20mm重冰区500kV同塔双回输电线路设计_张海平

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高原输电线路单回路塔换位方式浅析

高原输电线路单回路塔换位方式浅析摘要：根据川藏铁路拉萨至林芝段供电工程实际情况，以控制电气不平衡度，确保电网的更安全稳定运行为根本出发点，提出了较为合理的单回路输电线路的换位方式。

通过列举、比较、分析单回路换位塔的形式，选择直线塔、耐张塔最优换位塔塔型。

关键词：输电线路；导线换位；不平衡度1、西藏高原输电线路换位的意义及方式1.1输电线路换位塔的意义川藏铁路拉萨至林芝段供电工程新建500千伏线路560.3公里（其中双回路2×15.736公里，单回路528.8公里），新建500千伏杆塔947基（其中耐张塔389基，直线塔556基，换位塔2基），线路曲折系数1.17，全线海拔在2900～5100m。

本工程属“藏东高山、高原区”地貌，工程所经区域全线高山大岭约占35%，峻岭约占15%，山区约占45%，丘陵约占5%，线路相对高差达800～1700m，地形坡度一般在35～65°左右，地形陡峭且地质破碎，设计、施工、运行环境恶劣。

理论分析和工程实践经验表明：单回路线路电压和电流不平衡度的大小主要取决于导线阻抗和导纳的负序与正序及零序与正序的耦合程度，线路平衡性越差，各序间耦合系数就越大，相应的不平衡度也就越大。

而导线相间的耦合系数与导、地线的空间布置有着直接的关系。

通过变换三相导线间的位置关系（即换位），以减小相间耦合系数是当前解决长距离超高压输电线路电力系统不平衡度行之有效的办法，所以为确保电力系统的安全稳定，在长距离超高压输电线路中，必须要设计好导线的换位距离及换位方式。

1.2线路长度及架设方式对电气不平衡度影响的对比分析导线相序排列方式和线路长度是影响输电线路电气不平衡度的重要因素。

按照运行电压500kV、系统正常时单回线路最大输送功率1350MW的系统运行条件，以2%作为输电线路不平衡度的限值，杆塔分别选取500kV单回路猫头塔、单回路酒杯塔时，在导线相序按照不同布置方式情况下，计算输电线路电气不平衡度结果如下图所示：图1 不同架设方式及长度下的线路不平衡度计算图从上图可以看出：线路电气不平衡度随着线路长度的增加而增大，这是因为随着线路长度的增加输电线路中不平衡电容电流明显增大。

35kV铁塔设计总论解析

第七卷35kV架空线路标准设计第一篇总论第1章总论1.1设计依据1.1.1 设计依据性文件南方电网公司关于配网工程标准设计的编制原则和指导意见。

1.1.2 主要设计标准、规程规范GB 50061-2010《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB 50009《建筑结构荷载规范》GB50545-2010《110kV〜750kV架空输电线路设计技术规范》GB50010-2002《混凝土结构设计规范》GB/T16434-1996《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》GB/T 4623-2006《环型混凝土电杆》DL/T5154-2002《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T5130-2001《架空送电线路钢管杆设计技术规定》DL/T5219-2005《架空送电线路基础设计技术规定》DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 599-1996《城市中低压配电网改造技术导则》DL/T 621-1997《交流电气装置的接地》Q/CSG 10012-2005《中国南方电网城市配电网技术导则》Q/CSG 10703-2009《110kV及以下配电网装备技术原则》Q/CSG 11501-2008《35kV及以下架空电力线路抗冰加固技术导则》Q/CSG 11503-2008《中重冰区架空输电线路设计技术规定（暂行）》1.2设计内容35kV架空线路标准设计包括杆塔的标准设计、机电组装图及加工图的标准设计。

杆塔的标准设计，即对于不同的杆塔材质、气象条件、导线截面、回路数等条件的组合，设计出一套系列化的标准设计杆塔。

机电组装图及加工图标准设计则包含张力弧垂放线表、金具组装图和接地装置图、铁附件加工图和等径杆加工图。

1.3模块划分及命名原则1.3.1 模块划分原则在本次标准设计中，架空线路针对一定电压等级、材质、气象条件、导线截面和回路数的组合而设计的一系列杆塔称为一个模块；张力弧垂放线表、金具组装图、接地装置图、铁附件加工图和等径杆加工图各为一个模块。

