输电线路设计—导线风偏计算及校验.
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三算专题:导地线跨越展放施工时风偏计算(附计算表格)在进行跨越方案编制时,为了确定封网宽度或者跨越架架体的宽度,我们需要对导地线展放施工时的风偏距离进行计算。
1.安规记载:12.1.1.6跨越架的中心应在线路中心线上,宽度应考虑施工期间牵引绳或导地线风偏后超出新建线路两边线各2.0m,且架顶两侧应设外伸羊角。
这个规定是针对竹、木、钢管跨越架的。
2.DL 5106-1999《跨越电力线路架线施工规程》(目前已经过期)中,有以下规定:这个条款,是在一般规定里面,针对所有型式的跨越架,从公式中我们可以看出,其要求是风偏后两边线各1.5m,与安规冲突。
3.最新版DL 5106-2017《跨越电力线路架线施工规程》出来后,仅对格构式跨越架架顶宽度进行了规定,其它型式的则没提到宽度的事,非常蹊跷。
4.DL/T5301-2013《架空输电线路无跨越架不停电跨越架线施工工艺导则》的规定,我个人认为是有问题的,它仅仅考虑了分裂导线自身宽度和风偏,没有考虑遮护裕度,具体如下:我个人认为,绝缘绳网的宽度计算,应在上述计算结果的基础上,加上4.0m(每侧各考虑2.0m裕度)。
综上所述,采用竹、木、钢管跨越架(即我们常说的常规架子)时,架顶宽度按照《电网安规》,采用格构式跨越架时,架顶宽度按照DL 5106-2017《跨越电力线路架线施工规程》,采用无跨越架封网(也叫悬索式跨越架、吊桥式跨越架)时,按照《无跨越架工艺导则》。
实际上,我建议采用格构式跨越架时,也应考虑每侧各2.0m的裕度。
说了半天,我们切入正题,介绍风偏的计算公式。
规程里面,只讲了风速10m/s的情况下,两侧带悬垂串的工况。
我们来补充不同风速、一侧带悬垂另一侧耐张的工况。
(1)两侧均带有悬垂串(或者两侧都是耐张串)施工线路导线或地线在安装气象条件下跨越点处风偏距离计算公式:Z x=W4(10)[x(l-x) /(2H) +λ/W]其中:W4(10)=0.0613Kd,当风速变化时,W4(*)=0.0613Kd*(V/10)^2,这个是小编后加的。
架空输电线路风偏计算研究摘要:架空输电线路通常在露天环境下完成架设及投入运行,因而,常常会受到当地自然气候环境变化的影响,遭遇大风天气时,会出现杆塔塔身部位放电等状况,进而出现风偏闪络问题。
架空输电线路的风偏闪络,属于架空输电线路实际运行维护期间常见的一种问题状况,因此计算风偏角,对于架空输电线路的总体设计及后期运维有着一定的积极作用。
故而,本文主要介绍悬垂绝缘子串相应风偏的摇摆角计算、风速的反算过程等,对档距变化、风偏角及绝缘子串的长度等相互间的实际关系,综合研究导线风偏各种影响因素,便于今后更好地开展架空输电线路的总体设计及后期运维等各项专业性工作。
关键词:架空;输电线路;风偏;计算;前言:架空输电线路绝缘子串及架空输电导线,处于风荷载的作用之下,会有风偏摆动情况产生,若有带电部分在摇摆期间与杆塔间距比允许电气间隙小,则杆塔与输电导线相互间就会有放电情况出现,极易引发风偏闪络方面的事故问题,进而造成人身与设备重大事故。
故而,针对常常出现的输电线路风偏故障及大风天气地区,需进行相关信息数据采集,计算输电线路的风偏故障,已经能够为线路的设计单位及维护单位等提供重要参考。
架空输电线路的悬垂绝缘子串处于风荷载的作用之下会产生一定角度的偏移状况,即为一种风偏角现象。
计算风偏角,对于架空输电线路总体设计及后期运维均有着至关重要的作用。
鉴于此,本文主要围绕着架空式输电线路的风偏计算开展深入研究及探讨,望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。
一、架空输电线路中悬垂绝缘子串的风偏角具体计算悬垂绝缘子串的风偏角具体计算列式如下:θ=arctan[(0.5βsPj+βsWh)/(0.5Gj+Wv)]。
