2南方电网中重冰区架空输电线路设计技术规定评审修改稿0508.docx

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2南方电网中重冰区架空输电线路设计技术规定评审修改稿0508

中国南方电网有限责任公司企业标准

中重冰区架空输电线路设计

技术规定

Technicalcodeofdesignoverhead

TransmissionLineinmedium-heavyicingarea

Q/CSGXXXXX－2008

（送审稿）

2008-XX-XX发布2008-XX-XX实施

中国南方电网有限责任公司发布

Q/CSG

中国南方电网有限责任公司企业标准

Q/CSGXXXXX－2008

中重冰区架空输电线路设计

技术规定

Technicalcodeofdesignoverhead

TransmissionLineinmedium-heavyicingarea

（送审稿）

2008-XX-XX发布2008-XX-XX实施

中国南方电网有限责任公司发布

前言I

1范围1

2规范性引用文件1

3总则1

4术语和符号1

5路径4

6覆冰气象条件4

7导线、地线5

8绝缘子和金具6

9绝缘配合和防雷7

10导线布置7

11杆塔型式8

12杆塔荷载9

13杆塔定位及交叉跨越13

前言

2008年初，我国南方地区遭遇了极为罕见的低温雨雪冰冻重大自然灾害，南方电网区域的贵州大部分地区、广西桂北地区、广东粤北地区、云南滇东北地区的电网设施遭受严重破坏，部分地区供电中断，电网运行、电力供应、西电东送、灾区人民正常生产和生活秩序皆受到严重影响。

严重的冰灾提醒我们，我国电网抵御和防范极端灾害天气的能力有待提高，对现行的电网建设标准以及规程规范有必要进行完善。

为了进一步提高电网应对低温雨雪冰冻等重大自然灾害的能力，更好地指导今后的电网规划建设，保证电网安全稳定运行，南方电网公司组织专家于2008年2月19日至20日在贵阳对《南方电网公司提高应对低温雨雪冰冻等重大自然灾害能力专题研究报告》进行了评审，并于2008年2月29日以南方电网计[2008]28号文印发了《南方电网公司提高应对低温雨雪冰冻等重大自然灾害能力专题研究报告专家评审意见》，提出了完善输电线路有关设计标准的指导性意见。

2008年2月29日发布的《中国南方电网公司抗灾保电总指挥部第3号令》明确要求按照南方电网公司2月19日专题会议专家评审意见制定相关线路的设防标准和加固方案。

根据《中国南方电网公司抗灾保电总指挥部第3号令》的精神和南方电网计[2008]28号文的指导意见，为规范设计，统一标准，确保工程安全和工程造价合理，编制本规定。

本规定编制的指导思想是：

吸取冰灾教训，以科学发展观为指导，与国家经济发展水平相适应，贯彻电力建设基本方针，认真落实安全可靠、先进适用、经济合理、重点突出的原则，兼顾工程可靠性和经济性，适度提高电网设防标准，加强电网抵御自然灾害的能力。

本规定编制的技术原则：

遵照中国南方电网有限责任公司南方电网计[2008]28号《关于印发南方电网公司提高应对低温雨雪冰冻等重大自然灾害能力专题研究报告专家评审意见的通知》的精神和DL/T5092-1999《110～500kV架空送电线路设计技术规程》、《重冰区架空输电线路设计技术规定》（试行），针对冰灾暴露的薄弱环节，在充分总结和分析我国中、重冰区线路设计运行经验及科研成果的基础上编制而成。

规定针对中、重冰线路特点，突出了线路路径选择、导地线选择和布置、杆塔型式、杆塔荷载及交叉跨越等的技术要求。

中、重冰线路设计，除应执行本规定外，尚应符合现行的有关国家标准和电力行业标准的规定。

本规定由XXXXXXXXX归口。

本规定则主要编制单位：

XXX

本规定参加编制单位：

XXX

1范围

　　本规定适用于110～500kV中、重冰区架空输电线路设计，其它电压等级的高压交直流中、重冰区架空输电线路设计可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本规定的引用而成为本规定的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后的有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规定，然而，鼓励根据本规定达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规定。

DL/T5158－2002电力工程气象勘测技术规程

DL/T5092－1999110～500kV架空输电线路设计技术规程

南方电网公司110～500kV架空输电线路设计技术规定

3总则

3.0.1输电线路设计冰厚为10mm~20mm（冰密度0.9g/cm3）的地区，称为中冰区，输电线路设计冰厚为20mm（冰密度0.9g/cm3）及以上的地区，称为重冰区。

