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中华人民共和国国家标准
1000kV架空输电线路设计规范
Code for design of 1000kV overhead transmission line
GB 50665-2011
主编部门:中国电力企业联合会
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2012年5月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第976号
关于发布国家标准《1000kV架空输电线路设计规范》的公告
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
二〇一一年四月二日
前言
本规范根据住房和城乡建设部《关于印发<2008年工程建设标准规范制定、修订计划(第二批)>的通知》(建标[2008]105号)的要求,由中国电力工程顾问集团公司会同有关单位共同编制完成的。本规范共分16章和2个附录,主要内容有:总则,术语和符号,路径,气象条件,导线和地线,绝缘子和金具,绝缘配合,防雷和接地,导线布置,杆塔型式,杆塔荷载及材料,杆塔结构,基础,对地距离及交叉跨越,环境保护,劳动安全和工业卫生,附属设施等。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国电力企业联合会标准化中心负责日常管理,由中国电力工程顾问集团公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送中国电力工程顾问集团公司(地址:北京市安德路65号,邮政编码:100120),以便今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
主编单位:中国电力工程顾问集团公司
国家电网公司
参编单位:中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司
中国电力工程顾问集团中南电力设计院
中国电力工程顾问集团华东电力设计院
中国电力工程顾问集团东北电力设计院
中国电力工程顾问集团西南电力设计院
中国电力工程顾问集团西北电力设计院
国网交流工程建设有限公司
主要起草人:孙昕 于刚 梁政平 李勇伟 李喜来 袁骏 龚永光 李永双 王绍武 段松涛 陈海波 刘仲全 周康 张国良 赵全江 王劲 曹玉杰 廖宗高 苏秀成 王力争 李晓光 朱永平 江卫华 李力 肖洪伟 薛春林 张小力 胡红春 王虎长 孙波 夏波 王勇 张华 李翔 李三 陈光 孟华伟 何江 黄兴
主要审查人:王钢 郭跃明 吕铎 罗兵 杨崇儒 杜澍春 邬雄 于泓 张雲 杨晓 王仲华 杨元春 马志坚 杨林 朱天浩 王作民 张天光 黄健
1 总则
1.0.1 为在1000kV架空输电线路设计中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策,做到安全可靠、先进适用、经济合理、资源节约、环境友好,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于1000kV特高压交流架空输电线路的设计。
1.0.3 1000kV架空输电线路设计应从实际出发,结合地区特点,积极采用成熟的新技术、新材料、新工艺,推广采用节能、降耗、环保的先进技术和产品。
1.0.4 1000kV架空输电线路的设计,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
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2 术语和符号
2.1 术语
2.1.1 1000kV架空输电线路 1000kV overhead transmis-sion line
标称电压1000kV交流架空输电线路。
2.1.2 弱电线路 telecommunication line
指各种电信号通信线路。
2.1.3 轻冰区 light icing area
设计覆冰厚度10mm及以下的地区。
2.1.4 中冰区 medium icing area
设计冰厚大于10mm小于20mm的地区。
2.1.5 重冰区 heavy icing area
设计冰厚为20mm及以上的地区。
2.1.6 基本风速 reference wind speed
按当地空旷平坦地面上10m高度处10min时距,平均的年最大风速观测数据,经概率统计得出100年一遇最大值后确定的风速。
2.1.7 稀有风速 rare wind speed
根据历史上记录存在,并显著地超过历年记录频率曲线的严重大风。
2.1.8 稀有覆冰 rare ice thickness
根据历史上记录存在,并显著地超过历年记录频率曲线的严重覆冰。
2.1.9 耐张段 section
两耐张杆塔间的线路部分。
2.1.10 平均运行张力 everyday tension
年平均气温情况下,弧垂最低点的导线或地线张力。
2.1.11 等值附盐密度 equivalent salt deposit density(ESDD)
溶解后具有与从给定绝缘子的绝缘体表面清洗的自然沉积物溶解后相同电导率的氯化钠总量除以表面积,简称等值盐密。
2.1.12 不溶物密度 non-soluble deposit density(NSDD)
从给定绝缘子的绝缘体表面清洗的非可溶性残留物总量除以表面积,简称灰密。
2.1.13 居民区 residential area
工业企业地区、港口、码头、火车站、城镇等人口密集区。
2.1.14 非居民区 non—residential area
居民区以外地区。
2.1.15 交通困难地区 difficult transport area
车辆、农业机械不能到达的地区。
2.1.16 间隙 electrical clearance
线路任何带电部分与接地部分的最小距离。
2.1.17 对地距离 ground clearance
在规定条件下,任何带电部分与地面之间的最小距离。
2.1.18 保护角 shielding angle
通过地线的垂直平面与地线和被保护受雷击的外侧子导线平面之间的夹角。
2.1.19 采动影响区 mining affected area
受矿产开采扰动影响的区域。
2.1.20 大跨越 large crossing
线路跨越通航大江河、湖泊或海峡等,因档距较大或杆塔较高,导线选型或杆塔设计需特殊考虑,且发生故障时严重影响航运或修复特别困难的耐张段。
2.2 符号
2.2.1 作用与作用效应
C——结构或构件的裂缝宽度或变形的规定限值;
fa——修正后的地基承载力特征值;
P——基础底面处的平均压应力设计值;
Pmax——基础底面边缘的最大压应力设计值;
R——结构构件的抗力设计值;
SEhk——水平地震作用标准值的效应;
SEQk——导、地线张力可变荷载的代表值效应;
SEVK——竖向地震作用标准值的效应;
SGE——永久荷载代表值的效应;
SGK——永久荷载标准值的效应;
SQiK——第i项可变荷载标准值的效应;
Swk——风荷载标准值的效应;
T——绝缘子承受的最大使用荷载、验算荷载、断线荷载、断联荷载或常年荷载;
TE——基础上拔或倾覆外力设计值;
Tmax——导、地线在弧垂最低点的最大张力;
Tp——导、地线的拉断力;
TR——绝缘子的额定机械破坏负荷;
V——基准高度为10m的风速;
WI——绝缘子串风荷载标准值;
Wo——基准风压标准值;
Ws——杆塔风荷载标准值;
Wx——垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值;
γs——土的重度设计值;
γc——混凝土的重度设计值。
2.2.2 电工
n——海拔1000m时每联绝缘子所需片数;
nH——高海拔下每联绝缘子所需片数;
U——系统标称电压;
Um——最高运行电压;
λ——爬电比距。
2.2.3 计算系数
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;
Ka——空气放电电压海拔修正系数;
Kc——导、地线的设计安全系数;
Ke——单片绝缘子的爬电距离有效系数;
ki——悬垂绝缘子串系数;