在该列式当中,βs表示杆塔处于风荷载的作用下具体调整系数,也称风压高度变化系数;Wv、Wh表示导线作用于绝缘子串的末端垂直荷载与水平荷载;Gj表示悬垂绝缘子串自重荷载;Pj表示悬垂绝缘子串的风压。
导线风荷载计算公式
1.输电线路选线工程设计技术规定(DL/T5414-2024)中的导线风荷载计算公式:
F=0.5*ρ*V^2*C*A
其中,F为单位长度的导线风荷载,ρ为空气密度,V为风速,C为系数,A为导线横截面积。
空气密度ρ可根据海拔高度和气温进行插值计算。
风速V可以根据气象数据或者工程经验进行选取。
系数C根据导线的形状和布置方式确定,通常取值范围在0.6~0.8之间。
导线横截面积A可以通过导线的规格和参数计算得到。
2.国际电工委员会(IEC)标准中的导线风荷载计算公式:
F=0.5*ρ*V^2*Cd*Af
其中,F为单位长度的导线风荷载,ρ为空气密度,V为风速,Cd为阻力系数,Af为参考面积。
空气密度ρ的计算方式与上述公式相同。
风速V的选取方法与上述公式相同。
阻力系数Cd根据导线的形状和布置方式确定,通常取值范围在
0.6~1.2之间。
参考面积Af可以通过导线横截面积和系数来计算得到。
需要注意的是,以上的导线风荷载计算公式仅适用于水平或接近水平
的导线,若导线存在较大的坡度或垂直度,还需要根据实际情况进行修正。
此外,在实际工程中,导线的风荷载计算通常还需要考虑导线的振动
性能、支柱和绝缘子的强度等因素,以保证输电线路的安全可靠运行。
因此,在进行导线风荷载计算时,需要综合考虑多个因素,并参考相关标准
和规范。
220kV输电线路风偏故障及防控措施摘要:随着环境的日益恶化,气候也变得越来越复杂多变,许多国家的基础设施建设工作都因天气问题而受到了严重的影响,最为典型的电力系统的建设。
众所周知,220kV输电线路通常都是设置在户外的,一旦天气比较恶劣时,特别是大风天气时,很容易导致输电线路出现风偏故障,严重地影响220kV输电线路的稳定性,从而造成电弧烧伤及线路短路等现象。
如果出现风偏故障,很有可能导致输电线路中断,从而使电力系统的稳定性受到严重的影响,使人们的正常工作与生活受到严重影响。
关键词:220kV;输电线路;风偏;故障;改造1.220kV输电线路风偏故障的规律和类型1.1 220kV输电线路风偏故障规律在恶劣的天气环境下,特别是大风天气环境下,很容易出现220kV输电线路风偏故障,并且强风往往与冰雹、暴雨等强对流天气是相互依存的。
一旦在局部区域内出现强风天气,由于其风力比较强劲,风速也比较快,再加上其阵发性比较强,往往不会持续太长时间,很容易造成220kV输电线路风偏跳闸故障。
同时220kV输电线路的输电塔会因强风的影响而发生一定程度的角度偏移及位移改变,在空气放电间距减小时,与强风相依存的冰雹和暴雨也会在一定程度上减小杆塔与输电线路之间的间距,使其出现频繁放电现象,如此一来,在二者的共同作用下,220kV输电线路极易出现风偏故障,从而严重影响220kV输电线路的运行。
1.2 风偏的放电路径220kV输电线路风偏故障的放电路径主要包括三种形式:①输电线路对周围物体放电;②直线杆塔绝缘子对塔身放电;③耐张杆塔引流线对塔身放电[1]。
此三种风偏故障的放电路径存在着一个共同之处,即输电线上会出现明显的烧伤痕迹,可能很显然地发现风偏故障给输电线路造成的损伤。
输电线对周围物体的放电往往会出现至少100cm的烧伤长度,而且周围物体会出现明显的烧伤痕迹,可以发现周围物体的焦黑程度比较明显。
通常在地形比较繁杂且存在较大档距的地方或者地质条件比较独特的区域才会出现直线杆塔绝缘子对塔身放电,此种风偏故障往往会出现比较长的放电痕迹,而且与地面之间的角度距离比较高,在监控上往往不太突出。
谈讨10kV配电线路导线风偏计算摘要:通过配电线路导线风偏计算分析,确定导线边线在最大风偏时对建筑物、竹树、平行运行的线路、山坡、峭壁等风险点水平安全距离,确保配电线路的安全可靠运行。
