500 kV緊湊型輸電線路覆冰厚度對(duì)導(dǎo)線布置的影響分析

李 輝 易穗文 梁盼望 楊 力

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖南長(zhǎng)沙410007）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，輸電線路走廊資源日益緊張。緊湊型線路通過壓縮導(dǎo)線相間距離來壓縮輸電線路走廊空間，因此在路徑走廊擁擠地區(qū)采用緊湊型輸電線路方案具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，但其存在相間距離小于常規(guī)輸電線路的固有缺陷，緊湊型輸電線路覆冰后遭受的損害將更加嚴(yán)重。

本文針對(duì)500 kV緊湊型輸電線路覆冰厚度對(duì)導(dǎo)線布置的影響進(jìn)行了分析，提出了合理的相間距離及最大允許檔距。

1 空氣間隙取值

根據(jù)《220～500 kV緊湊型架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL/T 5217—2005）要求，海拔不超過500 m，帶電部分與桿塔構(gòu)件的間隙，在相應(yīng)風(fēng)偏條件下，不應(yīng)小于表1所列數(shù)值。導(dǎo)線相間距離不應(yīng)小于表2所列數(shù)值。

表1 相對(duì)地的最小空氣間隙

表2 相對(duì)相的最小空氣間隙

2 擺動(dòng)角度

懸掛在空氣中的導(dǎo)線，在風(fēng)力的作用下處于擺動(dòng)狀態(tài)，簡(jiǎn)稱風(fēng)偏擺動(dòng)。當(dāng)采用V型絕緣子串時(shí)，可以限制導(dǎo)線在鐵塔窗口中的風(fēng)偏擺動(dòng)，但在檔距中間仍會(huì)發(fā)生擺動(dòng)，其最大風(fēng)偏擺動(dòng)發(fā)生在導(dǎo)線弧垂最大處。水平兩相導(dǎo)線受風(fēng)作用時(shí)間不同，風(fēng)力先吹到一側(cè)的導(dǎo)線，然后經(jīng)過一段時(shí)間吹到另一側(cè)導(dǎo)線，由此造成導(dǎo)線之間靠近；當(dāng)風(fēng)力同時(shí)吹到兩相導(dǎo)線時(shí)，會(huì)造成兩相導(dǎo)線不同期擺動(dòng)。導(dǎo)線風(fēng)偏擺動(dòng)角度計(jì)算結(jié)果如表3所示。

本工程導(dǎo)線風(fēng)偏擺動(dòng)考慮3種情況：（1）設(shè)計(jì)大風(fēng)時(shí)的風(fēng)偏擺動(dòng)；（2）操作過電壓時(shí)的風(fēng)偏擺動(dòng)；（3）覆冰時(shí)的風(fēng)偏擺動(dòng)。

3 單相導(dǎo)線風(fēng)偏擺動(dòng)

單相導(dǎo)線風(fēng)偏擺動(dòng)后的距離：

表3 導(dǎo)線風(fēng)偏擺動(dòng)角度計(jì)算結(jié)果

式中：DE為相間間隙，設(shè)計(jì)大風(fēng)時(shí)取2.2 m，操作過電壓時(shí)取3.85 m；DR為導(dǎo)線分裂直徑，為0.75 m；DF為導(dǎo)線風(fēng)偏擺動(dòng)距離，DF=fmsin φ，其fm中為導(dǎo)線最大弧垂，無冰時(shí)有冰時(shí)

導(dǎo)線風(fēng)偏按設(shè)計(jì)大風(fēng)、操作過電壓、覆冰時(shí)3種情況考慮，其不同期風(fēng)偏角度分別為：

設(shè)計(jì)大風(fēng)時(shí)單相導(dǎo)線要求的相間距離如表4所示，操作過電壓時(shí)單相導(dǎo)線要求的相間距離如表5所示，覆冰時(shí)單相導(dǎo)線要求的相間距離如表6所示。