KI——绝缘子机械强度的安全系数;
m——海拔修正因子;
m1——特征指数;
α——风压不均匀系数;
βc——导线及地线风荷载调整系数;
βz——杆塔风荷载调整系数;
μs——构件的体型系数;
μsc——导线或地线的体型系数;
μz——风压高度变化系数;
ψ——可变荷载组合系数;
ψwE——抗震基本组合中的风荷载组合系数;
γo——杆塔结构重要性系数;
γEh——水平地震作用分项系数;
γEV——竖向地震作用分项系数;
γEQ——导、地线张力可变荷载的分项综合系数;
γf——基础的附加分项系数;
γG——永久荷载分项系数;
γQi——第i项可变荷载的分项系数;
γRE——承载力抗震调整系数;
γrf——地基承载力调整系数。
2.2.4 几何参数
Al——绝缘子串承受风压面积计算值;
As——构件承受风压投影面积计算值;
D——导线水平线间距离;
Dp——导线间水平投影距离;
Dx——导线三角排列的等效水平线间距离;
Dz——导线间垂直投影距离;
d——导线或地线的外径或覆冰时的计算外径;分裂导线取所有子导线外径的总和;
fc——导线最大弧垂;
H——海拔高度;
L——档距;
Lk——悬垂绝缘子串长度;
L01——单片绝缘子的几何爬电距离;
Lp——杆塔的水平档距;
LS——单片绝缘子的有效爬电距离;
S——导线与地线间的距离;
θ——风向与导线或地线方向之间的夹角;
γk——几何参数的标准值。
3 路径
3.0.1 路径选择宜采用卫片、航片、全数字摄影测量系统和红外测量等新技术;在滑坡、泥石流、崩塌等不良地质发育地区宜采用地质遥感技术;综合分析线路长度、地形地貌、地质、冰区、交通、施工、运行及地方规划等因素,进行多方案技术经济比较,并应做到安全可靠、环境友好、经济合理。
3.0.2 路径选择宜避开军事设施、大型工矿企业等重要设施,并应符合城镇规划。当无法避让时应取得相关协议,并应采取适当措施。
3.0.3 路径选择宜避开自然保护区、风景名胜区等,当无法避开时应做好评估、报批工作。
3.0.4 路径选择宜避开不良地质地带和采动影响区,宜避开重冰区、易舞动区及影响安全运行的其他地区,当无法避让时,应采取必要的措施。
3.0.5 路径选择应分析线路与电台、机场、弱电线路等邻近设施的相互影响。
3.0.6 发电厂和变电站的进出线,应根据厂、站的总体布置统一规划。
3.0.7 轻、中、重冰区的耐张段长度分别不宜大于10km、5km、3km。当耐张段长度较长时应采取防串倒措施。在高差或档距相差悬殊的山区等运行条件较差的地段,耐张段长度宜适当缩短。输电线路与主干铁路、高速公路交叉时,应采用独立耐张段。
3.0.8 路径选择宜靠近现有国道、省道、县道及乡镇公路,并应充分利用现有的交通条件,方便施工和运行。
3.0.9 山区线路在选择路径和定位时,应避免出现杆塔两侧大小悬殊的档距,当无法避免时,应采取提高安全度的措施。
3.0.10 有大跨越的输电线路路径应结合跨越点,通过综合技术经济比较确定。
4 气象条件
4.0.1 设计气象条件,应根据沿线气象资料的数理统计结果及附近已有线路的运行经验确定,基本风速、设计冰厚重现期应按100年确定。
4.0.2 确定基本风速时,应按当地气象台站10min时距平均的年最大风速为样本,并宜采用极值Ⅰ型分布作为概率模型。统计风速的高度应符合下列规定:
1 一般输电线路应取离地面10m;
2 大跨越应取离历年大风季节平均最低水位10m。
4.0.3 山区输电线路,宜采用统计分析和对比观测等方法,由邻近地区气象台、站的气象资料推算山区的基本风速,并应结合实际运行经验确定。当无可靠资料时,宜将附近平原地区的统计值提高10%。
4.0.4 基本风速不宜低于27m/s,必要时还宜按稀有风速条件进行验算。
4.0.5 轻冰区宜按无冰,5mm或10mm覆冰厚度设计;中冰区宜按15mm或20mm覆冰厚度设计;重冰区宜按20mm、30mm、40mm或50mm覆冰厚度设计。必要时还宜按稀有覆冰条件进行验算。
4.0.6 地线设计冰厚,除无冰区段外,应较导线增加5mm。
4.0.7 设计时应加强对沿线已建线路设计、运行情况的调查,应分析微地形、微气象条件、导线易舞动地区等影响。
4.0.8 大跨越基本风速,当无可靠资料时,宜将附近陆上输电线路的风速统计值换算到跨越处历年大风季节平均最低水位以上10m处,并增加10%,分析水面影响再增加10%后选用。大跨越基本风速不应低于相连接的陆上输电线路的基本风速。
4.0.9 大跨越设计冰厚,除无冰区段外,宜较附近一般输电线路的设计冰厚增加5mm。
4.0.10 设计用年平均气温,应符合下列规定:
1 当地区年平均气温在3℃~17℃时,应取与年平均气温值邻近的5的倍数值;
2 当地区年平均气温小于3℃和大于17℃时,应分别按年平均气温减少3℃和5℃后,取与此数邻近的5的倍数值。
4.0.11 安装工况应采用风速10m/s、无冰,同时气温应符合下列规定:
1 最低气温为—40℃和—30℃的地区,宜采用—15℃;
2 最低气温为—20℃的地区,宜采用—10℃;
3 最低气温为—10℃的地区,宜采用—5℃;
4 最低气温为0℃的地区,宜采用5℃。
4.0.12 雷电过电压工况的气温宜采用15℃。当基本风速折算到导线平均高度处其值大于或等于35m/s时,雷电过电压工况的风速宜取15m/s;当基本风速折算到导线平均高度处其值小于35m/s时,雷电过电压工况的风速宜取10m/s;校验导线与地线之间的距离时,应采用无风、无冰工况。
4.0.13 操作过电压工况的气温可采用年平均气温,风速宜取基本风速折算到导线平均高度处风速的50%,但不宜低于15m/s,且应无冰。
4.0.14 带电作业工况的风速可采用10m/s,气温可采用15℃,且应无冰。
4.0.15 覆冰工况的风速宜采用10m/s,气温宜采用—5℃。
5 导线和地线
5.0.1 导线截面宜根据系统需要按经济电流密度选择,且应满足可听噪声和无线电干扰等技术条件的要求,并通过年费用最小法进行综合技术经济比较后确定。
5.0.2 海拔500m及以下地区,距离线路边相导线地面水平投影外侧20m、对地2m高度处,且频率为0.5MHz时。无线电干扰设计控制值不应大于58dB(μV/m)。
5.0.3 海拔500m及以下地区,距离线路边相导线地面水平投影外侧20m处,湿导线的可听噪声设计控制值不应大于55dB(A),并应符合环境保护主管部门批复的声环境指标。
5.0.4 验算导线允许载流量时,导线的允许温度宜按下列规定取值:
1 钢(铝包钢)芯铝绞线和钢(铝包钢)芯铝合金绞线宜采用70℃,必要时可采用80℃;大跨越宜采用90℃。
2 铝包钢绞线可采用80℃,大跨越可采用100℃,也可经试验确定。
注:环境气温宜采用最热月平均最高温度;风速采用0.5m/s(大跨越采用0.6m/s);太阳辐射功率密度采用0.1W/cm²。
5.0.5 地线(包括光纤复合架空地线)除应满足短路电流热容量要求外,应按电晕起晕条件进行校验,地线表面静电场强与起晕场强之比不宜大于0.8。
5.0.6 地线(包括光纤复合架空地线)应满足电气和机械使用条件要求,可选用铝包钢绞线或复合型绞线。验算短路热稳定时,地线的允许温度宜按下列规定取值:
1 钢(铝包钢)芯铝绞线和钢(铝包钢)芯铝合金绞线可采用200℃。
2 铝包钢绞线可采用300℃。
3 光纤复合架空地线的允许温度应采用产品试验保证值。
5.0.7 地线为光纤复合架空地线时应满足耐雷击性能的要求。短路电流值和相应的计算时间应根据系统条件确定。
5.0.8 导、地线在弧垂最低点的设计安全系数不应小于2.5,悬挂点的设计安全系数不应小于2.25。地线设计安全系数,不应小于导线的设计安全系数。
5.0.9 导、地线在弧垂最低点的最大张力,应按下式计算:
Tmax≤Tp/Kc (5.0.9)
式中:Tmax——导、地线在弧垂最低点的最大张力(N);
Tp——导、地线的拉断力(N);
Kc——导、地线的设计安全系数。
5.0.10 在稀有风速或稀有覆冰气象条件时,弧垂最低点的最大张力,不应超过导、地线拉断力的60%。悬挂点的最大张力,不应超过导、地线拉断力的66%。
5.0.11 导、地线防振措施应符合下列规定:
1 铝钢截面比不小于4.29的钢芯铝绞线,其平均运行张力的上限不应超过拉断力的25%。采用阻尼间隔棒时,档距在600m及以下可不再采用其他防振措施;档距在600m以上应采用防振锤(阻尼线)或再另加护线条防振。阻尼间隔棒宜不等距、不对称布置。