关键词:配电线路,导线风偏,线路设计引言:通常配电线路设计人员凭经验或缺这方面设计知识,一般不进行导线边线风偏验算,这样,关系到该项目配电线路可能发生导线边线在最大风时,风偏后,导线对建筑物,竹树等等水平安全距离不足,发生触电事故。
设计人员务必做好、通过公式、精确计算导线边线在最大风偏水平安全距离的数据防护工作,才能保证配电线路的正常运行和人身安全。
通过从导线截图S大小、导线放线安全系数K值大小、风速V大小等参数来计算分析导线边线在最大风偏的水平安全距离,力求杜绝一切潜藏的安全隐患。
一、已知10kV配电线路导线选用钢芯铝绞线LGJ-240/30,风速V=30m/s,采用单回路设计,导线放线安全系数K=6,选用悬垂绝缘子XP-7,悬垂绝缘子串长度约H1=0.562m,重量约G J=123.6N,普通绝缘子A j=0.03m2,无需安装防振锤G f=0,地形为平地。
利用“LGJ-240/30架线应力弧垂表K=6”查得:g1=32.772x10-3N/mm2·m,G4(30)=37.946x10-3N/mm2·m,#6-#8为耐张段,耐张段长度170m,线路档距分别为 #6-#7为80m、#7-#8为90m,计算得:代表档距l0为85.4m,代表弧垂f0为1.1421m#6转角塔,转角度45度、采用H1-J-54-12转角塔,水平档距为75m、垂直档距为80m#7直线杆,采用S1-Z1-15(M)直线水泥杆,水平档距为85m、垂直档距为82m#8转角塔,转角度30度、采用H1-J-54-12转角塔,水平档距为75m、垂直档距为85m试计算#7-#8档:导线边线最大风偏值X3多少。
线路中心线距导线边线最大风偏X值多少(不考虑杆塔挠度)1、#7-#8档导线边线最大风偏值X3多少1.1、#7杆绝缘子串风偏值X1绝缘子串风压P J=(n+1)A j V2/1.6由公式分别计算得:P J运=50.6N,P J内(操)=12.7N,P J外=5.6N1.2、#7直线杆绝缘子串风偏角φφ=arctg[(P J/2+g4Al sh)/(G J/2+g1Al Ch)+G f)]由公式分别计算得:φ运=48.72810,φ内=48.13310,φ外=48.02010取最大绝缘子串风偏角φ=48.72810#7绝缘子串风偏值X1=H1Sinφ=0.422m1.3、#8耐张塔绝缘子串风偏角φ约等于01.4、#7-#8档导线弧垂风偏值X21.4.1、导线风偏角β=arctg(g4/g1)=49.184501.4.2、#7-#8导线弧垂f1计算得:f1=f0(l1/l0)2=1.268m1.4.3、#7-#8档导线弧垂风偏值#7-#8档导线弧垂风偏值X2=f1Sinβ=0.960m1.5、#7-#8档导线边线最大风偏值为X3X3=X1+X2=1.382m2、#7-#8档线路中心线距导线边线最大风偏值为X2.1、#7杆中心线与杆导线边线挂点距离为0.815m2.2、#8塔中心线与塔导线边线挂点距离为0.7825m2.3、该档中点中心线(按平地计,导线最大弧垂点发生在线路档距中间上)与导线边线挂点平均距离为0.80m2.4、#7-#8档线路中心线距导线边线最大风偏值为X=0.80+1.382=2.182m3、结论:#7-#8档线路中心线距导线边线最大风偏值为2.182m二、分析计算各类导线截图S大小、安全系数K值大小、风速V大小的不同,比较#7-#8档线路中心线距导线边线最大风偏值∑X计算过程与上面过程类似,不再赘述。
浅淡输电线路导线风偏上拔验算条件的探讨[摘要]:从送电线路导线初始应力和稳定运行应力的差异,针对这种差异对导线风偏上拔状态的影响,在送电线路设计时应选择的验算条件的探讨。
[关键词]:输电线路风偏上拔验算在送电线路工程进行杆塔头部的绝缘配合设计时,需要考虑影响因素中的一个因素是导线悬垂绝缘子串的风偏角。
