1条的规定计算确定 50 注: 对于重 冰区 1000kV交流、 800kV及 1100kV直流输电线路,其相邻导线间或地线与相邻导线间的最小水平偏移,宜根据工程设计覆冰厚度、脱冰
23、率、档距等条件按 11.1条的规定计算确定。 11.4 中、重冰区线路导线和地线在档距中央的距离除满足过电压保护要求外,还要校验导线和地线不同期脱冰时的静态接近距离,此距离不应小 于线路操作过电压的间隙值。 校验条件:按连续档中间一档导线脱冰,其余档导线和地线不脱冰计算。中间档的脱冰率,宜根据运行经验确定,当缺乏资料时,对 110kV 220kV重冰区线路可选不小于设计冰重的 60, 110kV 220kV中冰区线路可选不小于设计冰重的 50, 330kV及以上重冰区交直流线路可选不小于设计冰重的 80, 330kV 及以上中冰区交直流线路可选不小于设计冰重的 70。 11.5 110kV线路
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