2 镀锌钢绞线或铝包钢绞线平均运行张力的上限和防振措施,应符合表5.0.11的规定。
表5.0.11 镀锌钢绞线或铝包钢绞线平均运行张力的上限和防振措施
情况 | 平均运行张力的上限(%RTS) | 防振措施 |
档距不超过600m的开阔地区 | 12 | 不需要 |
档距不超过600m的非开阔地区 | 18 | 不需要 |
档距不超过120m | 18 | 不需要 |
不论档距大小 | 25 | 防振锤(阻尼线)或再另加护线条 |
5.0.12 导、地线架设后的塑性伸长,应按制造厂提供的数据或通过试验确定,塑性伸长对弧垂的影响宜采用降温法补偿。当无资料时,钢芯铝绞线的塑性伸长及降温值可按表5.0.12的规定确定。
表5.0.12 钢芯铝绞线的塑性伸长及降温值
铝钢截面比 | 塑性伸长 | 降温值(℃) |
4.29~4.38 | 3×10-4 | 15 |
5.05~6.16 | 3×10-4~4×10-4 | 15~20 |
7.71~7.91 | 4×10-4~5×10-4 | 20~25 |
11.34~14.46 | 5×10-4~6×10-4 | 25(或根据试验数据确定) |
5.0.13 线路经过导线易发生舞动地区时,应采取防舞措施;线路经过可能发生舞动地区时,应预留防舞措施。
6 绝缘子和金具
6.0.1 绝缘子机械强度的最小安全系数应符合表6.0.1的规定。双联及多联绝缘子串应验算断一联后的机械强度,其荷载及安全系数应按断联情况确定。
表6.0.1 绝缘子机械强度最小安全系数
情况 | 最大使用荷载 | 常年荷载 | 验算荷载 | 断线 | 断联 | |
盘型绝缘子 | 棒型绝缘子 | |||||
安全系数 | 2.7 | 3.0 | 4.0 | 1.8 | 1.8 | 1.5 |
注:1 常年荷载指年平均气温条件下绝缘子所承受的荷载,验算荷载是验算条件下绝缘子所承受的荷载;
2 断线、断联的气象条件是无风、有冰、—5℃;
3 设计悬垂串时,导、地线张力可按本规范第10.1节的规定取值。
6.0.2 绝缘子承受的各种荷载应按下式计算:
T≥TR/KI (6.0.2)
式中:T——绝缘子承受的最大使用荷载、验算荷载、断线荷载、断联荷载或常年荷载(kN);
TR——绝缘子的额定机械破坏负荷(kN);
KI——绝缘子机械强度的安全系数,按本规范表6.0.1采用。
6.0.3 采用黑色金属制造的金具表面应热镀锌或采取其他相应的防腐措施。
6.0.4 金具强度的安全系数应符合下列规定:
1 最大使用荷载情况不应小于2.5;
2 断线、断联、验算情况不应小于1.5。
6.0.5 绝缘子串及金具应采取均压和防电晕措施。有特殊要求需要另行研制或采用非标准金具时,应经试验合格后再使用。
6.0.6 当线路与直流输电工程接地极距离小于5km时,地线(包括光纤复合架空地线)应绝缘;大于或等于5km时,应通过计算或分析确定地线(包括光纤复合架空地线)是否绝缘。地线绝缘时宜使用双联绝缘子串。
6.0.7 与横担连接的第一个金具应转动灵活且受力合理,其强度应高于串内其他金具强度。
6.0.8 悬垂V型绝缘子串两肢之间夹角的一半可小于最大风偏角5°~10°,也可通过试验确定。
6.0.9 线路经过易舞动区应适当提高金具和绝缘子串的机械强度。
6.0.10 在易发生严重覆冰地区,宜增加绝缘子串长或采用V型串、八字串。
6.0.11 耐张塔跳线宜采用刚性跳线。
7 绝缘配合、防雷和接地
7.0.1 1000kV架空输电线路的绝缘配合,应使线路能在工频电压、操作过电压和雷电过电压等各种条件下安全可靠地运行。
7.0.2 1000kV架空输电线路的防污绝缘设计,应按审定的污秽分区图划定的污秽等级,并结合现场实际调查结果进行。绝缘子片数的确定可采用爬电比距法,也可采用污耐压法。当采用爬电比距法时,绝缘子片数应按公式7.0.2-1、公式7.0.2-2计算。污秽等级标准分级应符合本规范附录A的规定。
Ls=KeL01 (7.0.2-2)
式中:Ls——单片绝缘子的有效爬电距离(cm);
n——海拔1000m时每联绝缘子所需片数;
λ——爬电比距(cm/kV);
U——系统标称电压(kV);
Ke——单片绝缘子的爬电距离有效系数;
L01——单片绝缘子的几何爬电距离(cm)。
7.0.3 耐张绝缘子串的绝缘子片数可取悬垂串同样的数值。在同一污区,其爬电比距根据运行经验较悬垂绝缘子串可适当减少。
7.0.4 在轻、中污区复合绝缘子的爬电距离不宜小于盘型绝缘子;在重污区其爬电距离应根据污秽闪络试验结果确定。复合绝缘子两端都应加均压环,其中导线侧应安装大、小双均压环,其有效绝缘长度应满足雷电过电压和操作过电压的要求。
7.0.5 高海拔地区悬垂绝缘子串的片数宜按下式计算:
式中:nH——高海拔地区每联绝缘子所需片数;
H——海拔高度(m)(H≤2000m);
m1——特征指数,反映气压对于污闪电压的影响程度,由试验确定。各种绝缘子m1参考值应符合本规范附录B的规定。
7.0.6 1000kV架空输电线路在相应风偏条件下,带电部分与杆塔构件(包括拉线、脚钉等)的最小间隙,应符合表7.0.6-1、表7.0.6-2的规定。
表7.0.6-1 单回路带电部分与杆塔构件的最小间隙(m)
标称电压(kV) | 1000 | |||
海拔高度(m) | 500 | 1000 | 1500 | |
工频电压 | 2.7 | 2.9 | 3.1 | |
操作过电压 | 边相Ⅰ串 | 5.6 | 6.0 | 6.4 |
中相Ⅴ型串 | 6.7(7.9) | 7.2(8.0) | 7.7(8.1) | |
雷电过电压 | — |
表7.0.6-2 双回路带电部分与杆塔构件的最小间隙(m)
标称电压(kV) | 1000 | ||
海拔高度(m) | 500 | 1000 | 1500 |
工频电压 | 2.7 | 2.9 | 3.1 |
操作过电压 | 6.0 | 6.2 | 6.4 |
雷电过电压 | 6.7 | 7.1 | 7.6 |
7.0.7 带电作业时,带电部分对杆塔接地部分的最小校验间隙应符合表7.0.7-1和表7.0.7-2的规定,同时应满足带电作业的技术要求。
表7.0.7-1 单回路带电作业时带电部分对杆塔接地部分的校验间隙(m)
海拔高度(m) | 500 | 1000 | 1500 |
中相Ⅴ串校验间隙 | 6.2 | 6.7 | 7.2 |
边相Ⅰ串校验间隙 | 5.6 | 6.0 | 6.4 |
表7.0.7-2 双回路带电作业时带电部分对杆塔接地部分的校验间隙(m)
海拔高度(m) | 0 | 500 |
塔身校验间隙 | 5.2 | 5.5 |
下侧横担校验间隙 | 5.4 | 5.7 |
顶部构架校验间隙 | 6.5 | 6.8 |
2 校验带电作业的间隙时,采用的计算条件为气温+15℃、风速10m/s;
3 带电作业间隙不作为铁塔设计的控制条件。
7.0.8 空气放电电压海拔修正系数可按下式确定:
Ka=emH/8150 (7.0.8)
式中:Ka——空气放电电压海拔修正系数;
H——海拔高度(m)(H≤2000m);
m——海拔修正因子;工频电压、雷电过电压海拔修正因子m=1.0;操作过电压海拔修正因子可按海拔修正因子(m)与电压的关系(图7.0.8)中的曲线a、c取值。
图7.0.8 海拔修正因子(m)
a-相对地绝缘;b-纵向绝缘;c-相间绝缘;d-棒-板间隙
7.0.9 1000kV架空输电线路的防雷设计,应根据负荷的性质和系统运行方式,结合当地已有的运行经验、地区雷电活动的强弱特点、地形地貌特点及土壤电阻率高低等因素,在计算耐雷水平后,通过技术经济比较,采用合理的防雷方式,并应符合下列规定:
1 应沿全线架设双地线;
2 在变电站2km进出线段的线路宜适当加强防雷措施。
7.0.10 杆塔上地线对边相导线的保护角应符合下列规定:
1 单回路线路保护角,在平原丘陵地区不宜大于6°,在山区不宜大于—4°;
2 双回路线路保护角,在平原丘陵地区不宜大于—3°,在山区不宜大于—5°;
3 耐张塔地线对跳线保护角,平原单回路不宜大于6°,山区单回路和双回路不宜大于0°;
4 变电站2km进出线段不宜大于—4°。
7.0.11 杆塔上两根地线之间的距离,不宜超过地线与导线间垂直距离的5倍。宜用数值计算的方法确定档距中央导线与地线之间的距离。当雷击档距中央地线时,地线对导线发生的反击闪络的耐雷水平不宜低于200kA。
