66kV及以下架空电力线路设计规范

中华人民共和国国家标准66kV及以下架空电力线路设计规范GB50061-97条文说明主编单位：辽宁电力勘测设计院1总则1．0．2原规范的适用范围为35kV及以下交流架空电力线路的设计。随着经济的发展，电力负荷的增大，原规范的适用范围已不能满足实际需要，本规范确定为66kV及以下交流架空电力线路的设计。1．0.3架空电力线路设计包括线路安装设计和线路杆塔结构设计两大部分。线路安装设计包括路径设计、杆塔定位设计、架线设计、防雷设计和附属设施设计。线路杆塔结构设计包括杆塔及其基础的设计。条文中的共性要求，即针对上述设计内容制定。对新技术应持既积极又慎重的态度，这是根据电力线路不同于其他建筑设施的特点而制定的。1．0．4以概率理论为基础的极限状态设计法是当前国际上结构设计较先进的方法。这种方法以结构的失效概率来定义结构的可靠度，并以与其对应的可靠指标来度量结构的可靠度，能够较好地反映结构可靠度的实质，使概念更科学和明确。按照现行国家标准《建筑结构设计统—标准》(GBJ68—84)的要求，本规范杆塔结构设计采用概率极限状态设计法。架空电力线路架线设计是以导线或地线的最大使用张力和平均运行张力同时作为控制条件进行计算的；而连接导线或地线的绝缘子和金具是以安全系数设计法进行选型计算的。这些均属于定值设计法。2路径2.0.1架空电力线路路径的选择是一项非常重要的工作，对架空电力线路的造价和安全性、适用性的影响至关重要。近年来由于工农业设施、市政设施的不断发展，线路路径的选择越来越困难。因此在选择线路路径时，应认真进行调查。对各种影响因素，如地理条件、地形条件、交通条件、运行和施工条件等，应进行综合比较。对影响路径选择的重要环节，应在选线时即进行比较深入的技术经济比较。2．0．2市区线路路径的选择具有与一般地区完全不同的椿点，其中最首要的依据就是规划。城市的总体规划均包括电力线路走廊及各种管线位置的安排，旧市区改造和电力负荷增长受各种因素的限制，很难做到同步规划，因此，作为电力设计部门，应及时报出电力建设的近期和远景规划，积极与规划部门配合，避免反复改建临时性线路，尽量争取做到统一规划。2．0．3线路路径选择不当，会影响线路安全运行，也可能影响城镇总体规划的实施和其他设施正常工作。本条提出的要求是基本原则，在具体工程设计中应根据实际情况贯彻执行。影响路径的主要因素概括起来为下述三个方面：1与规划布局的关系；2线路施工、运行和其他设施互相影响及交通条件；3远、近期的结合。因此，应在正确处理好上述因素基础上，统筹兼顾、经济合理的选出路径方案。《电力设施保护条例》规定新建线路应尽量不跨越房屋建筑，并规定在现有电力线路下面不得营造各种建筑物。2．0．4线路通过林区，为防止树木触及线路的导线，影响线路安全运行或造成其他事故，同时便于线路施工和维护，应留有通道。考虑到保护森林资源，不应砍伐更多的树木，本条提出线路通道的具体规定。调查中，少数地区由于树木倾倒，砸断导线的事故时有发生，有的受树枝影响，危及安全供、用电，应该引起重视。2．0．5果林、经济作物林有较大经济价值和效益，线路应尽量避开。必须通过时，应考虑其生长高度并保持一定距离。不砍伐通道的主要目的是保护经济作物林，设计人员对此应充分考虑。2．0．6耐张段长度的规定，是针对大多数施工单位和运行单位的现状提出的。如果施工和运行条件允许，可不受此限。3气象条件3．0．1—3．0．9各种设计工况采用的气温、覆冰厚度和风速是线路设计的主要依据。杆塔和导线或地线的基本风压根据最大设计风速计算。原规范用其附录中的“典型气象区，来规定各种工况的气象条件，其主要问题是“典型气象区”不能包容各地区的复杂情况。