导线悬垂绝缘子串的风偏角是由于风吹在绝缘子串和导线上而引起的悬垂绝缘子串偏移的角度。
悬垂绝缘子串偏移的角度易引起导线风偏上拔。
由于导线风荷载悬垂绝缘子串产生偏斜,直线杆塔两侧的档距愈大,悬垂绝缘子串偏斜也就愈严重,这种偏斜必然引起带电部份的导线,悬垂线夹,均压屏蔽环,防振锤等,对杆塔的接地部份塔身,横担,脚钉等的空气绝缘间隔减小,在工程设计中若考虑不周,就会引起闪络接地故障。
所以设计人员在设计中应高度重视对导线风偏上拔的验算,保证送电线路的安全运行。
故本文引用基本公式及计算方法对风偏上拔验算的条件加以探讨。
一、导线的风偏摇摆和上拔具有一定的一致性导线风偏摇摆是指采用悬垂绝缘子串的直线杆塔上的导线在运行状态下(最大风速,雷电过电压,操作过电压),承受水平风荷载时偏移的程度,一般以下式表示:ф=tg—1(Pj/2+Lhg4S)/(Gj/2+ Lvg1S+Gf)________(1)式中:ф——导线风偏角(°)PJ——作用于悬垂绝缘子串的风荷载(N)GJ——悬垂绝缘子串的重量(N)Lh——所在杆塔位的水平档距(m)Lv——所在杆塔位的垂直档距(m)S——导线的载面积(mm2)Gf——防振锤重量(N)g1——导线的自重比载值(N/m.mm2)g6——导线在运行电压(最大风速,内过电压,外过电压气象情况时)相应的风压比载值(N/m.mm2)由公式(1)可以得出,风偏摇摆角(ф)和水平档距(Lh )及垂直档距(Lv )的比值有关,如果已确定某一杆塔的垂直档距大,则风偏摇摆角小,反之则风偏摇摆角大。
一般在平地的线路摇摆角不够情况很少,而在山区及丘陵地带,由于地势起伏,导线悬挂点高差较大, 摇摆角不够的情况经常发生.导线上拔是在某一运行条件下(如果低气温)垂直档距小于零(Lv<0)的情况下发生的,因此风偏摇摆和上拔验算都和垂直档距的大小有关,它们二者之间具有一致性。
浅析输电线路风偏的简略估算摘要:在输电线路的日常运行管理过程中,风偏的计算是很重要的,通过对风偏的简略估算,可以很好的解决一些实际问题。
关键词:输电线路;风偏;安全距离随着社会经济的发展,人民生活水平的不断提高,对生活环境的关注日益加强。
当前居民就输电线路与民房等建筑物的安全距离不断提出质疑。
作为一名输电线路运行人员,不断的接到该类投诉,针对该类问题的应答都基于《架空输电线路运行规程 DL/T 741-2010》中的相关条款:导线与建筑物之间的垂直距离,在最大计算弧垂情况下,不应小于附表1所列数值。
(附表1)一般送电线路的最大风速,是根据当地气象台站的最大风速统计值进行选取的,在苏州地区一般最大风速均按30m/s来考虑。
由于苏州地区为平原地区,地形起伏较小,除上拔等特殊杆塔外,线路水平档距与垂直档距相差不大,通过对苏州地区不同线规、不同档距、不同地形下的输电线路最大风偏角进行计算,发现不同档距的输电线路的最大风偏角大部分处于40度~50度之间。
2、实际应用在实际工作中,不断碰到输电线路与建筑物安全距离的探讨,为方便输电线路运行人员与客户沟通,做到心中有数,通常最大风偏角可以取45度角来估算。
例:苏州地区某220kV 线路39#(2G2-SZ2-33)与40#(2G2-SJ1-21)档距内离40#塔166米且边导线外12.5米处需要建一写字楼,楼高30米。
通过查阅该输电线路资料知道耐张段的长度为602米,39#到40#档距为299米,代表档距为301米,通过查询该线路档案知道该段导线在最大气温气象条件下离房子最近处的最大弧垂为7.34米,且考虑220kV绝缘子串及金具的长度为3米,根据附图1知道,离房子最近处的摇摆半径为9米,通过CAD中简单模拟现场情况如附图2,就很容易知道,在该处建房是满足《架空输电线路运行规程 DL/T 741-2010》的。
输电线路风偏的简约估算,通过CAD的帮助,在输电线路日常运行中可以很好的提高工作效率,为输电线路运行人员提供便捷,但是对于简约估算后安全距离裕度较小的,还是建议根据理论进行详细的计算。