输电线路杆塔荷载设计计算

输电线路杆塔荷载设计计算陈斌;盖永志;陈鹏;宋志昂【摘要】Base on 5B2 module of the transmission line generaldesign,complied with the code for design of 110kV ~ 750kV overhead transmission line,this paper discussed the calculation of tower load in the design of high voltage overhead transmission lines,and offered the parameters of work condition that are in reference wind speed and design ice thickness.This paper also provided technological reference on planning and design of pole-towers.%依据5B2模块输电线路通用设计,结合GB 50545-2010《110～750 kV架空输电线路设计规范》国家标准的实施,重点讨论高压架空输电线路设计中的杆塔荷载计算问题,给出基本风速、设计覆冰等工况下风压和张力的参数取值,同时可为杆塔规划设计提供技术参考。

【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】5页(P18-22)【关键词】通用设计;杆塔荷载;工况【作者】陈斌;盖永志;陈鹏;宋志昂【作者单位】山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013【正文语种】中文【中图分类】TM7530 引言2005年，国家电网公司组织编制了“110～500 kV输电线路通用设计”，并在系统内推广应用，取得了良好的效果。

国家电网公司110-500kV输电线路通用设计修订技术要求汇总(2010年8月简洁版)

2.2 导线和地线
目前我国导线标准采用 2008 年颁布的《圆线同心绞架空导线》（GB/T1179-2008），该标准基本参照 IEC 相关的架空线路导线标准编制的，在导线设计、制造和检验方面基本与国际接轨。导线具体参数可参考表 2-2。
110～500kV 导线安全系数取 2.5，年平均运行张力 25%，其中 110kV 钢管杆导线安全系数取 8，地线安全系数取 11。
第一篇总论
一、目的和原则 2005 年以来，公司组织编制发布了 110～500kV 输电线路通用设
计并在公司系统推广应用，2006 年又增补了紧凑型、同塔多回等模块，取得了良好效果。目前，输电线路设计相关国家标准、行业规范已经颁布实施。为进一步深化基建标准化建设，全面推进输电线路标准化成果应用，公司基建部组织开展输变电工程通用设计（110～ 500kV 线路部分）修订和应用工作。
原则上，新规范中的内容本文不再赘述，下面仅就“设计规范尚未明确的”设计原则及“杆塔设计中已约定俗成的”或“各设计单位理解不同的”设计条款等内容进行统一规定，以便于通用设计工作的顺利开展及利于设计成果的通用性。
本次通用设计修订工作的设计原则最终解释权归国家电网公司基建部所有，设计原则争议的解决方式是由国网基建部牵头，中国电
通用设计 110～500kV 输电线路部分模块划分具体情况见《110～ 500kV 输电线路通用设计修订模块主要技术条件》。
按照新颁布的《 110kV ～ 750kV 架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）及此次通用设计修订工作确定的《110～500kV 输电线路通用设计修订主要设计原则及模块划分和编号》、《110～500kV 输电线路通用设计修订模块主要技术条件》等相关要求开展通用设计工作，其他所有相关规定、规范如有与以上规范、文件有冲突的，均以《110kV～750kV 架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）为准。