7.0.12 在雷季干燥时,每基杆塔不连地线的最大工频接地电阻,应符合表7.0.12的规定。
表7.0.12 在雷季干燥时,每基杆塔不连地线的最大工频接地电阻
土壤电阻率 (Ω·m) | 100及以下 | 100以上至500 | 500以上至1000 | 1000以上至2000 | 2000以上 |
工频接地电阻 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
7.0.13 当敷设人工接地装置时,通过耕地的线路接地体应埋设在耕作深度以下,位于居民区和水田的接地体应敷设成环形。
7.0.14 采用地线绝缘运行方式时,应限制地线上的感应电压和电流,并应选用合适的放电间隙。
8 导线布置
8.0.1 导线的线间距离,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,可按表8.0.1-1的规定确定;
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)。
表8.0.1-1 ki系数
悬垂串型式 | Ⅰ-Ⅰ串 | Ⅰ-Ⅴ串 | Ⅴ-Ⅴ串 |
ki | 0.4 | 0.4 | 0 |
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,其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
标称电压(kV) | 1000 |
垂直线间距离(m) | 16 |
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);
Dx——导线间垂直投影距离(m)。
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,重覆冰地区宜根据工程设计覆冰厚度、脱冰率、档距等条件计算确定。
8.0.3 1000kV架空输电线路换位应符合下列规定:
1 单回线路采用水平排列方式时,线路长度大于120km应换位;单回线路采用三角形排列及同塔双回线路按逆相序排列时,其换位长度可适当延长。一个变电站的每回出线小于120km,但其总长度大于200km时,可采用换位或变换各回输电线路相序排列的措施;
2 对于Ⅱ接线路应校核不平衡度,必要时应设置换位。
9 杆塔型式
9.0.1 杆塔类型宜符合下列规定:
1 杆塔可按其受力性质,分为悬垂型、耐张型杆塔。悬垂型杆塔可分为悬垂直线和悬垂转角杆塔;耐张型杆塔分可为耐张直线、耐张转角和终端杆塔。
2 杆塔可按其回路数分为单回路和双回路杆塔。单回路杆塔导线可水平排列,也可三角排列或垂直排列;双回路杆塔导线宜按垂直排列,必要时可水平和垂直组合方式排列。
9.0.2 杆塔外形规划与构件布置应按导线和地线排列方式,以结构简单、受力均衡、传力清晰、外形美观为原则,同时结合占地范围、杆塔材料、运行维护、施工方法、制造工艺等因素在充分进行设计优化的基础上选取技术先进、经济合理的设计方案。
9.0.3 杆塔使用原则宜符合下列规定:
1 不同类型杆塔的选用应依据线路路径特点,按安全可靠、经济合理、维护方便和有利于环境保护的原则进行。
2 山区线路杆塔,应依据地形特点,配合不等高基础,采用全方位长短腿结构型式。
3 线路走廊拥挤地带,可采用导线三角形或垂直排列的杆塔,也可采用V型、Y型和L型绝缘子串。
4 悬垂直线杆塔兼小角度转角时,其转角度数不宜大于3°。悬垂转角杆塔的转角度数不宜大于20°。
5 重冰区线路宜采用单回路杆塔。
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10 杆塔荷载及材料
10.1 杆塔荷载
10.1.1 荷载分类宜符合下列要求:
1 永久荷载:导线及地线、绝缘子及其附件、杆塔结构构件、杆塔上各种固定设备、基础以及土体等的重力荷载;土压力及预应力等荷载;
2 可变荷载:风和冰(雪)荷载;导线、地线及拉线的张力;安装检修的各种附加荷载;结构变形引起的次生荷载以及各种振动动力荷载。
10.1.2 杆塔的作用荷载宜分解为横向荷载、纵向荷载和垂直荷载。
10.1.3 各类杆塔均应计算线路正常运行情况、断线(含纵向不平衡张力)情况、不均匀覆冰情况和安装情况下的荷载组合,必要时尚应验算地震等稀有情况。
10.1.4 各类杆塔的正常运行情况,应计算下列荷载组合:
1 基本风速、无冰、未断线(包括最小垂直荷载和最大横向荷载组合);
2 最大覆冰、相应风速及气温、未断线;
3 最低气温、无冰、无风、未断线(适用于终端和转角杆塔)。
10.1.5 悬垂型杆塔(不含大跨越悬垂型杆塔)的断线(含纵向不平衡张力)情况,应按—5℃、有冰、无风的气象条件,计算下列荷载组合:
1 单回路杆塔,任意一相导线有纵向不平衡张力,地线未断;断任意一根地线,导线未断;
2 双回路杆塔,同一档内,任意两相导线有纵向不平衡张力;同一档内,断一根地线,任意一相导线有纵向不平衡张力。
10.1.6 单回路和双回路耐张型杆塔的断线(含纵向不平衡张力)情况应按—5℃、有冰、无风的气象条件,计算下列荷载组合:
1 同一档内,任意两相导线有纵向不平衡张力,地线未断;
2 同一档内,断任意一根地线,任意一相导线有纵向不平衡张力;
3 同一档内,断两根地线,导线无纵向不平衡张力。
10.1.7 10mm及以下冰区导、地线的最小断线张力(含纵向不平衡张力)的取值,应符合表10.1.7规定的导、地线最大使用张力的百分数。垂直冰荷载应取100%设计覆冰荷载。
表10.1.7 10mm及以下冰区导线、地线最小断线张力(含纵向不平衡张力)(%)
地形 | 地线 | 悬垂塔导线 | 耐张塔导线 |
平丘 | 100 | 20 | 70 |
山地 | 100 | 25 | 70 |
10.1.8 10mm冰区不均匀覆冰情况的导、地线不平衡张力的取值应符合表10.1.8规定的导、地线最大使用张力的百分数。无冰区段和5mm冰区段可不计算不均匀覆冰情况引起的不平衡张力。垂直冰荷载宜取设计覆冰荷载的75%计算。相应的气象条件宜按—5℃、10m/s风速计算。
表10.1.8 不均匀覆冰情况的导、地线最小不平衡张力(%)
悬垂型杆塔 | 耐张型杆塔 | ||
导线 | 地线 | 导线 | 地线 |
10 | 20 | 30 | 40 |
10.1.9 各类秆塔均应计算所有导、地线同时同向有不均匀覆冰的不平衡张力。
10.1.10 各类杆塔在断线情况下的断线张力(含纵向不平衡张力),以及不均匀覆冰情况下的不平衡张力均应按静态荷载计算。
10.1.11 防串倒的加强型悬垂型塔,除按常规悬垂型杆塔工况计算外,还应按所有导、地线同侧有断线张力(含纵向不平衡张力)计算。
10.1.12 各类杆塔的验算覆冰荷载情况,应按验算冰厚、—5℃、10m/s风速,所有导、地线同时同向有不平衡张力。
10.1.13 各类杆塔的安装情况,应按10m/s风速、无冰、相应气温的气象条件计算下列荷载组合:
1 悬垂型杆塔的安装荷载应符合下列规定:
1)提升导线、地线及其附件耐的作用荷载。包括提升导、地线、绝缘子和金具等重力荷载(导线宜按1.5倍计算,地线宜按2.0倍计算),安装工人和工具的附加荷载,动力系数取1.1,附加荷载标准值可按表10.1.13的规定确定。
表10.1.13 附加荷载标准值(kN)
导线 | 地线 | 跳线 | ||
悬垂型杆塔 | 耐张型杆塔 | 悬垂型杆塔 | 耐张型杆塔 | |
8.0 | 12.0 | 4.0 | 4.0 | 6.0 |
2)导线及地线锚线作业时的作用荷载。锚线对地夹角不宜大于20°,正在锚线相的张力动力系数取1.1。挂线点垂直荷载取锚线张力的垂直分量和导、地线重力和附加荷载之和,纵向不平衡张力分别取导、地线张力与锚线张力纵向分量之差。
2 耐张型杆塔的安装荷载应符合下列规定:
1)锚塔在锚地线时,相邻档内的导线及地线均未架设;锚导线时,在同档内的地线已架设。
2)紧线塔在紧地线时,相邻档内的地线已架设或未架设,同档内的导线均未架设;紧导线时,同档内的地线已架设,相邻档内的导、地线已架设或未架设。
3)锚塔和紧线塔均允许计及临时拉线的作用,临时拉线对地夹角不应大于45°,其方向与导、地线方向一致,导线的临时拉线按平衡导线张力标准值40kN取值,地线临时拉线按平衡地线张力标准值10kN取值。