表4 設(shè)計(jì)大風(fēng)時(shí)單相導(dǎo)線風(fēng)偏擺動(dòng)要求的相間距離

表5 操作過電壓時(shí)單相導(dǎo)線風(fēng)偏擺動(dòng)要求的相間距離

表6 覆冰時(shí)單相導(dǎo)線風(fēng)偏擺動(dòng)要求的相間距離

計(jì)算結(jié)果表明，15 mm厚覆冰的導(dǎo)線弧垂較大，使得不同期風(fēng)偏擺動(dòng)距離有所增加，造成相間允許檔距減少。單相風(fēng)偏擺動(dòng)要求的相間距離由設(shè)計(jì)大風(fēng)情況控制，當(dāng)檔距在700 m及以下時(shí)，相間距離可以采用6.7 m；檔距大于700 m時(shí)，需在檔距中央兩相水平導(dǎo)線之間安裝相間間隔棒。

4 異相導(dǎo)線風(fēng)偏擺動(dòng)

異相導(dǎo)線風(fēng)偏擺動(dòng)后的距離：

式中：DE為相間間隙，設(shè)計(jì)大風(fēng)時(shí)取2.2 m，操作過電壓取3.85 m；DR為導(dǎo)線分裂直徑，取0.75 m；DF為導(dǎo)線風(fēng)偏擺動(dòng)距離，DF=fm[sin θ-sin（θ-φ）]，其中fm為導(dǎo)線最大弧垂，無冰時(shí)有冰時(shí)

導(dǎo)線風(fēng)偏按設(shè)計(jì)大風(fēng)、操作過電壓、覆冰時(shí)3種情況考慮：

（1）設(shè)計(jì)大風(fēng)時(shí)（V=30 m/s，T=-5 ℃）：

不同期風(fēng)偏角：φ=4.5°。

（2）操作過電壓時(shí)（V=15 m/s，T=15 ℃）：

（3）不均勻覆冰時(shí)（V=10 m/s，T=-5 ℃，B=8.89 mm或15 mm）：

設(shè)計(jì)大風(fēng)時(shí)要求的異相風(fēng)偏擺動(dòng)相間距離如表7所示，操作過電壓要求的異相風(fēng)偏擺動(dòng)相間距離如表8所示，不均勻覆冰要求的異相風(fēng)偏擺動(dòng)相間距離如表9所示。

表7 設(shè)計(jì)大風(fēng)時(shí)異相風(fēng)偏擺動(dòng)要求的相間距離

表8 操作過電壓異相風(fēng)偏擺動(dòng)要求的相間距離

表9 不均勻覆冰時(shí)異相風(fēng)偏擺動(dòng)要求的相間距離

計(jì)算結(jié)果表明，異相風(fēng)偏擺動(dòng)要求的相間距離由不均勻覆冰情況控制，當(dāng)檔距在700 m及以下時(shí)，相間距離可以采用6.7 m；檔距大于700 m時(shí)，需在檔距中央兩相水平導(dǎo)線之間裝設(shè)相間間隔棒。

5 結(jié)語

本文針對(duì)覆冰厚度對(duì)相間距離的影響開展了分析計(jì)算，探討了風(fēng)偏擺動(dòng)要求的相間距離，結(jié)論如下：

（1）根據(jù)風(fēng)偏擺動(dòng)計(jì)算，導(dǎo)線宜采用6×LGJ-300/40型導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線采用等邊倒三角布置（6.7 m-6.7 m-6.7 m）時(shí)，無需安裝相間間隔棒，其允許檔距為700 m。

（2）當(dāng)導(dǎo)線采用等腰倒三角布置（7.2 m-6.7 m-7.2 m）時(shí)，其允許檔距可達(dá)600 m。

綜上所述，考慮到600 m檔距能夠覆蓋工程實(shí)際中大部分檔距，本文推薦緊湊型線路導(dǎo)線，采取等腰倒三角布置（7.2 m-6.7 m-7.2 m），檔距等于或超過600 m時(shí)安裝相間間隔棒，分裂導(dǎo)線采用六角型間隔棒，預(yù)留雙擺防舞器安裝位置。