500kV线路30mm重冰区耐张塔规划研究

广西电力
ＧＵＡＮＧＸＩＣＴＲＩＰＯＷＥＲＥＩＣ
２１年８月０１
Ｖｏ４ｌ３Ｎ０４．
５０ｋ０Ｖ线路３重冰区耐张塔规划研究０ｍｍ
ＲｅｅｒｈｏｔａｎＴｏｒＰａｎｎｆｒａｎ５０ｋＴｒｎｍｉｓｏｓａｃｎＳｒｉｗｅｌｎｉｇｏＣｅｔｉ０ＶａｓｓｉｎａＬｉｅｆｎ３ｍａｙＩｅｅｎｉ０ｍｏＨｅｖＡｒａｃ
某些Ｋ系数不满足要求的直线塔，所以呼高普遍ｖ较高，因此Ｉ型耐张塔呼高推荐采用３。而 Ⅱ型９ｍ和 Ⅲ型耐张塔，呼高采用３已经能满足工程需３ｍ
要。
２４耐张塔水平档距的规划分析．
根据预排位结果，０ｍ冰区段耐张塔的水平３ｍ档距统计如图３示。所
图１３Ｏｍｍ冰区线路转角度数概率分布图
从图１中看出，０ｍ３ｍ冰区耐张塔转角度数都在６。以内，Ｏ转角度数小于ｌ。的有１基，中转０５其
角度数为０的耐张塔有１，转角度数处于０。２基。
２耐张塔杆塔规划研究
耐张塔塔重主要取决于角度荷载，耐张塔系列可根据工程的具体转角情况结合水平档距、垂直档距及塔高等进行规划，从而得到最佳杆塔系列规划。
～
垂亘档距／ｒｎ
３。，０ Ⅲ型耐张塔的转角度数分级采用３。～Ｏ０６。。
图４３冰区耐张塔垂直档距分布表Ｏｍｍ
２３耐张塔呼高的规划分析．３０ｍｍ冰区耐张塔呼高统计如图２所示。

输电线路铁塔塔型基本结构知识

铁塔塔型基本结构知识目录一、基本概念 (1)二、专业术语 (2)三、输电线路铁塔分类 (5)四、杆塔设计原则 (15)五、铁塔构造 (17)六、铁塔制造技术条件 (32)七、杆塔施工及验收要求 (49)一、基本概念1. 铁塔的定义铁塔是用来支撑和架空导线、避雷线和其他附件的塔架结构，使导线与导线、导线与铁塔、导线与避雷线之间、导线对地面或交叉跨越物保持规定的安全距离的高耸式钢结构物。

铁塔是高压输电线路上最常用的支持物，国内外大多采用热轧等肢角钢制造、螺栓组装的空间桁架结构，也有少数工程采用冷弯型钢、钢管或钢管混凝土结构，塔上部件一般都采用热浸镀锌防腐。

2.铁塔的组成如图1.1所示，整个铁塔主要由塔头、塔身和塔腿三大部分组成，如果是拉线铁塔还包含拉线部分。

塔头：从塔腿往上塔架截面急剧变化（出现折线）以上部分为塔头，如果没有截面急剧变化，那么下横担的下弦以上部分为塔头。

塔腿：基础上面的第一段塔架称为塔腿。

塔身：塔腿和塔架之间的部分称为塔身。

图1.1 杆塔组成二、专业术语输电线路常用专业术语主要有：杆塔高度、杆塔呼称高度、悬挂点高度、线间距离、根开、架空地线保护角、杆塔埋深、跳线、导线的初伸长、档距、分裂导线、弧垂、限距、水平档距、垂直档距、代表档距、导线换位、导(地)线振动。