3.0.2本规定作为“南方电网公司110～500kV架空输电线路设计技术规定”的补充。

3.0.3中、重冰区线路设计应首先采用避冰及抗冰。

有条件地区经技术经济比较后可采用融冰及防冰等措施。

对设计采用融冰及防冰等措施的线路应合理选择设计冰厚，以便具有一定的抗冰能力。

3.0.4结合中、重冰区线路设计，有条件时应设置观冰站（点），加强对冰凌资料的积累和设计、运行经验的总结。

3.0.5本规定根据输电线路的重要性按电压等级将线路分为三类：

　　一类：

500kV；

　　二类：

重要220kV；

三类：

220kV及110kV。

4术语和符号

4.1术语

4.1.1雨淞glaze

粒径较大的过冷却水滴，碰撞在物体上，先散开成水膜然后冻结成冰凌，呈湿增长方式。

冰体透明坚固，比重大，粘附力强，常伴有冰柱。

4.1.2雾淞softrime

粒径较小的过冷却水滴，随气流浮动，在碰击物体瞬间即冻结成冰凌，呈干增长方式。

冰体白色疏松，比重小，粘附力较弱，通常在物体的迎风面冻结。

4.1.3混合淞hardrime

当不同粒径的过冷却水滴，随气流浮动，在碰撞物体瞬间，部份呈干增长，部份呈湿增长。

冰体呈半透明状，比重中等，常在物体的迎风面冻结，有一定的粘附力。

4.1.4湿雪wetsnow

冻结的雪片，在降落过程中，通过一段温暖层后，雪片趋于潮湿、融化，然后冻结在物体上，冰体呈白色堆积状，比重和附着力均偏小。

4.1.5冻雨覆冰precipitationicing

具有较大粒径的过冷却水滴，在重力作用下，沉积在物体上，冻结成雨淞或混合淞。

4.1.6冻雾覆冰in－cloudicing

具有较小粒径的过冷却水滴，随气流浮动，冻结在物体上形成雾淞，或混合淞。

4.1.7覆冰气流airflowinicing

即含有一定数量过冷却水滴的气团，能构成线路有较大的覆冰。

4.1.8中冰区mediumicingarea

设计冰厚为大于10mm小于20mm的地区。

4.1.9重冰区heavyicingarea

设计冰厚为20mm及以上的地区。

4.1.10基本冰厚referenceicethickness

未作订正的正常设计冰厚。

4.1.11设计冰荷载designiceload

按设计规定要求选用的重现期年的冰荷载。

4.1.12验算冰荷载，checkiceload

按稀有或低概率选择的计算冰荷载。

此时，各构件材料的应力达到材料的屈服限度。

4.1.13凝冻高度condensationlevel

冬季覆冰时期，地面气温在0℃及以下地区的地面高程值。

它有利于覆冰的形成与发展。

4.1.14微地形地段partial－terrain

线路中有利于覆冰加重发展的局部地形。

如：

（1）高出于地区凝冻高度的地段；

（2）促使覆冰气流增速的垭口、风道地段；

（3）迫使覆冰气流抬升，过冷却水滴增多的长缓坡地段；

（4）使覆冰增长期加长的地段。

（5）冬季水汽充足的河流、湖泊等潮湿地区；

（6）在封闭低洼的盆形地区，可能形成局部沉积型覆冰小气候区。

4.1.15可靠性高的连续档跨越，reliablecrossbysuspensiontower

为保证与被跨越物的安全间距要求：

（1）跨越档两侧的悬垂型杆塔应能承受验算冰荷载和抗串倒的能力；

（2）交叉点的垂直距离应能满足邻档断线的要求；

（3）跨越档两侧悬垂型杆塔的悬垂线夹应使用强握力线夹或双线夹，防止导线滑移。

4.2符号

本规程所用的符号

As－构件承受风压面积计算值，m2；

B1－导、地线覆冰后风荷载增大系数；

B2－杆塔构件覆冰后风荷载增大系数；

B3－绝缘子覆冰后风荷载增大系数；

d－导线或地线的外径或覆冰时的计算外径，m；

K1－绝缘子机械强度的安全系数；

Lp－杆塔的水平档距，m；

T－绝缘子承受的最大使用荷载或断线、断联、验算覆冰荷载，kN；

TR－绝缘子的额定机械破坏负荷，kN；

Wo－基准风压标准值，kN/m2；

Ws－杆塔风荷载标准值，kN；

Wx－垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值，kN；

－风压不均匀系数；

c－导线及地线风荷载调整系数；

z－杆塔风荷载调整系数；

－风向与导线或地线方向之间的夹角，度；

s－构件的体型系数；

sc－导线或地线的体形系数；

z－风压高度变化系数；

5路径

5.0.1路径方案选择在保证安全的前提下，应通过技术经济比较确定，并力求避开严重覆冰地段。

5.0.2路径选择应尽量做到

（1）避开调查确定的覆冰严重地段和覆冰污秽地区；

（2）沿起伏不大的地形走线；

　　（3）避免横跨垭口、风道和通过湖泊、水库等容易覆冰的地带；

　　（4）避免大档距、大高差；

　　（5）通过山岭地带，宜沿覆冰时背风坡或山体阳坡走线；

（6）耐张段不宜太长，对中冰区线路不宜大于5km，对重冰区线路不宜大于3km；

（7）转角角度不宜过大。

6覆冰气象条件

6.0.1架空输电线路设计冰厚应采取以下标准：

220kV及以下等级为30年一遇的冰厚；500kV为50年一遇的冰厚。

6.0.2在有足够的覆冰观测资料，并确认资料有效性的情况下，应采用概率统计法确定线路设计冰厚，其概率模型宜采用极值I型分布；甚少或无覆冰观测资料可用时，应通过对附近已有线路的覆冰调查分析确定设计冰厚。

6.0.3设计中、重冰区线路应全面搜集气象站、观冰站、电力线、弱电线、微波塔等冰凌资料，并深入现场调查访问，掌握沿线历年覆冰情况、冰凌性质、冻结高度、大冰凌出现年份和重现次数。

6.0.4在搜集资料的基础上，结合线路所经地段及周围的地形、地物、相对高差、路径走向、架设高度和覆冰时的风速、风向、湿度等气象要素及附近已有线路的运行情况综合分析。