4)紧线牵引绳对地夹角不宜大于20°,计算紧线张力时应计及导、地线的初伸长、施工误差和过牵引的影响。
5)安装时的附加荷载可按表10.1.13的规定取值。
3 导、地线的架设次序,宜自上而下逐相(根)架设。双回路应按实际需要,可计算分期架设的情况。
4 与水平面夹角不大于30°,且可以上人的铁塔构件,应能承受设计值1000N人重荷载,并不应与其他荷载组合。
10.1.14 终端杆塔应计及变电站一侧导线及地线已架设或未架设的情况。
10.1.15 计算曲线型铁塔时,应计算沿高度方向不同时出现最大风速的不利情况。
10.1.16 位于地震烈度为9度及以上地区的各类杆塔均应进行抗震验算。
10.1.17 外壁坡度小于2%的圆筒形结构或圆管构件,应根据雷诺数的不同情况进行横风向风振(旋涡脱落)校核。
10.1.18 导线及地线的水平风荷载标准值和基准风压标准值,应按下列公式计算:
式中:Wx——垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值(kN);
α——风压不均匀系数;设计杆塔时应根据设计基本风速按表10.1.18-1的规定确定;校验杆塔大风工况电气间隙时,应根据水平档距按表10.1.18-2的规定确定;
βc——导线及地线风荷载调整系数;仅用于计算作用于杆塔上的导线及地线风荷载(不含导线及地线张力弧垂计算和风偏角计算),βc应按表10.1.18-1的规定确定;
μz——风压高度变化系数;基准高度为10m的风压高度变化系数按表10.1.23的规定确定;
μsc——导线或地线的体型系数;线径小于17mm或覆冰时(不论线径大小)取1.2;线径大于或等于17mm时取1.1;
d——导线或地线的外径或覆冰时的计算外径;分裂导线取所有子导线外径的总和(m);
Lp——杆塔的水平档距(m);
B1——导、地线及绝缘子覆冰后风荷载增大系数;5mm冰区取1.1,10mm冰区取1.2,15mm冰区取1.3,20mm及以上冰区取1.5~2.0;
θ——风向与导线或地线方向之间的夹角(°);
Wo——基准风压标准值(kN/㎡);
V——基准高度为10m的风速(m/s)。
表10.1.18-1 风压不均匀系数α和导地线风载调整系数βc
基本风速V(m/s) | <20 | 20≤V<27 | 27≤V<31.5 | ≥31.5 | |
α | 杆塔荷载计算 | 1.00 | 0.85 | 0.75 | 0.70 |
塔头设计摇摆角计算 | 1.00 | 0.75 | 0.61 | 0.61 | |
βc | 杆塔荷载计算 | 1.00 | 1.10 | 1.20 | 1.30 |
注:对跳线,宜取1.20。
表10.1.18-2 风压不均匀系数α随水平档距变化取值
档距(m) | ≤200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | ≥550 |
α | 0.80 | 0.74 | 0.70 | 0.67 | 0.65 | 0.63 | 0.62 | 0.61 |
10.1.19 杆塔风荷载的标准值应按下式计算:
式中:Ws——杆塔风荷载标准值(kN);
μs——构件的体型系数;应按本规范第10.1.20条的规定选用;
B2——构件覆冰后风荷载增大系数;5mm冰区取1.1,10mm冰区取1.2,15mm冰区取1.6,20mm冰区取1.8,20mm以上冰区取2.0~2.5;
As——构件承受风压投影面积计算值(㎡);
βz——杆塔风荷载调整系数;应按本规范第10.1.21条的规定选用。
10.1.20 构件的体型系数μs应符合下列规定:
1 角钢塔体型系数μs应取1.3(1+η),η为塔架背风面风载降低系数,应按表10.1.20的规定选用;
2 钢管塔体型系数μs应按下列规定取值:
1)当μz·Wo·d2≤0.003时,μs值按角钢塔架的μs值乘0.8采用,d为钢管直径(m);
2)当μz·Wo·d2≥0.021时,μs值按角钢塔架的μs值乘0.6采用;
3)当0.003<μz·Wo·d2<0.021时,μs值按插入法计算。
3 当铁塔为钢管和角钢等不同类型截面组成的混合结构时,应按不同类型杆件迎风面积分别计算或按照杆塔迎风面积加权平均选用μs值。
表10.1.20 塔架背风面风载降低系数η
b/a \ As/A | ≤0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | ≥0.6 |
≤1 | 1.0 | 0.85 | 0.66 | 0.50 | 0.33 | 0.15 |
2 | 1.0 | 0.90 | 0.75 | 0.60 | 0.45 | 0.30 |
2 中间值可按线性插入法计算。
10.1.21 杆塔风荷载调整系数βz应符合下列规定:
1 对杆塔设计,当杆塔全高不超过60m时,杆塔风荷载调整系数βz(用于杆塔本身)应按表10.1.21对全高采用一个系数;当杆塔全高超过60m时,βz应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定采用由下到上逐段增大的数值,但其加权平均值不应小于1.6;
2 对基础,当杆塔全高不超过60m时,杆塔风荷载调整系数βz应取1.0;当杆塔全高超过60m时,宜采用由下到上逐段增大的数值,但其加权平均值不应小于1.3。
表10.1.21 杆塔风荷载调整系数βz
铁塔全高(m) | 40 | 50 | 60 |
βz | 1.35 | 1.50 | 1.60 |
2 对自立式铁塔,表中数值适用于高度与根开之比为4~6。
10.1.22 绝缘子串风荷载的标准值应按下式计算:
WI=Wo·μz·B1·AI (10.1.22)
式中:WI——绝缘子串风荷载标准值(kN);
AI——绝缘子串承受风压面积计算值(㎡)。
10.1.23 对于平坦或稍有起伏的地形,风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表10.1.23的规定确定。
表10.1.23 风压高度变化系数μz
离地面或海平面高度(m) | 地面粗糙度类别 | |||
A | B | C | D | |
5 | 1.17 | 1.00 | 0.74 | 0.62 |
10 | 1.38 | 1.00 | 0.74 | 0.62 |
15 | 1.52 | 1.14 | 0.74 | 0.62 |
20 | 1.63 | 1.25 | 0.84 | 0.62 |
30 | 1.80 | 1.42 | 1.00 | 0.62 |
40 | 1.92 | 1.56 | 1.13 | 0.73 |
50 | 2.03 | 1.67 | 1.25 | 0.84 |
60 | 2.12 | 1.77 | 1.35 | 0.93 |
70 | 2.20 | 1.86 | 1.45 | 1.02 |
80 | 2.27 | 1.95 | 1.54 | 1.11 |
90 | 2.34 | 2.02 | 1.62 | 1.19 |
100 | 2.40 | 2.09 | 1.70 | 1.27 |
150 | 2.64 | 2.38 | 2.03 | 1.61 |
200 | 2.83 | 2.61 | 2.30 | 1.92 |
250 | 2.99 | 2.80 | 2.54 | 2.19 |
300 | 3.12 | 2.97 | 2.75 | 2.45 |
350 | 3.12 | 3.12 | 2.94 | 2.68 |
400 | 3.12 | 3.12 | 3.12 | 2.91 |
≥450 | 3.12 | 3.12 | 3.12 | 3.12 |
A类指近海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;
B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;
C类指有密集建筑群的城市市区;
D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
10.2 结构材料
10.2.1 钢材的材质应根据结构的重要性、结构型式、连接方式、钢材厚度和结构所处的环境及气温等条件进行合理选择。钢材等级宜采用Q235、Q345、Q390和Q420,有条件时也可采用Q460。钢材的质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的有关规定。