如图2.1所示。

图2.1 输电线路专业术语示意图1.杆塔高度杆塔最高点至地面的垂直距离，称为杆塔高度。

2.杆塔呼称高度杆塔最下层横担至地面的垂直距离称为杆塔呼称高度，简称呼称高。

3.悬挂点高度：导线悬挂点至地面的垂直距离，称为导线悬挂点高度。

4.线间距离两相导线之间的水平距离，称为线间距离。

5.根开两电杆根部或塔脚之间的水平距离，称为根开。

6.架空地线保护角架空地线和边导线的外侧连线与架空地线铅垂线之间的夹角，称为架空地线保护角。

7.杆塔埋深电杆(塔基)埋入土壤中的深度称为杆塔埋深。

8.跳线连接承力杆塔(耐张、转角和终端杆塔)两侧导线的引线，称为跳线，也称引流线或弓子线。

Q420Q460高强钢在特高压交直流输电铁塔中的应用

420/Q460高强钢在特高压交直流输电铁塔中的应用
(
秦庆芝
)
淮南～上海输变电工程变电站初步设计 Q420/Q460高强钢
在特高压交直流输电铁塔中的应用淮南1000kV变电站
北京国电华北电力工程有限公司
２０１０-６
内容
１．Q420/Q460高强钢在输电铁塔中的应用现状２．Q420/Q460高强钢特性３．Q420高强钢在1000kV交流输电铁塔中的应用４．Q420高强钢在±800kV直流输电铁塔中的应用
量。
５．1000kV交流输电钢管塔应用Q4６0高强钢试验研究
皖电东送淮南-上海1000kV交流输电线路工程是我国第一条交流特高压同塔双回路线路工程, 线路全长2×655.95km；导线采用8×ACSR-630/40，设计基准风速取27m/s、 30m/s、32m/s三类风区，设计覆冰有10mm、15mm二类
440
415 560 535 510 480 595 575 560
钢材
Q420
Q460
＞63～80
360
360
210
535
铁塔结构是输电线路的直接支撑结构，铁塔受力材主要由
轴心受力的强度控制和轴心受压稳定控制，采用Q420/Q460 高强钢与普通Q235和Q345钢材相比承载力有明显提高。
稳定系数
强度等级钢材的强度承载力比值（厚度<16mm ）钢材品种 Q235 Q345 Q420 Q460 抗拉或抗压设计值N/mm2 215 310 380 415 与Q235的承载力比值 1 1.44 1.77 1.93 1 1.23 1.34 与Q345的承载力比值
以轴心受压主材，长1500mm, L160×16角钢为例，

110KV输电线路转角塔设计

毕业设计（论文）题目厦门市李同线110KV输电线路转角塔设计学生姓名高梓瑞学号2010107135专业输电线路工程班级20101974指导教师高广德评阅教师完成日期2014年5 月23 日学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名： 2014年 05 月 23 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密□，在_________年解密后适用本授权书。

2、不保密□。

（请在以上相应方框内打“√”）作者签名： 2014年 05 月 23 日导师签名：年月日目录摘要 (1)前言 (3)1输电铁塔简介 (4)1.1 国内外输电事业的发展状况 (4)1.2 输电线路耐张塔的现状及存在问题 (5)1.3 输电铁塔的特点和分类 (6)1.4 输电铁塔设计的复杂性 (6)1.5 设计步骤 (6)2设计条件选择 (7)2.1原始资料及主要参数 (7)2.2架空线应力弧垂计算 (8)2.3金具的选用 (13)2.4塔头尺寸的确定 (16)3 铁塔的荷载组合及计算 (17)3.1运行工况杆塔荷载计算 (17)3.2断线时杆塔荷载计算 (21)3.3安装工况荷载计算 (25)3.4杆塔风荷载计算 (26)4 铁塔的内力计算 (28)4.1塔身受压计算 (28)4.2塔身受扭计算 (31)4.3塔头内力的计算 (33)4.4 塔腿内力的计算 (35)4.5 受压构件稳定性的计算 (39)5 铁塔节点连接计算 (40)5.1螺栓数目的计算 (40)5.2 铁塔节点的设计 (41)6 铁塔的稳定计算 (42)6.1 等截面格构式柱的强度和稳定计算 (42)致谢 (44)参考文献 (45)第1页共49 页厦门市李同线110KV输电线路转角塔设计学生：高梓瑞指导老师：高广德单位：三峡大学电气与新能源学院摘要：厦门市110kV李同线，现成为洪塘头变和叶厝变的电源进线，该线路的安全可靠运行对洪塘头和叶厝区域一带的正常、安全、可靠供电起着重要的作用。

《110～750kV架空输电线路设计规范》与《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》主要区别

《110～750kV架空输电线路设计规范》与《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》主要区别1. 对重要送电线路，杆塔结构重要性系数取1.1。

该系数将使构件应力、基础作用力增大10%~20%。

2. 气象条件重现期：500kV输电线路由30年提高到50年；110kV～330kV输电线路由15年提高到30年；设计重现期的提高将使风荷载加大10%左右。

3．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。

统计风速应取以下高度：110～750kV输电线路离地面10m各级电压大跨越离历年大风季节平均最低水位10m4．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最大基本风速，并结合实际运行经验确定。

