【架空输电线路防舞设计】架空输电线路

一、术语和定义

1.1舞动

电线发生偏心覆冰,在风激励下产生的一种低频、大振幅自激振动.

1.2舞动区

冬春季节,在冰、风的作用下,线路易于发生舞动的地区,舞动区等级由强到弱可分为3级、2级、1级、0级舞动区共四个等级，不足30%发生概率的地区为0级舞动区, 30%~60%发生概率的为1级舞动区, 60%~90%发生概率的为2级舞动区, 90%以上概率的为3级舞动区。

1.3舞动微气象、微地形地区

由于地形、气象等原因而易于发生舞动的局部特殊地区。

1.4防舞装置

指对线路舞动有抑制作用的装置,如线夹回转式间隔棒、相间间隔棒、双摆防舞器、失谐摆、偏心重锤等。

1.5组合防舞装置

指多种防舞装置组合安装形成的防舞装置系统,主要有相间间隔棒与线夹回转式间隔棒、相间间隔棒与双摆防舞器及线夹回转式间隔棒与双摆防舞器等三种型式。

二、防舞设计基本规定

2.1 输电线路防舞设计应根据舞动区域分布图,结合工程特点,因地制宜地选择安全可靠、经济适用的防舞技术方案。

2.2 在舞动区内, 输电线路走向与冬春季节主导风向夹角大于45°的区段,应开展防舞设计。

2.3 应加强对线路舞动资料的积累,分区域、有选择地安装在线监测装置,开展输电线路舞动监测工作。

2.4 输电线路防舞设计,除应符合国家现行有关标准的规定。

三、防舞设计方法

3.1 输电线路防舞设计,应从合理选择线路走向和路径、提高线路的机械及电气强度、加装防舞装.費等方面综合考虑, 减少舞动造成线路跳闸和机械损坏、 , 提高输电线路抵御覆冰舞动的能力 。

3.2 应根据舞动区域分布图,结合沿线运行经验和线路走向,调査舞动微气象、微地形地区,划分线路舞动等级。

3.3 在1级舞动区,应在跳线金具设计、螺栓防松、预留或加装防舞装置等方面采取措施。

3.4 在2级和3级舞动区,应在导线、绝缘子、金具设计,杆塔加强,螺栓防松,加装防舞装置等方面采取综合措施。

3.5 防舞装置安装设计, 应根据其使用方法和安装要求进行设计、计算,必要时开展相关的机电性能试验。

四、线路路径

4.1 选择线路路径时应加强舞动区域的勘测和调査,宜避免路径横穿风口、垭口等舞动微气象、微地形地带。

线路经过峡谷、垭口均可能产生局部大风，对线路安全运行造成影响，如无法避让可采取下列防风灾措施：

（1）尽量减小路径走向与所经地区最大风主导风向的夹角；

（2）在容易产生强风的地带时，其基本风速应较附近一般地区适当增大；

（3）通过差异化设计，提高线路抗风灾能力，必要时还可按稀有风速条件进行验算；

（4）根据地形、地物等条件合理地确定耐张段方案，必要时宜缩短耐张段长度，减小风灾倒塔的影响范围。对易覆冰、风口、高差大地地段，杆塔使用条件应适当留有裕度；

（5）适当增加金具设计安全系数和塔身间隙；

（6）对可能出现舞动的地段，采用回转式间隔棒和预绞丝线夹等防舞动装置；

（7）导线的舞动导致横担的杆件承受交变应力，容易出现疲劳破坏，因此，横担的钢材尽量避免选用延性差的高强钢；

（8）铁塔设计时，尽可能选用抗风能力强的结构型式，提高抗风能力。为了增强杆塔结构在斜向风吹、断线事故时抵抗扭曲的能力，在塔身主材变坡处，塔身与塔头连接处，塔腿与塔身连接处和横向力作用处均应设置水平横隔面。

（9）对局部大风地段还可加装在线监测系统，采集环境气象等实时数据，以便及时采取对应措施。

4.2 线路通过平原开阔地带,宜减小线路走向与冬春季节主导风向夹角,一般宜小于45°。

4.3 线路通过山区,宜沿覆冰背风坡或山体阳坡走线。经过水库、湖泊等水域附近,宜选择主导风向上风侧走线。

4.4 在2级和3级舞动区,宜适当缩小档距、降低杆塔高度。

4.5 线路跨越主干铁路、高速公路等重要跨越物时,应采用独立耐张段跨越方式,跨越物两侧的杆塔宜采用直线塔。

五、导线

5.1 在舞动区,线路导线选择应从允许温升、无线电干扰、电晕噪声等电气性能,结构、强度、阻尼性等机械性能, 以及全寿命周期费用等方面综合考虑。

5.2 在3级舞动区,当满足输送容量、电磁环境等条件时可选择导线分裂根数少的组合方式及能减轻覆冰的导线型式。

5.3 安装或预留防舞装置时, 应根据导线荷载增加情况校验导线安全系数及对地和交叉跨越距离。

六、金具、绝缘子串

6.1 在3级舞动区, 一般线路宜适当加大瓷或玻璃悬垂绝缘子串的联间距, 110(66) ~220kv线路应不小于450mm,330kV~750kV线路应不小于500mm,特高圧线路应不小于600mm。