注意微地形、微气候对覆冰增大的影响，合理确定设计冰厚和划分冰区。

6.0.5覆冰气象条件一般可参照表6.0.5

（1）、6.0.5

（2）中所列数值。

表6.0.5

（1）中冰线路的覆冰气象条件

冰区

Ⅰ

Ⅱ

设计冰厚（mm）

同时风速（m/s）

同时气温（℃）

－5

冰的密度（g/cm3）

0.9

表6.0.5

（2）重冰线路的覆冰气象条件

冰区

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

设计冰厚（mm）

同时风速（m/s）

（如有实测资料，覆冰同时风速应按实测资料选取。

）

同时气温（℃）

－5

冰的密度（g/cm3）

0.9

6.0.6地线覆冰厚度应较导线增加不小于5mm

6.0.7严重覆冰地段如调查中出现概率极小的重冰，宜按稀有的覆冰厚度进行验算。

7导线、地线

7.0.1中、重冰区线路的导线及分裂根数选择，在满足安全运行的情况下应根据技术经济比较和运行经验确定。

7.0.2导、地线在弧垂最低点的设计安全系数不应小于2.5，在悬挂点的设计安全系数不应小于2.25。

架设在滑动线夹上的导、地线，还应计算悬挂点局部弯曲引起的附加应力。

在验算覆冰条件下，导线弧垂最低点的最大应力，不应超过其拉断应力的70%。

导线悬挂点的最大应力，不应超过其拉断应力的77%。

7.0.3地线（含OPGW）的设计安全系数，应大于导线的设计安全系数。

7.0.4500kV线路的地线采用镀锌钢绞线时，标称截面不宜小于100mm2。

7.0.5中、重冰区线路不应采用全介质自承式光缆（ADSS）。

采用的光纤复合架空地线（OPGW）应满足脱冰跳跃及过载对其机械强度的要求。

8绝缘子和金具

8.0.1绝缘子机械强度的安全系数，不应小于表8.0.1所列数值。

双联及多联绝缘子串应验算断一联后的机械强度，其荷载及安全系数按断联情况考虑。

表8.0.1绝缘子机械强度安全系数

情况

最大使用荷载

断　线

断　联

验　算

盘　型

棒　型

安全系数

2.7

3.0

1.8

1.5

1.8

　　绝缘子尚应满足正常运行情况常年荷载状态下安全系数不小于4.0。

绝缘子机械强度的安全系数Ｋ1应按照式（8.0.1）计算

Ｋ1＝TR/T　　　　　　　　　　（8.0.1）

式中：

　　TR－绝缘子的额定机械破坏负荷，kN；

　　T－绝缘子承受的最大使用荷载、断线、断联荷载、验算或常年荷载，kN。

断线、断联、验算的气象条件是：

无风、有冰、－5℃；断线张力见12.0.5节。

常年荷载是指年平均气温条件下绝缘子所承受的荷载。

8.0.2金具机械强度的安全系数不应小于下列数值：

　　最大使用荷载情况：

2.5

　　断线、断联、验算情况：

1.5

8.0.3220kV及以上的中、重冰区线路，地线不宜绝缘。

8.0.4为减轻或防止不平衡张力、脱冰跳跃和舞动对导线的损害，宜采用预绞丝护线条保护。

不得使用非固定型线夹。