如无可靠资料，宜将附近平原地区的统计值提高10%选用。

5．110～330kV输电线路的基本风速，不宜低于23.5m/s；500～750kV输电线路，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。

6. 根据覆冰厚度将冰区划分为轻、中、重三个等级，采用不同的设计标准（与老规相比增加中冰区）。

地线设计冰厚，除无冰区外，应较导线增加5mm。

轻冰区：10mm及以下；中冰区：大于10mm小于20mm；重冰区：20mm及以上。

7. 各类杆塔均应按线路的正常运行情况（包括基本风速、最大覆冰）、不均匀冰荷载情况、断线情况和安装情况的荷载进行计算。

必要时验算各种可能出现的稀有情况。

对轻中冰区线路，新增不均匀冰荷载情况，荷载组合系数提高到0.9。

《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》仅对重冰区线路需计算不均匀冰荷载情况，且荷载组合系数为0.75。

）8. 断线情况：（1）.直线塔：表1 直线塔断线荷载组合类别架空送电线路杆塔结构设计技术规定110～750kV架空输电线路设计规范备注荷载组合地线断任意一根地线，导线未断 1. 单回路直线塔的断线相，新老规定一致；2. 对双、多回路直线塔而言：新规导线断线相较老规有所增加。

220kV架空送电线路铁塔通用设计--400-50导线单回路新塔设计-终版

220kV架空送电线路铁塔通⽤设计--400-50导线单回路新塔设计-终版220kV架空送电线路铁塔通⽤设计400/50单回路塔型系列设计说明设计条件：导线：LGJ-400/50地线：GJX-100⽓象：C＝10mm（地线15mm） V＝27m/s设计标准：1.国标《110～750kV架空输电线路设计规范》（报批稿）2.南⽹《110kV～500kV架空输电线路设计技术规定》供电设计院有限责任公司⽬录1、设计内容及依据2、铁塔使⽤的⾃然环境2、1 设计⽓象条件2、2 地形地貌条件3、铁塔设计条件3、1 导线和地线3、2 铁塔使⽤条件3、2、1 ⽔平档距分级3、2、2 垂直档距的确定3、2、3 最⼤档距的确定3、2、4 代表档距的确定3、2、5 承⼒塔转⾓度数的分级3、2、6 铁塔标志⾼分级3、2、7 铁塔长短腿分级3、2、8 铁塔使⽤条件表4、铁塔绝缘配合和头部尺⼨4、1 铁塔绝缘⽔平4、1、1 绝缘⼦串⽚数4、1、2 绝缘⼦串的机械强度配合4、1、3 空⽓间隙4、1、4 间隙园图的条件4、2 塔头尺⼨的确定4、2、1 线间距离4、2、2 地线⽀架⾼度4、2、3 保护⾓5、铁塔横担与绝缘⼦串连接的要求5、1 直线塔5、2 承⼒塔6、铁塔荷载6、1 荷载条件6、2 各型铁塔荷载表7、直线塔间隙园图1、1、设计内容及依据本设计包括LGJ-400/50单导线单回路系列的⾃⽴式铁塔共8种塔型。

设计依据为国标《110～750kV架空输电线路设计规范》报批稿。

同时也基本符合国家电⽹公司Q/GDW 179-2008《110kV～750kV架空输电线路设计技术规定》和南⽅电⽹公司Q/CSG 11502－2008《110kV～500kV架空送电线路设计技术规定（暂⾏）》等的规定。

