淺談某架空輸電線路微地形微氣象的設(shè)計(jì)優(yōu)化3300字

1、淺談某架空輸電線路微地形微氣象的設(shè)計(jì)優(yōu)化3300字 摘 要：隨著電網(wǎng)建立的迅速開(kāi)展，越來(lái)越多的輸電線路需要通過(guò)復(fù)雜的地形及惡劣的氣候條地區(qū)，文章針對(duì)某工程的微地形、微氣象兩微情形，闡述了“兩微地區(qū)線路的風(fēng)速確定方法和線路設(shè)計(jì)優(yōu)化措施。 關(guān)鍵詞：微地形；微氣象；輸電線路；設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：TM726.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937202211-0108-02微地形是相對(duì)于大地形而言，是大地形中一個(gè)部分的狹小范圍。微氣象是因地形等因素的影響，使得該地點(diǎn)某些氣象因子如風(fēng)、冰特別增強(qiáng)，超過(guò)該地整個(gè)區(qū)段的氣象因子，從而可能危及輸電線路平安運(yùn)行的氣象點(diǎn)。微地形和微氣象一般同時(shí)存在，故簡(jiǎn)稱為

2、“兩微?！皟晌⒅饕幸韵骂悇e：埡口型、高山分水嶺型、水氣增大型、地形抬升型、峽谷風(fēng)道型和綜合疊加型。根據(jù)國(guó)內(nèi)多起桿塔傾倒、斷線事故的分析報(bào)告，暴露出線路設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)運(yùn)行環(huán)境考慮不到位，個(gè)別的微地形微氣象點(diǎn)往往因?yàn)槎喾N原因?qū)е嘛L(fēng)速的大小超過(guò)了設(shè)計(jì)的平安范圍，因此本文以某跨江段線路為例，淺談“兩微情況下風(fēng)速確實(shí)定方法和設(shè)計(jì)優(yōu)化措施。1 案例簡(jiǎn)介1.1 線路概況110 kVT接線路工程，由220 kV站110 kV構(gòu)架起，止于#117塔，新建線路全長(zhǎng)17.51 km，導(dǎo)線型號(hào)為JL/LB1A-630/45型鋁包鋼芯鋁絞線，地線1根為JLB 40-80型鋁包鋼絞線，1根為OPGW光纜，導(dǎo)地線參數(shù)見(jiàn)表1。該

3、線路NF42NF43段跨越江，跨越檔距841 m，跨越耐張段為NF41NF44段，耐張段代表檔距為699 m，全線設(shè)計(jì)根本風(fēng)速按28.2 m/s考慮。1.2 地形地貌及氣象條件本工程N(yùn)F41NF44所處地形如圖1所示，其斷面和排塔結(jié)果如圖2所示。該段線路NF41NF44段所處地形為平原與山地的交界地帶，NF42、NF43分別位于東江的兩邊，其中NF42位于平原側(cè)，NF43位于山地上，兩塔高差為23.7 m。因該段跨越檔距小于1 000 m且桿塔全高不超過(guò)100 m，不符合大跨越設(shè)計(jì)范疇，但該段線路處于平原與山地的交界地帶，且中間跨越江，因該段線路處于平原與山地交界地帶，地形呈抬升趨勢(shì)，加之東江

4、兩側(cè)有山丘阻擋，使得跨越段線路為風(fēng)口地段，屬于“兩微中的綜合疊加型，需考慮微地形微氣象情況。2 設(shè)計(jì)根本風(fēng)速取值2.1 根本風(fēng)速確定原那么因該段線路跨越東江，考慮“兩微情況，其設(shè)計(jì)風(fēng)速根據(jù)以下原那么確定：地面粗糙度類別取B類。設(shè)計(jì)風(fēng)速宜將陸上輸電線路的風(fēng)速值換算到跨越處歷年大風(fēng)季節(jié)平均最低水位以上10 m處。河面寬度大于200 m時(shí)，宜考慮水面光滑對(duì)風(fēng)速增大的影響，影響系數(shù)在0.020.1之間取值，對(duì)應(yīng)2001 000 m寬度的河流，大于1 000 m河流取0.1。2.2 根本風(fēng)速計(jì)算設(shè)計(jì)風(fēng)速的換算可按公式1計(jì)算確定。式中：Vz為線路設(shè)計(jì)高度為Z處的風(fēng)速，m/s；V0為根本風(fēng)速重現(xiàn)期內(nèi)離地高度

5、10 m、10 min時(shí)距，m/s；Z為設(shè)計(jì)高度，m；K為修正系數(shù)；為地面粗糙度指數(shù)。根據(jù)?建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)?折算的常用K、見(jiàn)表2。本線路所在地粗糙度為B類，取根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀缶仲Y料，本線路陸上平均高程10 m，離地10 m，高30 a一遇10 min時(shí)距最大風(fēng)速為28.2 m/s。根據(jù)當(dāng)?shù)睾降谰痔峁┵Y料，該河流歷年大風(fēng)季節(jié)平均最低水位為0 m，與陸上平均高程差值為10 m，根據(jù)原那么2，最低水位以上10 m，即0 m處風(fēng)速為28.2 m/s。線路設(shè)計(jì)的根本風(fēng)速為桿塔所在地面以上10 m處，那么實(shí)際為最低水位以上20 m，根據(jù)公式1，Z取20，K取1.0，取0.16，V0為28.2，計(jì)算得V20=