6.2 在2级和3级舞动区,耐张绝缘子串采用双联及以上串型,宜水平方式布置。

6.3 在1级及以上舞动区,耐张塔跳线及跳线金具应考虑加强设计,采用硬跳线时,软跳线与硬跳线连接处强度应适当增加,耐张线夹及4分裂及以上跳线线夹和跳线间隔棒应采用抗舞加强型。

6.4 在2级和3级舞动区,应适当提高联接金具的设计安全系数,一般线路安全系数不宜小于2.75,大跨越线路不宜小于3.3。330kV及以上电圧等级线路悬垂及耐张联塔金具宜采用EB或GD挂板。

6.5 在2级和3级舞动区,导线悬垂线夹应采用预绞式或加装预绞丝护线条,减小线夹对导线的磨损。防振锤应采用预绞式。

6.6 在2级和3级舞动区, V型复合绝缘子串绝缘子端部与金具联接宜采用环环联接型式。

七、 杆塔

7.1 杆塔荷载

7.1.1 在3级舞动区线路杆塔横担设计时,宜增加舞动校验工况组合:风速15m/s,冰厚5mm,气温一5℃, 风向90°,组合系取0.9,舞动纵向张力取值应符合下表规定的导线最大使用张力的百分数。

7.1.2 在2级和3级舞动区,对重要交叉跨越段耐张杆塔校验横担部位螺栓孔壁挤压强度时,杆件内力可考虑1.15~1.25的增大系数。

7.2 杆塔型式

7.2.1 在3级舞动区,单同路导线宜采用水平布置。对于导线非水平布置的线路,根据舞动幅值的计算情况, 可适当增加相间距离,不宜采用紧凑型等相间距较小的杆塔型式。

7.2.2 在3级舞动区, 500kV及以上线路重要交叉跨越段耐张塔宜选用钢管塔。

7.3 杆塔构造

7.3.1 在1级及以上舞动区,耐张塔横担与塔身连接处,宜采取构造措施,提高一节点平面外刚度。耐张塔导线横担上平面和地线支架下平面的腹杆应布置成稳定的支撑体系.

7.3.2 在3级舞动区,杆塔横担部位受拉构件设计长细比限值不宜大于320。导线横担部位的节点采用焊接连接时,宜考虑疲劳影响.

7.3.3 在1级及以上舞动区,钢管塔的节点宜采用法兰连接或U型、十字、槽型等插板连接;特殊节点可采用球节点.

7.3.4 在1级及以上舞动区,杆塔螺栓直径不直小于16mm,螺栓级別不宜低于6.8级,在2级和3级舞动区,耐张塔导地线挂点、横担与塔身连接处等重要节点的螺栓数量宜比计算值増加1~2个,其受力材的螺栓不宜少于2个.

7.4 杆塔防松措施

7.4.1 在1级及以上舞动区,耐张塔、紧邻耐张塔的直线塔,重要交又跨越段杆塔,应全塔采用双螺母防松螺栓。对新建杆塔,两个螺母厚度均应釆用国标普通螺母厚度;对进行防舞改造的已建杆塔,内螺母厚度应采用国标普通螺母厚度, 抗拉螺栓的外螺母厚度应取国标普通螺母厚度, 抗剪螺栓的外螺母厚度可取国标普通螺母厚度的一半。

7.4.2 螺母宜采用镀后攻丝技术,减小螺检和螺母间的配合间隙。

7.4.3 设计时应明确螺栓的紧固扭矩及复紧要求,施工时应逐个紧固铁塔螺栓,工程建成一年后和舞动发生后应复紧铁塔螺栓 。

八、基础

8.1 在3级舞动区, 应根据舞动校验工况校验耐张塔地基及基础的强度和稳定性。

8.2 在3级舞动区,对于重要交叉跨越和重要区段线路,宜适当提高耐张杆塔基础的设计裕度,增加基础柱箍筋的直径或数量 。

8.3 在3级舞动区,杆塔宜采用地脚螺栓式基础。

九、防舞装置

9.1 防舞装置安装原则

9.1.1 特高压输电线路宜采用线夹回转式间隔棒, 也可采用双摆防舞器。

9.1.2 330-750kV同塔双(多)回常规线路宜采用线夹回转式间隔棒、相间间隔棒或相应组合防舞装置, 也可采用双摆防舞器、 失谐摆及偏心重锤等, 不同回路可采用不同的防舞装置 。单回常规线路宜采用线夹回转式间隔棒、双摆防舞器、组合防舞装置,也可采用失谐摆及偏心重锤。紧凑型输电线路宜采用相间间隔棒。