10.2.2 所有杆塔结构的钢材均应满足不低于B级钢的质量要求。当采用40mm及以上厚度的钢板焊接时,应采取防止钢材层状撕裂的措施。
10.2.3 结构连接宜采用4.8、5.8、6.8、8.8级热浸镀锌螺栓和螺母,有条件时也可采用10.9级螺栓,其材质和机械特性应分别符合现行国家标准《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1和《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》GB/T 3098.2的有关规定。
10.2.4 钢材、螺栓和锚栓的强度设计值,应按表10.2.4的规定确定。
表10.2.4 钢材、螺栓和锚栓的强度设计值(N/mm²)
材料类别 | 厚度或直径(mm) | 抗拉 | 抗压和抗弯 | 抗剪 | 孔壁承压 | |
钢材 | Q235 | ≤16 | 215 | 215 | 125 | 370 |
>16~40 | 205 | 205 | 120 | |||
>40~60 | 200 | 200 | 115 | |||
>60~100 | 190 | 190 | 110 | |||
Q345 | ≤16 | 310 | 310 | 180 | 510 | |
>16~35 | 295 | 295 | 170 | 490 | ||
>35~50 | 265 | 265 | 155 | 440 | ||
>50~100 | 250 | 250 | 145 | 415 | ||
Q390 | ≤16 | 350 | 350 | 205 | 530 | |
>16~35 | 335 | 335 | 190 | 510 | ||
>35~50 | 315 | 315 | 180 | 480 | ||
>50~100 | 295 | 295 | 170 | 450 | ||
Q420 | ≤16 | 380 | 380 | 220 | 560 | |
>16~35 | 360 | 360 | 210 | 535 | ||
>35~50 | 340 | 340 | 195 | 510 | ||
>50~100 | 325 | 325 | 185 | 480 | ||
Q460 | ≤16 | 415 | 415 | 240 | 595 | |
>16~35 | 395 | 395 | 230 | 575 | ||
>35~50 | 380 | 380 | 220 | 560 | ||
>50~100 | 360 | 360 | 210 | 535 |
续表10.2.4
材料类别 | 厚度或直径(mm) | 抗拉 | 抗压和抗弯 | 抗剪 | 孔壁承压 | ||
镀锌粗制螺栓(C级) | 4.8级 | 标称直径D≤39 | 200 | — | 170 | 螺杆承压 | 420 |
5.8级 | 标称直径D≤39 | 240 | — | 210 | 520 | ||
6.8级 | 标称直径D≤39 | 300 | — | 240 | 600 | ||
8.8级 | 标称直径D≤39 | 400 | — | 300 | 800 | ||
10.9级 | 标称直径D≤39 | 500 | — | 380 | 900 | ||
锚栓 | Q235钢 | 外径≥16 | 160 | — | — | — | |
Q345钢 | 外径≥16 | 205 | — | — | — | ||
35号优质碳素钢 | 外径≥16 | 190 | — | — | — | ||
45号优质碳素钢 | 外径≥16 | 215 | — | — | — |
注:1 孔壁承压适用于构件上螺栓端距大于或等于螺栓直径的1.5倍;
2 8.8级高强度螺栓应具有A类(塑性性能)和B类(强度)试验项目的合格证明。.
11 杆塔结构
11.1 基本计算规定
11.1.1 杆塔结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计法,结构构件的可靠度采用可靠指标度量,极限状态设计表达式采用荷载标准值、材料性能标准值、几何参数标准值以及各种分项系数等表达。
11.1.2 结构的极限状态应满足线路安全运行的临界状态。极限状态可分为承载力极限状态和正常使用极限状态,应符合下列规定:
1 承载力极限状态应对应于结构或构件达到最大承载力或不适合继续承载的变形;
2 正常使用极限状态应对应于结构或构件的变形或裂缝等达到正常使用或耐久性能的规定限值。
11.1.3 结构或构件的强度、稳定和连接强度,应按承载力极限状态的要求,采用荷载的设计值和材料强度的设计值进行计算;结构或构件的变形或裂缝,应按正常使用极限状态的要求,采用荷载的标准值和正常使用规定限值进行计算。
11.2 承载能力和正常使用极限状态计算表达式
11.2.1 结构或构件的承载力极限状态应按下式计算:
式中:γo——杆塔结构重要性系数;各类杆塔除安装工况取1.0外,其他工况不应小于1.1;
γG——永久荷载分项系数;对结构受力有利时不大于1.0,不利时取1.2;
γQi——第i项可变荷载的分项系数,取1.4;
SGK——永久荷载标准值的效应;
SQiK——第i项可变荷载标准值的效应;
ψ——可变荷载组合系数;正常运行情况取1.0,断线情况、安装情况和不均匀覆冰情况取0.9,验算情况取0.75;
R——结构构件的抗力设计值。
11.2.2 结构或构件的正常使用极限状态应按下式计算:
SGK+ψ∑SQiK≤C (11.2.2)
式中:C——结构或构件的裂缝宽度或变形的规定限值(mm)。
11.2.3 结构或构件承载力的抗震验算应按下式计算:
式中:γG——永久荷载分项系数;对结构受力有利时取1.0,不利时取1.2,验算结构抗倾覆或抗滑移时取0.9;
γEh、γEV——水平、竖向地震作用分项系数,应按表11.2.3-1的规定确定;
γEQ——导、地线张力可变荷载的分项综合系数,取γEQ=0.5;
SGE——永久荷载代表值的效应;
SEhk——水平地震作用标准值的效应;
SEVK——竖向地震作用标准值的效应;
SEQK——导、地线张力可变荷载的代表值效应;
Swk——风荷载标准值的效应;
ψwE——抗震基本组合中的风荷载组合系数,可取0.3;
γRE——承载力抗震调整系数,应按表11.2.3-2的规定确定。
表11.2.3-1 地震作用分项系数
地震作用 | YEh | YEv | |
仅计算水平地震作用 | 1.3 | 0.0 | |
仅计算竖向地震作用 | 0.0 | 1.3 | |
同时计算水平与竖向地震作用 | 水平地震作用为主时 | 1.3 | 0.5 |
竖向地震作用为主时 | 0.5 | 1.3 |
表11.2.3-2 承载力抗震调整系数
材料 | 结构构件 | 承载力抗震调整系数 |
钢 | 跨越塔 | 0.85 |
除跨越塔以外的其他铁塔 | 0.80 | |
焊缝和螺栓 | 1.00 |
11.3 杆塔结构基本规定
11.3.1 长期荷载效应组合(无冰、风速5m/s及年平均气温)情况、杆塔的计算挠度(不包括基础预偏),应符合表11.3.1的规定:
表11.3.1 杆塔的计算挠度(不包括基础预偏)
项目 | 杆塔的计算扰度限值 |
悬垂直线自立式铁塔 | 3h/1000 |
悬垂转角自立式铁塔 | 5h/1000 |
耐张塔及终端自立式铁塔 | 7h/1000 |
2 设计时应根据杆塔的特点提出施工预偏的要求。
11.3.2 钢结构构件允许最大长细比应符合表11.3.2的规定。
表11.3.2 钢结构构件允许最大长细比
项目 | 钢结构构件允许最大长细比 |
受压主材 | 150 |
受压材 | 200 |
辅助材 | 250 |
受拉材(预拉力的拉杆可不受长细比限制) | 400 |
11.3.3 杆塔铁件应采用热浸镀锌防腐,也可采取其他等效的防腐措施。
11.3.4 受剪螺栓的螺纹不应进入剪切面。当无法避免螺纹进入剪切面时,应按净面积进行剪切强度验算。
11.3.5 全塔所有螺栓应采取防松措施。受拉螺栓及位于横担、顶架等易振动部位的螺栓,宜采取双帽防松措施。靠近地面的塔腿上的连接螺栓宜采取防卸措施。
12 基础
12.0.1 基础型式的选择,应结合线路沿线地质、施工条件和杆塔型式的特点综合确定,并应符合下列规定:
1 当有条件时,应采用原状土基础。
2 一般地区可选用现浇钢筋混凝土基础或混凝土基础;岩石地区可采用锚筋基础或岩石嵌固基础;软土地基可采用大板基础、桩基础或沉井基础;运输或浇制混凝土有困难的地区,可采用装配式基础。
3 山区线路应采用全方位长短腿铁塔和不等高基础配合使用的方案。
12.0.2 基础稳定、基础承载力应采用荷载的设计值进行计算;地基的不均匀沉降、基础位移等应采用荷载的标准值进行计算。
12.0.3 基础的上拔和倾覆稳定应按下式计算:
式中:γf——基础的附加分项系数,应按表12.0.3的规定确定;
Te——基础上拔或倾覆外力设计值;
A(γk、γs、γc…)——基础上拔或倾覆的承载力函数;
γk——几何参数的标准值;
γs、γc——土及混凝土的重度设计值(取土及混凝土的实际重度)。
表12.0.3 基础附加分项系数γf
杆塔类型 | 上拔稳定 | 倾覆稳定 | |
重力式基础 | 其他各种类型基础 | 各类型基础 | |
悬垂直线杆塔 | 0.90 | 1.10 | 1.10 |
耐张直线(0°转角)及悬垂转角杆塔 | 0.95 | 1.30 | 1.30 |
耐张转角、终端及大跨越杆塔 | 1.10 | 1.60 | 1.60 |
12.0.4 基础底面压应力,应按下式计算:
1 当轴心荷载作用时:
P≤fa/γrf (12.0.4-1)
式中:P——基础底面处的平均压应力设计值;
fa——修正后的地基承载力特征值;
γrf——地基承载力调整系数,宜取γrf=0.75。
2 当偏心荷载作用时,除应按公式(12.0.4-1)计算外,还应按下式计算:
Pmax≤1.2fa/γrf (12.0.4-2)
式中:Pmax——基础底面边缘的最大压应力设计值。
12.0.5 基础混凝土强度等级不应低于C20级。
12.0.6 岩石基础的地基应逐基鉴定。
12.0.7 基础的埋深应大于0.5m。冻土地区的基础埋深应符合现行行业标准《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ 118的有关规定。
12.0.8 跨越河流或位于洪泛区的基础,应收集水文地质资料,必要时应考虑冲刷作用和漂浮物的撞击影响,并应采取相应的防护措施。
12.0.9 当位于地震烈度为7度及以上的地区且场地为饱和砂土和饱和粉土时,应计算地基液化的可能性,并应采取必要的稳定地基或基础的抗震措施。
12.0.10 转角塔、终端塔的基础宜根据相关要求采取预偏措施。
13 对地距离及交叉跨越
13.0.1 导线对地面、建筑物、树木、铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路的距离,应按导线运行温度40℃(当导线按允许温度80℃设计时,导线运行温度取50℃)情况或覆冰无风情况的最大弧垂计算,并按最大风情况的最大风偏(或按覆冰情况)进行风偏校验。重覆冰区的线路,还应计算导线不均匀覆冰、验算覆冰情况下的弧垂增大。
注:1 计算对地距离时可不计算由于电流,太阳辐射等引起的弧垂增大,但应计算导线架线后塑性伸长的影响和设计、施工的误差;
2 大跨越的导线弧垂应按导线实际能够达到的最高温度计算;
3 输电线路与铁路、高速公路及一级公路交叉,且交叉档距大于200m时,最大弧垂应按导线允许温度计算,导线的允许温度应按不同要求取70℃或80℃。
13.0.2 导线对地面的最小距离,以及与山坡、峭壁、岩石之间的最小净空距离,应符合下列规定:
1 在最大计算弧垂情况下,导线与地面的最小距离应符合表13.0.2-1的规定。
表13.0.2-1 导线对地面的最小距离(m)
地区标称电压(kV) | 1000 | 备注 | |
单回路 | 同塔双回路(逆相序) | ||
居民区 | 27 | 25 | — |
非居民区 | 22 | 21 | 农业耕作区 |
19 | 18 | 人烟稀少的非农业耕作区 | |
交通困难区 | 15 | — |
2 在最大计算风偏情况下,导线与山坡、峭壁、岩石之间的最小净空距离应符合表13.0.2-2的规定。
表13.0.2-2 导线与山坡、峭壁、岩石之间的最小净空距离(m)
线路经过地区标称电压(kV) | 1000 | |
单回路 | 同塔双回路(逆相序) | |
步行可以到达的山坡 | 13 | |
步行不能到达的山坡、峭壁和岩石 | 11 |
13.0.3 线路邻近居住建筑时,居住建筑所在位置距地1.5m高处最大未畸变场强不应超过4kV/m。
13.0.4 1000kV架空输电线路不应跨越居住建筑以及屋顶为燃烧材料危及线路安全的建筑物。导线与建筑物之间的距离应符合下列规定:
1 在最大计算弧垂情况下,导线与建筑物之间的最小垂直距离应符合表13.0.4-1规定的数值。
表13.0.4-1 导线与建筑物之间的量小垂直距离
标称电压(kV) | 1000 |
垂直距离(m) | 15.5 |
2 在最大计算风偏情况下,1000kV架空输电线路边导线与建筑物之间的最小净空距离应符合表13.0.4-2规定的数值。
表13.0.4-2 导线与建筑物之间的最小净空距离
标称电压(kV) | 1000 |
垂直距离(m) | 15 |
3 无风情况下,边导线与建筑物之间的水平距离应符合表13.0.4-3规定的数值。
表13.0.4-3 边导线与建筑物之间的水平距离
标称电压(kV) | 1000 |
垂直距离(m) | 7 |
13.0.5 1000kV架空输电线路经过经济作物和集中林区时,宜采用加高杆塔跨越林木不砍通道的方案,并应符合下列规定:
1 当跨越时,导线与树木(按自然生长高度)之间的最小垂直距离应符合表13.0.5-1规定的数值。
表13.0.5-1 导线与树木之间的最小垂直距离
标称电压(kV) | 1000 | |
单回路 | 同塔双回路(逆相序) | |
垂直距离(m) | 14 | 13 |
2 当砍伐通道时,通道净宽度不应小于线路宽度加通道附近主要树种自然生长高度的2倍。通道附近超过主要树种自然生长高度的非主要树种树木应砍伐。
3 1000kV架空输电线路通过公园、绿化区或防护林带,在最大计算风偏情况下,导线与树木之间的最小净空距离应符合表13.0.5-2规定的数值。
表13.0.5-2 导线与树木之间的最小净空距离
标称电压(kV) | 1000 |
净空距离(m) | 10 |
4 1000kV架空输电线路通过果树、经济作物林或城市灌木林不应砍伐通道。导线与果树、经济作物、城市绿化灌木以及街道行道树木之间的最小垂直距离应符合表13.0.5-3规定的数值。
表13.0.5-3 导线与果树、经济作物、城市绿化灌木及街道行道树木之间的最小垂直距离
标称电压(kV) | 1000 | |
单回路 | 同塔双回路(逆相序) | |
垂直距离(m) | 16 | 15 |
13.0.6 1000kV架空输电线路跨越弱电线路(不包括光缆和埋地电缆)时,其交叉角应符合表13.0.6的规定。
表13.0.6 1000kV架空输电线路跨越弱电线路(不包括光缆和埋地电缆)的交叉角
弱电线路等级 | 一级 | 二级 | 三级 |
交叉角 | ≥45° | ≥30° | 不限制 |
13.0.7 1000kV架空输电线路与甲类火灾危险性的生产厂房、甲类物品库房、易燃、易爆材料堆场,以及可燃或易燃、易爆液(气)体储罐的防火间距,不应小于杆塔全高加3m。
13.0.8 1000kV架空输电线路与地埋输油、输气管道的平行接近距离,应根据线路和管道的具体参数计算确定。
13.0.9 1000kV架空输电线路与铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路交叉或接近的要求,应符合下列规定:
1 1000kV架空输电线路与铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路交叉最小垂直距离,应符合表13.0.9-1的规定。
表13.0.9-1 1000kV架空输电线路与铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路交叉最小垂直距离
项目 | 单回路最小垂直距离(m) | 双回路(逆相序)最小垂直距离(m) | |
铁路 | 至轨顶 | 27 | 25 |
至承力索或接触线 | 10(16) | 10(14) | |