6、31.5 m/s。根據(jù)原那么3，該跨江段河面寬度為590 m，因此水面光滑影響系數(shù)取0.06，那么考慮水面光滑影響后的線路設(shè)計(jì)根本風(fēng)速為33.4 m/s。因此本跨江段線路的設(shè)計(jì)風(fēng)速應(yīng)由28.2 m/s進(jìn)步至33.4 m/s。3 針對(duì)微地形的設(shè)計(jì)改良3.1 導(dǎo)地線放松掛線因該段線路桿塔高度較高，且受地形影響，導(dǎo)線平均高度不能按正常的15 m考慮，其實(shí)際導(dǎo)線平均高度可按下式計(jì)算。Hv=H-L-2Fm/32式中：H為桿塔下橫擔(dān)相對(duì)于根本風(fēng)速處高差，m；L為懸垂串長(zhǎng)，m；Fm為導(dǎo)線最大弧垂，m。根據(jù)以上公式，從斷面圖中可以看出H為87 m，設(shè)計(jì)懸垂串長(zhǎng)L為2.5 m，按正常放線確定的最大弧垂為60 m

7、，那么計(jì)算出Hv為44.5 m。那么根據(jù)公式2，可計(jì)算導(dǎo)線平均高度處的最大風(fēng)速值為42.4 m/s，這比正常導(dǎo)線平均高度15 m處的風(fēng)速30 m/s大了40%多，因此必須對(duì)風(fēng)速為42.4 m/s時(shí)的懸掛點(diǎn)應(yīng)力進(jìn)展校驗(yàn)。本工程正常段導(dǎo)線平安系數(shù)K=3.2，年平系數(shù)取0.25，根據(jù)導(dǎo)線15 m高度風(fēng)速計(jì)算的特性表測(cè)算，假設(shè)風(fēng)速到達(dá)42.4 m/s時(shí)，掛線點(diǎn)應(yīng)力已超過(guò)導(dǎo)線拉斷力的77%，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。因此需對(duì)該段線路放松掛線，這樣不僅可以減小導(dǎo)線最大使用應(yīng)力，還能降低導(dǎo)線平均高度。通過(guò)試湊，確定平安系數(shù)為3.4時(shí)可保證掛線點(diǎn)應(yīng)力不超過(guò)導(dǎo)線拉斷力的77%。3.2 優(yōu)化耐張段配置本跨江段本身選線途徑即

8、為獨(dú)立耐張段，但根據(jù)線路轉(zhuǎn)角度數(shù)選擇的轉(zhuǎn)角塔分別為J2、J3型轉(zhuǎn)角，通過(guò)對(duì)該段線路放松掛線，造成兩轉(zhuǎn)角塔前后存在不平衡張力，另外在最大風(fēng)降臨時(shí)，平原段和上山段導(dǎo)地線的風(fēng)速也會(huì)因微地形的影響而不同，導(dǎo)致轉(zhuǎn)角塔兩側(cè)的張力存在較大差值，根據(jù)工程經(jīng)歷，有必要將普通轉(zhuǎn)角塔換為JD型終端塔，而根據(jù)對(duì)JD型終端塔構(gòu)造驗(yàn)算，也可以滿足設(shè)計(jì)條件。NF42、NF43原先采用1E2BZK型直線跨越塔，該類型桿塔按29 m/s根本風(fēng)速設(shè)計(jì)，得出根本風(fēng)速對(duì)其進(jìn)展構(gòu)造驗(yàn)算，發(fā)現(xiàn)桿塔需要更換大量桿件，因此將NF42、NF43桿塔更換為設(shè)計(jì)根本風(fēng)速為33 m/s的1Z2CZK型跨越塔，可以滿足該跨江段的設(shè)計(jì)條件。3.3 掛線

9、金具串優(yōu)化3.3.1 構(gòu)造優(yōu)化因該處跨越較為重要，根據(jù)?110-750 kV架空輸電線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?第13.0.10條，懸垂絕緣子串采用兩個(gè)獨(dú)立單聯(lián)串，同時(shí)在線夾處使用預(yù)絞絲護(hù)線條代替鋁包帶，以加大對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)，防止線夾處導(dǎo)線的磨損。3.3.2 電氣優(yōu)化因該處為平原與山地的交界地段，且桿塔全高超過(guò)90 m，根據(jù)?110-750 kV架空輸電線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?第7.0.3條，全高超過(guò)40 m有地線的桿塔，高度每增加10 m，懸垂絕緣子的干弧間隔 需相應(yīng)增加1片相當(dāng)于146 mm的絕緣子，因此NF42、NF43桿塔的符合絕緣子的干弧間隔 至少應(yīng)為12片146 mm的絕緣子，即1 752 mm。本工程最終選用了FXBW4-110/100-G型絕緣子，該絕緣子構(gòu)造高度為2 150 mm，泄漏間隔 為6 300 mm，干弧間隔 為1 900 mm，機(jī)電荷載為100 kN。4 結(jié) 語(yǔ)輸電線路平安穩(wěn)定的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)氣象條件確實(shí)定，而對(duì)于非覆冰區(qū)，根本風(fēng)速確實(shí)定又是設(shè)計(jì)氣象的關(guān)鍵。輸電線路設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)線路的地形特征，分析論證工程中是否存在“兩微情形，并根據(jù)合理的設(shè)計(jì)風(fēng)速取值原那么及方法確定設(shè)計(jì)風(fēng)速，并根據(jù)修正