2、铁塔使⽤的⾃然环境2、1设计⽓象条件本系列塔型按我省中冰区即导线覆冰厚度10 mm,(地线15mm)最⼤设计风速27 m/s的条件设计。

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ZHANG Haiping, ZHANG Chi, WANG Jiangtao, ZHAO Qingbin, REN Deshun, GOU Jie
(Sichuan Electric Power Design & Consulting Co., LTD., Chengdu 610016, Sichuan Province, China)
h = [(L - 500) / 100] ´ 0.06 ，其中 L 为档距。
导线型号 LGJ-500/45
表 1 g 的取值 Tab. 1 Value of g缘子Ｉ串及Ｖ串模型
(b) 间隔棒及多档塔线耦合模型
图 1 绝缘子串、间隔棒及多档塔线耦合模型 Fig. 1 Insulator string, spacing rods and muti-span
表 4 冰跳横摆距离数值模拟试验值与公式计算值对比 Tab. 4 Difference of ice-shedding swing distance between
numerical simulation value and calculated pressure
冰厚/ mm
20
风速/ 档距/m 串型
第 39 卷第 1 期 2015 年 1 月
文章编号：1000-3673（2015）01-0123-07
电网技术 Power System Technology
中图分类号：TM 77 文献标志码：A
Vol. 39 No. 1 Jan. 2015
学科代码：470·4051
20 mm 重冰区 500 kV 同塔双回输电线路设计
124
张海平等：20 mm 重冰区 500 kV 同塔双回输电线路设计
Vol. 39 No. 1
数未考虑杆塔约束的影响，但其研究方法和思路为系统把握导线脱冰动力响应规律奠定了良好的基础。
本文结合茂茂 500 kV 重冰区线路工程实际情况，利用 Ansys 软件建立包括铁塔、导地线、绝缘子串、间隔棒、覆脱冰荷载、风荷载等在内的精细化有限元模型，通过数值模拟方法研究重冰区输电线路脱冰动力响应规律，进而开展 20 mm 重冰区 500 kV 同塔双回线路路径选择、绝缘配置和铁塔设计等方面的研究工作。
张海平，张驰，王江涛，赵庆斌，任德顺，敬捷
（四川电力设计咨询有限责任公司，四川省成都市 610016）
Design of 500 kV AC Double-Circuit Transmission Line on the Same Tower Located at 20 mm Heavy Icing Area
1 20 mm 重冰区输电线路脱冰动力响应
1.1 输电线路有限元模型 1.1.1 线路元件
导线由强度较高的钢芯和外包铝线扭绞而成，具有一定的抗弯性能和抗扭能力，不能简单地作为索单元考虑，因此采用空间梁 Beam4 单元可以更加真实地模拟导线的受力状态。
绝缘子串也采用 Beam4 单元模拟，对于盘型绝缘子，通过每隔 0.17 m 释放节点角位移耦合的方式考虑其连接构造。间隔棒简化为单元节点各向自由度的耦合和一个由间隔棒重量换算出的集中力。
厚度、风速、水平档距和脱冰率，反比于导线截面，
且与绝缘子串型有关，并拟合出 20 mm 重冰区连续
5 档耐张段模型导线 100%脱冰时的横摆公式。
B = (v 10)2 (ml + t )
(4)
式中：B 为导线横摆距离；v 为脱冰同时风速；l 为
第 39 卷第 1 期
电网技术
125
水平档距；m,t 为与导线型号与绝缘子串型式有关的系数，其取值见表 3。
摘要：以国内首条 20 mm 重冰区 500 kV 同塔双回线路—— 茂茂线为依托，利用数值模拟方法对各种脱冰工况下导线脱冰动力响应进行研究，得出了导线脱冰跳跃高度和横摆距离工程实用化公式，并总结出脱冰过程中杆塔动力荷载变化规律。在此基础上对 20 mm 重冰区 500 kV 同塔双回线路路径选择、绝缘配置、塔头尺寸控制条件、铁塔荷载和铁塔型式等方面进行研究，基本理清了重冰区同塔双回线路的设计方法和思路，可为后续重冰同塔双回线路设计提供重要参考。
重冰区同塔双回线路在国内尚无应用先例，其主要技术瓶颈在于重冰区同塔双回铁塔设计。由于无法准确把握不同工况下导线脱冰动力响应规律，因而缺乏重冰区同塔双回线路铁塔塔头尺寸和内应力设计的指导原则。近年来，国内外学者通过模拟试验和数值分析等方法对导线脱冰动力响应进行了大量研究[1-17]，得出了一些具有工程实用价值的结论。特别是 2008 年中国南方冰灾事故后，国内学者为探究冰灾事故机理，对导线脱冰动力响应规律进行了更为深入的研究：陈科全等[14]采用 ABAQUS 软件建立 500 kV 输电线路的有限元模型，得到了不同因素对导线脱冰跳跃高度的影响规律；易文渊[15]利用 ABAQUS 软件分析研究了特高压 8 分裂导线脱冰动力响应，并给出了冰跳高度和横摆的简化公式；严波等[16]采用数值模拟方法对各种脱冰工况下导线动力响应数值结果进行分析，得出了导线脱冰跳跃最大高度工程实用简化计算公式；杨风利等[17]建立了重冰区特高压线路脱冰跳跃分析模型，重点对悬垂型杆塔脱冰动力响应规律进行研究，得出了重冰区特高压线路悬垂型杆塔不平衡张力及垂直荷载推荐取值。上述模型均采用忽略导线抗弯和抗扭刚度的 3 自由度杆系简化模型，且多