9.1.3 110(66) -220kV输电线路相导线垂直或三角排列时宜采用相间间隔棒,也可采用线夹回转式间隔棒、双摆防舞器、组合防舞装置、失谐摆及偏心重锤等,相导线水平排列时可采用线夹回转式间隔棒、双摆防舞器、组合防舞装置、失谐摆及偏心重锤等。

9.2 防舞装置安装方法

9.2.1 线夹回转式间隔棒

a) 应将间隔棒的半数夹头采用回转式,安装时,应使得回转式夹头朝向冬春季节主号风向迎风侧。

b) 线夹回转式间隔棒的次档距布置应遵循以下原则:端次档距控制在25~35m之间,中间次档距

控制在50~65m之间,采取不等距、不对称的布置方式。

9.2.2 相间间隔棒

a) 相间间隔棒不宜安装在同一断面内, 相邻相间间隔棒应错开安装。

b) 为便于安装,宜采用间距可调节绞式或环式连接金具;

c) 相间间隔棒安装位置±10m内的子导线间隔棒应移至相间间隔棒同一位置安装。

d)当档距两侧导线挂点高差较大时, 安装方案应依据导线弧垂最低点位置变化情况适当调整 。

9.2.3 双摆防舞器

a) 档距小于700m时,采用三点布置原则,分别置于: 2/9L、1/2L、7/9L处,并分别以这三点为中心对称布置,档距大于700m时,采用四点布置原则,分别置于: 2/9L、7/16L、9/16L、7/9L处, 并分别以这四点为中心对称布置。

b)双摆质量控制在档内导线总质量的7%左右。

双摆防舞器布置方法采取宏观集中、微观分散的方式,示例:按三个集中布置位置,并取微观安装距离为6m,方案中给出“2 3 2”的布置方式, 一个数字从左到右表示从小号到大号双摆防舞器的安装数量,其中“2”表示这两套双摆分别位于该布置点中心位置左、右3m之处,“3”表示这三套双摆的分配方式为:该布置点中心位置1个,距该布置点中心位置左、右6m各一个; 1 1 1=3的分配方式表示三套双摆分别位于三个布置点中心位置上; 3 4 3=10,其中“4”表示,该布置点中心位置左右3m各一个,左右9m各一个, 一共四个,其它数字依次类推,方案中给出的布置点中心位置距离小号塔的位置,表示该集中布置点的中心位置,根据该布置点的双摆防舞器个数,以该中心位置为对称中心进行分散布置.见下图所示。

9.2.4 失谐摆

a) 摆锤总质量不应超过档内导线质量的7%, 摆长不应超过600mm。

b) 安装位置可参考双摆防舞器布置方案 。

9.2.5 偏心重锤

a) 偏心重锤的重锤总质量应为档内导线质量的8%左右。

b) 重锤安装在间隔棒上,交叉布置, 布置方式可参考双摆防舞器的布置方式。

9.2.6 相间间隔棒与线夹回转式间隔棒组合

a) 线夹回转式间隔棒的安装应满足9.2.1条要求。

b) 相间间隔棒的安装应满足9.2.2条要求,相间间隔棒应通过环式连接金具与线夹回转式间隔棒连接。

9.2.7 相间间隔棒与双摆防舞器组合

a) 相间间隔棒的安装应满足9.2.2条要求,相间间隔棒应通过环式连接金具与子导线阻尼间隔棒连接。

b) 双摆为舞器的安装应以9.2.3为基础,设计质量可以较9.2.3条要求减少20%,同塔多回线路,双摆防舞器应安装在中相导线;紧凑型线路,双摆防舞器应安装在下相导线.

9.2.8 线夹回转式间隔棒与双摆防舞器的组合

a) 线夹回转式间隔棒的安装应满足9.2.1条要求。

b) 双摆防舞器的安装应以9.2.3为基础,设计质量可以较9.2.3条要求减少20%,安装双摆舞器的间隔棒应是线夹回转式间隔棒。

十、在线监测

10.1 舞动在线监测装置应结合输电线路状态监测中心建设需求,分区域选择典型线路,重点对舞动幅值、频率、半波数,以及风速、风向、气温、覆冰等气象参数,开展在线监测。

10.2 同一走廊多条线路或线路参数、环境气象条件相近地区应统筹考虑,避免重复安装。监测设备应选择技术成熟、可靠性高的产品。

感谢您抽出

　　·

　　来阅读此文