导线使用重锤应采用固定型。

8.0.5导线间隔棒应充分考虑重冰线路的运行特点，减小次档距，增加抗扭强度。

9绝缘配合和防雷

9.0.1输电线路的绝缘配合应使线路能在工频电压、操作过电压、雷电过电压等各种条件下安全可靠运行。

中、重冰区线路还应按绝缘子串覆冰后的工频污湿耐压强度进行校核。

9.0.2耐张型杆塔应加跳线绝缘子串。

9.0.3重冰区单回路杆塔上地线对边导线的保护角，500kV输电线路宜不大于15°，220kV及以下的输电线路宜采用20°左右，单地线输电线路宜采用25°左右。

中冰区杆塔上地线对边导线的保护角，对于同塔双回输电线路，220～500kV线路的保护角宜不大于0°，110kV线路宜不大于10°；对于单回路输电线路，500kV线路的保护角宜不大于10°,220kV及以下的线路宜不大于15°；单地线线路宜不大于25°。

9.0.4110kV线路为了减少导线与地线间闪络事故，可将重冰地段地线按运行相电压绝缘。

冰期过后，应恢复地线直接接地方式。

10导线布置

10.0.1　为了减少或避免导线间的闪络事故，如采用非水平排列方式，杆塔上应有足够的垂直线距和水平位移，以满足导线与地线或导线之间在不同期脱冰时静态和动态接近的电气间隙要求。

静态接近垂直距离不应小于操作过电压的间隙值；动态接近距离不应小于工频电压的间隙值。

10.0.2　中、重冰区导线的水平线间距离应根据线路的运行经验确定，当缺乏运行经验时，可较“南方电网公司110～500kV架空输电线路设计技术规定”规定的导线水平线间距离要求值加大5～15％。

10.0.3　上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的水平偏移值如无运行经验，不宜小于表10.0.3

（1）、10.0.3

（2）中所列的数值。

表

10.0.3

（1）中冰区上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的水平偏移值

水平偏移（m）电压（kV）

冰　区

110

220

500

Ⅰ

0.75

1.25

2.0

Ⅱ

1.0

1.5

2.25

表10.0.3

（2）重冰区导线与地线间的水平偏移值

水平偏移（m）电压（kV）

冰　区

110

220

500

Ⅰ

1.5

2.0

3.0

Ⅱ

2.0

2.5

3.5

Ⅲ

按10.1条计算方式决定

Ⅳ

10.0.4　中、重冰区导线和地线在档距中央的垂直距离除满足过电压保护要求外，还要校验导线和地线不同期脱冰时的静态接近垂直距离，此距离不应小于线路操作电压间隙值。

　　校验条件：

按连续档中间一档导线脱冰，其余档导线和地线不脱冰计算。

中间档的脱冰率，宜根据运行经验确定，当缺乏资料时，对110～220kV重冰区线路可选不小于设计冰重的60％，110～220kV中冰区线路可选不小于设计冰重的50％，500kV重冰区线路可选不小于设计冰重的80％，500kV中冰区线路可选不小于设计冰重的70％。