ABSTRACT: During the construction of the first 500 kV AC double-circuit transmission line on the same tower located at 20 mm heavy icing area in China, the dynamic response of the transmission lines under various ice-shedding cases are analyzed by numerical simulation, the engineering formula for calculating ice-shedding jump height and swing distance are obtained, and also variation of dynamic load on the tower. Based on those conclusion, routing, insulation coordination, tower head design, tower load and tower type of 500 kV AC double-circuit transmission line on the same tower located at 20 mm heavy icing area are researched. The summarized design method and thought can provide an important reference for the double-circuit transmission line on the same tower located at heavy icing area.
关键词：重冰区；同塔双回线路设计；数值模拟；脱冰动力响应 DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2015.01.019
0 引言
西部川、滇、藏地区蕴藏着丰富的水电资源，
基金项目：国家电网公司基建新技术科技项目(SXYM2012-FS2-03)。 Project Supported by Capital Construction New Technology Project of State Grid Corporation of China(SXYM2012-FS2-03).
经表 2 验算可知，公式(3)计算误差在 8%以内，能满足工程应用要求，且该公式可根据不同参数取值实现良好的可扩展性。
表 2 冰跳高度数值模拟试验值与公式计算值对比 Tab. 2 Difference of ice-shedding jump height between
numerical simulation value and calculated pressure
但这些地区自然环境恶劣、人文社会环境复杂。随着水电送出线路的增多，线路走廊资源日渐稀缺，以至于传统上采用单回路架设的高海拔、重覆冰线路也有了采用同塔双回架设的要求。已投运的茂县—茂县Ⅱ500 kV 双回线路(简称茂茂 500 kV 线路)是国内首条 20 mm 重冰区同塔双回线路。受茂县茅香坪工业开发区、宝顶山国家级自然保护区和已建或规划高压线路走廊等因素限制，翻越土地岭段 20 mm 重冰区线路路径通道唯一，须按同塔双回设计。
铁塔杆件亦采用 Beam4 单元模拟，按两端耐张塔，中间直线塔方式建立多档塔线耦合模型。上述元件模型如图 1 所示。
面积。
通过改变密度法模拟脱冰荷载，即在脱冰瞬间，
将导线密度由覆冰后的等效密度改为导线的实际
密度，同时通过控制改变密度单元的范围来控制导
线脱冰范围和脱冰率。
按《110 kV~750 kV 架空输电线路设计规范》 (简称设计规范)[18]中方法计算导地线水平风荷载，
冰厚/ 脱冰率/ mm %
20 100
覆冰前后弧垂差/m
0.95 1.40 1.82
档距/
导线冰跳高度
m 试验值/m 公式值/m 误差/%
400 21.23 20.84 1.84
500 31.41 30.91 1.59
600 43.91 40.45 7.88
1.3 脱冰跳跃横摆距离公式
仿真结果表明：导线脱冰横摆距离正比于覆冰
KEY WORDS: heavy icing area; design of double-circuit transmission line on the same tower; numerical simulation; dynamic response of the transmission lines under ice-shedding cases