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8 导线布置


8.0.1  导线的线间距离应结合运行经验确定,并应符合下列规定:

    1  对1000m以下档距,水平线间距离宜按下式计算:

    式中:ki——悬垂绝缘子串系数,宜符合表8.0.1-1规定的数值;

          D——导线水平线间距离(m);

          Lk——悬垂绝缘子串长度(m);

          U——系统标称电压(kV);

          fc——导线最大弧垂(m)。

    注:一般情况下,使用悬垂绝缘子串的杆塔,其水平线间距离与档距的关系,可按本规范附录D的规定取值。

表8.0.1-1  ki系数

    2  导线垂直排列的垂直线间距离,宜采用公式(8.0.1-1)计算结果的75%。使用悬垂绝缘子串的杆塔的最小垂直线间距离宜符合表8.0.1-2的规定。

表8.0.1-2  使用悬垂绝缘子串杆塔的最小垂直线间距离

    3  导线三角排列的等效水平线间距离,宜按下式计算:

    式中:Dx——导线三角排列的等效水平线间距离(m);

          Dp——导线间水平投影距离(m);

          Dz——导线间垂直投影距离(m)。

8.0.2  如无运行经验,覆冰地区上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的最小水平偏移,宜符合表8.0.2的规定。 

表8.0.2  上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的最小水平偏移(m)

    注:无冰区可不考虑水平偏移。设计冰厚5mm地区,上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的水平偏移,可根据运行经验参照表8.0.2适当减少。

8.0.3  双回路及多回路杆塔不同回路的不同相导线间的水平或垂直距离,应按本规范第8.0.1条的规定增加0.5m。

8.0.4  线路换位宜符合下列规定:

    1  中性点直接接地的电力网,长度超过100km的输电线路宜换位。换位循环长度不宜大于200km。一个变电站某级电压的每回出线虽小于100km,但其总长度超过200km,可采用换位或变换各回输电线路的相序排列的措施来平衡不对称电流。

    2  中性点非直接接地电力网,为降低中性点长期运行中的电位,可用换位或变换输电线路相序排列的方法来平衡不对称电容电流。

    3  对于∏接线路应校核不平衡度,必要时进行换位。
 

条文说明


8.0.1  推荐的水平线间距离公式,是根据国内外经验提出的。除了上述实际使用的情况外,各地还有不少经验公式。如下式。

    式中:轻、中、重冰区的K值分别为0.635、0.662、0.69。

    上述公式与我们推荐公式形式相同。

    间隙距离与电压有关,采用外过电压距离,因此取U/110。在大档距大弧垂时,绝缘子串长度并入弧垂考虑,将不起什么影响,而不能反映两者摇摆角不同的情况,故推荐公式中将两者分开。

    推荐公式的系数,是按上述原则,考虑各地经验提出的。

    推荐公式与国外公式比较,除奥地利和美国外,比其他国家为大或相近。从上述说明可知,推荐公式在一般情况下足安全的。

     考虑到国内外的线间距离公式,都是从已有的大量线路运行经验总结的,而这些线路的档距和弧垂大部分并不很大。虽然1968年国际大电力网会议收集各国公式并做比较时,将弧垂算到200m,但考虑到大档距常有特殊情况,很难和一般线路一致,因此只允许该公式在1000m以下档距中使用。

    导线垂直排列时的垂直线间距离d′,国外也有提出的,如德国、比利时与波兰,而且公式也相同,即:

    式中单位与前述公式相同,因此所要求的垂直线间距离较水平线间距离为大。前苏联公式为:

    式中:b——冰厚(mm)。

    从上式可看出,在10mm覆冰区,垂直与水平线间距离基本一样,仅差常数1m;在200m或400m档距时即差25%左右。大档距时差值较小。在5mm冰区,该公式中弧垂项较10mm覆冰区打了7折,因此垂直线间距离还可减少一些。

    垂直线间距离主要是确定于覆冰脱落时的跳跃,因此是与弧垂及冰厚有关的。一般地区,导线覆冰,尤其是覆厚冰是很稀少的,而且要探讨相互关系得出一个简单公式也是很困难的。大家根据实际运行经验,都体会到垂直线间距离较相同的水平线间距离优越一些,即允许的弧垂或档距可以大一些,这是因为覆冰情况甚少见,而导线因风摇摆也不能使上下导线发生闪络,所以垂直排列时似乎更安全些。这些看法在导线不舞动地区也是正确的。考虑到导线舞动是个别的,所以我们认为要求垂直线间距离比水平线距离大是不合适的。根据我国双回路线路运行经验。我们推荐垂直线间距离可为水平线间距离的0.75倍。应指出,按覆冰脱落一半,而邻档皆未脱落计算,还考虑到覆冰脱落的动态过程,则上述推荐值在10mm冰区就不够了,因此我们认为在覆冰地区垂直排列的线路,水平偏移是不可少的。

    导线呈三角型排列时,其工作状态介乎导线垂直排列和水平排列之间。水平排列的两根导线,当一根导线往上略微提高时,考虑到导线的摇摆接近基本与水平排列时相同,故在相同的允许弧垂或档距的情况下,其两线的距离不应缩小很多。因此这根导线移动的轨迹,相当于以水平线间距离为长半轴、垂直线间距离为短半轴的椭圆。这就是斜向线间距离化为等值水平线间距离的基本想法。该式是四川火力设计处提出的。以154kV青营线跨辽河为例,下面两根导线相距7.6m;上导线居中间,距下面两根导线的垂直距离Dz为2.8m。即:

    实际弧垂为39.8m,运行30多年未出事故,故该公式是偏于安全的。

    上下导线间最小垂直线间距离是根据带电作业的要求确定。

     本规范表8.0.1-1中Ki的系数按不同串型,列表规定水平线间距离公式中的悬垂绝缘子串系数。

8.0.2  关于水平偏移的资料,在一般覆冰地区不多见,因较厚的覆冰是数十年罕见的现象,而足够的水平偏移不易出事故,更不被人们发现和注意。

    1970年3月上海大雪,导线覆冰严重,折算到比重0.9相当覆冰厚10mm,220kV上望线及郊区另一条线路,未考虑水平偏移,致脱冰跳跃时上下导线闪络。而220kV上杭线因有500mm的水平偏移,就未发生类似事故。

    1972年1月23日上午山东110kV枣临线因下雨雪而结冰,下午18点24分,在5min内连续跳闸五次,经检查有四档上下导线在四处烧伤,附近树上已结5mm以上的冰棱。

    重覆冰区导线间或导线与地线间发生闪络则较多见。如云南的110kV宣以线、以东线,导线及地线结冰在100mm以上,曾多次闪络跳闸。该线路导线为水平排列,闪络多在与地线无水平偏移的三联杆间档距或与三联杆相邻的档距上。

    湖南110kV岳阳桃林线情况与云南相同,导地线间的闪络发生在三联杆上。另一条110kV柘湘线,导线与地线的水平偏移有1.25m。但仅导线有溶冰措施。结冰后,导线因溶冰而覆冰先脱落,此时地线反低于导线约2m。在风力作用下,导、地线闪络将地线烧断。

    吉林通化地区覆冰甚常见,覆冰厚20mm、40mm甚至100mm以上,比重约0.2~0.5。积雪厚也有大至140mm,比重为0.03~0.15。当地有10条60kV线路因此而闪络跳闸。这些线路导线标号为AC-70至AC-150不等,水平偏移由0.2m~0.5m。后将水平偏移改为0.9m~1.5m后,运行良好。

    根据一般地区覆冰事故少见的特点,本规范将水平偏移值减少一级。考虑到导线与地线间,虽为相电压,但覆冰脱落的时间先后相差较长,这段时间内常因起风而发生导、地线间闪络,故与导线间水平偏移取同一数值。

    2008年1月份的覆冰事故表明,导、地线间及导线间水平偏移是必要的。

8.0.3  考虑到多回路杆塔上,不同回路间导线闪络,将影响到两个以上回路的安全供电。而且继电保护也不反映回路之间的闪络,易使事故扩大。故将不同回路的不同相导线间线间距离的要求增大0.5m,其最小距离仍保持不变。

8.0.4  线路换位的作用是为了减少电力系统正常运行时不平衡电流和不平衡电压,关于通信干扰的“四部协议”,曾参照前苏联资料规定了线路换位距离的数值。但是实际上输电线路与某通信线全部平行接近是不可能的,输电线路的换位对通信线的干扰影响很小。而输电线的换位,不仅增加了投资,而且也增加了输电线的事故几率,还不便于带电作业。故各国输电线的换位是很少的。我国一些旧线路换位距离也很长,东北1940年前后建成的青鞍、青营、青锦、松浜、松长线,其换位循环长度位108、94、60、76、56km。近年来我国有许多新建线路的换位循环长度为50km~100km。

    瑞典的380kV线路先建一段长476km,用6个换位循环,后建的一段长478km,只用2个换位循环。美国近年建设了很多没有换位杆塔的输电线路,甚至长达200km~240km的115kV和230kV线路也不换位,而对旧线路的换位杆塔则予以撤出。前苏联的400kV古莫线的环卫循环长度也达200km~300km。

    前苏联1958年《电器设备安装规程》就已改为:“超过100km的110kV~220kV输电线路,为保证三相系统的对称应进行换位。此时一个换位循环长度不应超过250km。为平衡有很多短线路的电网中各相电容,各线路各相的排列应使整个电网中各相电容最可能的对称”这就将输电线路的换位与通信干扰脱离关系。其他各国对输电线路换位的考虑,也只着重限制电力系统中不对称电流和电压。

    根据国内外的实践经验,考虑到我国初次修改换位距离的具体情况,为可靠起见,本规范规定100km以上线路应换位,换位循环长度不得大于200km。对短线路电容平衡的方法,电相应作了规定。

    消弧线圈接地系统的换位,本条中新增加了内容。征求意见中,有的单位反映35kV新建线路因未换位,在投入运行时,发现中性点对地电压很高,而需要补做换位。考虑到目前消弧线圈容量较紧张,新建线路投入后,脱谐度减少而容易产生共振条件,在系统不对称电容电流较大时,就将发生中性点过大的位移电压而不能运行,还考虑到35kV及60kV线路多数为三角排列,换位较简单方便,故要求消弧线圈接地系统的线路一般进行换位和变更相序排列。前苏联1971年《送电线路设计手册》也较1958年《电器设备安装规程》有所调整:“35kV及以下经消弧线圈接地系统,推荐变更各终端塔上相序的排列来平衡不对称电容电流。”这可能是前苏联换位长度增加以后几年运行的经验总结。

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110kV~750kV架空输电线路设计规范 GB50545-2010
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