10.0.5　110kV线路当地线按运行相电压绝缘以防止导线与地线间闪络事故时，可不校验导线和地线不同期脱冰时的静态接近垂直距离。

水平偏移可根据运行经验适当减少。

10.0.6线路不宜在重冰区换位。

11杆塔型式

11.0.1中、重冰区线路不宜采用下列型式的杆塔：

（1）导线非对称排列的杆塔；

（2）导线与地线无水平偏移的杆塔；

11.0.2重冰区线路宜采用单回路导线水平排列的杆塔。

11.0.3　杆塔结构应根据中、重冰线路的特点进行设计：

（1）拉线杆塔的根部结构宜为铰结支承；

（2）不应采用转动横担或变形横担；

　　（3）110kV线路30以上转角杆塔和220kV及以上线路耐张型杆塔宜采用自立式铁塔；

（4）钢筋混凝土杆应有便于冰期登杆的设施。

12杆塔荷载

12.0.1　杆塔自身（包括立体横担及支架）覆冰时风荷载按式（12.0.1）计算：

WS＝W0·μz·μS·βz·B2·AS　　　　　　　（12.0.1）

式中：

　　W0＝

－杆塔基准风压标准值，kN/m2；

　　Ws－覆冰时的杆塔风荷载标准值kN；

　　μz－风压高度变化系数；

　　βz－杆塔风荷载调整系数；

　　μS－构件的体型系数；

　　AS－迎风面的构件投影面积，m2；

　　B2－杆塔构件覆冰后风荷载增大系数（15mm冰区取1.6，20mm冰区取1.8，20mm

以上冰区取2.0～2.5）；

　　V－覆冰时的风速；m/s。

12.0.2　导线、地线覆冰时风荷载按式（12.0.2）计算：

WX＝·W0·z·sc·c·B1·d·Lp·sin2　　　（12.0.2）

式中：

　　WX－垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值，kN；

　　c－500kV导线及地线风荷载调整系数；

　　－风压不均匀系数；

　　sc－导线或地线体型系数；

　　B1－导、地线覆冰后风荷载增大系数（15mm冰区取1.3，20mm及以上冰

区取1.5～2.0）；

　　z－风压高度变化系数；

　　d－导线或地线覆冰（密度0.9g/cm3）的计算外径，m；

　　LP－水平档距，m；

－风向与导线或地线方向的夹角，度。

12.0.3绝缘子串风荷载的标准值，应按式（12.0.3）计算

WI=W0·μZ·B3·AI（12.0.3）

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，m2。

B3——绝缘子覆冰后风荷载增大系数，15mm冰区取1.3，20mm及以上冰区取

1.5～2.0。

12.0.4　各类杆塔均应按线路的正常运行情况（包括最大风速、设计冰厚、最低气温及其组合）、断线情况、不均匀冰荷载情况和安装情况的荷载进行计算。

必要时，还需按稀有的覆冰荷载情况进行验算。

12.0.5　断线情况按断线、－5℃、有冰、无风荷载计算。

重冰区断线张力应按表12.0.5

（1）的覆冰率计算，且不应小于表12.0.5

（2）的取值。

中冰区断线张力应满足表12.0.5（3）的取值要求。

荷载组合情况如下：

（1）单回路杆塔：

悬垂型为断一相导线、地线未断；断任意一根地线，导线未断。

耐张型为在同一档内断任意两相导线，地线未断；断任意一根地

线和任意一相导线。

（2）双回路杆塔：

在同一档内断任意两相导线、地线未断；断任意一根地线和任意

一相导线。

（3）多回路及以上杆塔：

在同一档内断任意三相导线、地线未断；断任意一根地线

和任意两相导线。

表12.0.5

（1）重冰区导线、地线断线时的覆冰率

冰　区

悬垂型杆塔

耐张型杆塔

覆冰率（％）

一类

二类

三类

一类

二类

三类

重冰区

Ⅰ（20mm）

100

Ⅱ（30mm）

100

Ⅲ（40mm）

100

Ⅳ（50mm）

100

注：

垂直荷载取100％设计覆冰荷载。

表12.0.5

（2）重冰区断线张力取值表

冰　区

断线张力（最大使用张力的百分数）（％）

悬垂型杆塔

耐张型杆塔

导线

地线

导线

地线

Ⅰ

100

Ⅱ

100

Ⅲ

100

Ⅳ

100

表12.0.5（3）中冰区断线张力取值表

冰　区

断线张力（最大使用张力的百分数）（％）

悬垂型杆塔

耐张型杆塔

单导线

双分裂导线

双分裂以上导线

地线

单导线

双分裂及以上导线

地线

Ⅰ

平丘25

山地30

平丘20

山地25

100

Ⅱ

100

12.0.6　产生不平衡张力的不均匀冰荷载情况按未断线、－5℃、有不均匀冰、有风计算。

不平衡张力应按表12.0.6

（1）的覆冰率计算，且重冰区不平衡张力不应小于表12.0.6

（2）的取值，中冰区不平衡张力不应小于表12.0.6（3）的取值。

荷载组合情况如下：

（1）每相导线和每根地线同时同向有不均匀覆冰荷载，组合使杆塔承受最大的弯矩；

（2）每相导线和每根地线同时不同向有不均匀覆冰荷载，组合使杆塔承受最大扭矩。

表12.0.6

（1）不平衡张力覆冰率计算条件表

线路等级

悬垂型杆塔

耐张型杆塔

覆冰率（％）

一侧

另一侧

一侧

另一侧

一类

100

二类

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