公路 | 至路面 | 27 | 25 |
通航河流 | 至五年一遇洪水位 | 14 | 13 |
至最高航行水位桅顶 | 10 | 10 | |
至最高航行水位 | 24 | 23 | |
不通航河流 | 百年一遇洪水位 | 10 | 10 |
冬季至冰面 | 22 | 21 | |
弱电线 | 至被跨越物 | 18 | 16 |
电力线 | 至被跨越物 | 10(16) | 10(16) |
架空特殊管道 | 至管道任何部分 | 18 | 16 |
表13.0.9-2 1000kV架空输电线路与铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路水平接近距离
项目 | 最小水平距离(单回路/双回路逆相序)(m) | |||
铁路 | 杆塔外缘至轨道中心 | 交叉:塔高加3.1,无法满足要求时可适当减小, 但不得小于40 平行:塔高加3.1,困难时双方协商确定 | ||
公路 | 交叉 | 杆塔外缘至路基边缘 | 15或按协议取值 | |
平行 | 边导线至路基边缘 | 开阔地区 | 最高塔高 | |
路径受限制地区 | 15/13或按协议取值 | |||
通航河流 | 塔位至河堤 | 河堤保护范围之外或按协议取值 | ||
不通航河流 | ||||
弱电线 | 与边导线间(平行) | 路径受限制地区(最大风偏情况下) | 13/12 | |
电力线 | 与边导线间(平行) | 路径受限制地区 | 杆塔同步排列取20杆塔交错排列导线最大风偏时取13 | |
架空特殊管道 | 与特殊管道平行时, 边导线至管道任何部分 | 开阔地区 | 最高塔高 | |
路径受限制地区(最大风偏情况下) | 13 |
2 走廊内受静电感应可能带电的金属物应予以接地;
3 跨越220kV及以上线路,铁路,高速公路,一级公路,一、二级通航河流及特殊管道等时,悬垂绝缘子串宜采用双挂点、双联Ⅰ串或Ⅴ串型式;
4 线路跨越铁路,高速公路,一级公路,电车道,一、二级通航河流,110kV及以上电力线,特殊管道,索道时,不得接头;
5 跨越110kV及以上输电线路时,交叉角不应小于15°。跨越铁路时,交叉角不宜小于45°,但不应小于30°,且不宜在铁路车站出站信号机以内跨越。
14 环境保护
14.0.1 输电线路设计应符合国家有关环境保护、水土保持的规定。
14.0.2 输电线路设计中应对电磁干扰、噪声等污染因子采取必要的防治措施。
14.0.3 输电线路可听噪声控制值和无线电干扰控制值应符合本规范第5.0.2条和第5.0.3条的规定。
14.0.4 对沿线相关的弱电线路和无线电设施应进行通信保护设计并采取相应的处理措施。
14.0.5 山区线路应采用全方位长短腿加不等高基础配合使用。
14.0.6 线路经过经济作物或林区时,宜采取跨越设计。
15 劳动安全和工业卫生
15.0.1 输电线路设计时,应满足国家规定的有关防火、防爆、防尘、防毒及劳动安全与卫生等的要求。
15.0.2 输电线路杆塔应采取高空作业工作人员的安全保护措施。
15.0.3 施工时应针对由邻近输电线路可能产生的感应电压采取安全保护措施。
15.0.4 对平行接近或交叉的其他输电线路、通信线等存在感应电压影响时,且邻近线路在施工、运行和维修时,应做好安全措施。
16 附属设施
16.0.1 新建输电线路在交通困难地区设巡线站时,其维护半径可取40km~50km,如沿线交通方便或该地区已有生产运行机构,也可不设巡检站。巡检站应配备必要的备品备件、检修材料、维护检修工器具以及交通工具。
16.0.2 杆塔上的固定标志应符合下列规定:
1 所有杆塔均应标明线路的名称、代号和杆塔号;
2 所有耐张型杆塔、分支杆塔和换位杆塔前后各一基杆塔上,均应有明显的相位标志;
3 在多回路杆塔上或在同一走廊内平行线路的杆塔上,均应标明每一线路的名称和代号;
4 高杆塔应按航空部门的规定装设航空障碍标志;
5 杆塔上固定标志的尺寸、颜色和内容还应符合运行部门的要求;
6 跨越铁路时杆塔处应设置标志牌。
16.0.3 新建输电线路宜根据现有运行条件配备适当的通信设施。
16.0.4 一般线路杆塔登高设施可选用脚钉或直爬梯,并可设置简易的检修人员休息平台。大跨越杆塔应设置旋转爬梯,必要时可增设攀爬机或电梯等设施。
16.0.5 杆塔可安装高空作业人员的防坠落装置。
附录A 高压架空线路污秽分级标准
表A 高压架空线路污秽分级标准
污秽等级 | 污湿润特征 | 盐密(mg/cm²) | 线路爬电比距(cm/kV) |
0 | 大气清洁地区及离海岸盐场50km以上无明显污染地区 | ≤0.03 | 1.45(1.60) |
Ⅰ | 大气轻度污染地区,工业区和人口低密集区,离海岸盐场10km~50km地区。 在污闪季节中干燥少雾(含毛毛雨)或雨量较多时 | >0.03~0.06 | 1.45~1.82(1.60~2.00) |
Ⅱ | 大气中等污染地区,轻盐碱和炉烟污秽地区,离海岸盐场3km~10km地区。 在污闪季节中潮湿多雾(含毛毛雨)但雨量较少时 | >0.06~0.10 | 1.82~2.27(2.00~2.50) |
Ⅲ | 大气污染较严重地区,重雾和重盐碱地区,近海岸盐场1km~3km地区, 工业与人口密度较大地区,离化学污源和炉烟污秽300m~1500m的较严重污秽地区 | >0.10~0.25 | 2.27~2.91(2.50~3.20) |
Ⅳ | 大气特别严重污染地区,离海岸盐场1km以内,离化学污源和炉烟污秽300m以内的地区 | >0.25~0.35 | 2.91~3.45(3.20~3.80) |
附录B 各种绝缘子的特征指数m1参考值
B.0.1 各种绝缘子的特征指数m1参考值应符合表B.0.1-1的规定。瓷和玻璃绝缘子试品的尺寸应符合表B.0.1-2的规定,各种绝缘子试品的形状见图B.0.1。
表B.0.1-1 各种绝缘子的特征指数m1参考值
试品 | 材料 | m1值 | ||
盐密0.05mg/cm² | 盐密0.2mg/cm² | 平均值 | ||
1# | 瓷 | 0.66 | 0.64 | 0.65 |
2# | 0.42 | 0.34 | 0.38 | |
3# | 0.28 | 0.35 | 0.32 | |
4# | 0.22 | 0.40 | 0.31 | |
5# | 玻璃 | 0.54 | 0.37 | 0.45 |
6# | 0.36 | 0.36 | 0.36 | |
7# | 0.45 | 0.59 | 0.52 | |
8# | 0.30 | 0.19 | 0.25 | |
9# | 复合 | 0.18 | 0.42 | 0.30 |
表B.0.1-2 瓷和玻璃绝缘子试品的尺寸
试品 | 材料 | 盘径(mm) | 结构高度(mm) | 爬电距离(cm) | 表面积(cm²) | 重量(kg) | 机械强度(kN) |
1# | 瓷 | 280 | 170 | 33.2 | 1730.27 | 8.5 | 210 |
2# | 300 | 170 | 45.9 | 2784.86 | 11.5 | 210 | |
3# | 320 | 195 | 45.9 | 3025.98 | 13.5 | 300 | |
4# | 340 | 170 | 53.0 | 3627.04 | 12.1 | 210 | |
5# | 玻璃 | 280 | 170 | 40.6 | 2283.39 | 7.2 | 210 |
6# | 320 | 195 | 49.2 | 3084.64 | 10.6 | 300 | |
7# | 320 | 195 | 49.3 | 3147.4 | 11.3 | 300 | |
8# | 380 | 145 | 36.5 | 2476.67 | 6.2 | 120 |
图B.0.1 各种绝缘子试品的形状
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《建筑结构荷载规范》GB 50009
《碳素结构钢》GB/T 700
《低合金高强度结构钢》GB/T 1591
《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1
《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》GB/T 3098.2