例如广东省采用4种气象区，无一能套上典型气象区，广西、福建、浙江等许多省份，也有与广东省类似的情况，而且各省情况又互不相同。70年代修编的电力线路设计规程，将50年代规程中的4个典型气象区增加成9个典型气象区，其目的是希望能够包容全国各地的情况，而事实上并没有达到上述目的。就目前情况看，即使再增加9个典型气象区，也不能满足实际需要。原规范对各工况气温、覆冰和风速的规定是采用“典型气象区”表格形式表达的。本规范取消原规范“典型气象区”，对各种工况应采用的气温、覆冰和风速均作明确规定，各地区可根据具体情况，合理地确定设计气象条件。3．0．10最大设计风速的时限和高度均与《建筑结构荷载规范》(GBJ9—87)一致，重现期按15年是考虑电力线路设计的经验和历史状况确定的。按《建筑结构荷载规范》(GBJ9—87)，风速应采用极值I型分布进行统计。我国各地区的大风特点和地形，对风速的影响以及风压高度变化系数，均应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范)(GBJ9—87)的要求。4导线、地线、绝缘子和金具4．1一般规定4，1，1～4．1．4在电力线路设计之前，无论有没有作电力系统设计，确定导线截面的工作总是要进行的。无论设计单位对这项工作的分工是由线路设计人员承担还是由系统设计人员来完成，进行这一工作的过程，就是在作系统设计。这一工作可能与线路设计同步进行。在确定了导线截面的前提下，电力线路设计的任务是结合线路本身的技术特点，确定导线的型号，亦即选用无钢芯线还是有钢芯线，选择钢芯截面的规格，选用绝缘线还是无绝缘线等等。3kV及以下架空电力线路，采用绝缘导线有较长的历史。但采用耐候型的绝缘导线只是近20余年的事，我国采用此种型号绝缘导线的历史不长。70年代前后，国际上发达国家已先后完善了绝缘导线的进程，配套设备齐全，技术上达到成熟水平。在城镇10kV及以下线路中，均极少采用裸导线，而采用架空绝缘导线。作为10kV及以下线路，采用绝缘导线在提高供用电安全性、防止外力破坏、解决树线矛盾，并在10kV及以下线路装置小型化和节约材料等方面均取得了较好的效益。我国在80年代开始进行架空绝缘导线的研究，1987年1月原水利电力部颁发了部标准《额定电压lkV及以下架空绝缘电线》(SD237—87)。1991年8月国家颁发了国家标准《额定电压1kV及以下架空绝缘电缆》(GBl257—90)。两本标准先后颁发后，国内不少生产厂家进行了试制。绝缘材料采用PVC、PE、XLPE的架空绝缘电线，其等值换算寿命约在20～25年。这是原BV绝缘电线无法达到的。北京、上海、大连、沈阳、石家庄、哈尔滨、南通、南京等地为开展绝缘线工作制定了技术规定。目前，我国大多数城市在配电网的发展中相继采用，其速度正在加快，技术在不断完善。本条提出采用绝缘线的条件是结合目前我国各城市已采用绝缘线的状况，进行总结而制订的。4．2架线设计4，2，1～4．2．4以最大使用张力、平均运行张力和导线与地线之间的距离作为架线设计计算的控制条件，是比较成熟的设计方法。特别是平均运行张力这一控制条件，在导线或地线的运行过程中尤为重要。因为断股是威胁导线或地线安全的重要因素，而平均运行张力又是能否发生断股的内在因素。导线或地线的安全运行是受最大使用张力和平均运行张力两个条件控制。自1964年由电力部修订导线或地线的平均运行张力上限以来，各地的导线和地线运行状况良好，本规范仍予保留。条文中取消原规范对于架线设计安全系数的提法，代之以“最大使用张力”和“平均运行张力”上限作为定值限制条件。其主要依据如下：1原规范的导线安全系数(k≥2．5)对应于绞线瞬时破坏张力，而架设于空中的绞线长期荷载破坏张力，仅为瞬时破坏张力的65％左右。所以2．5并不是实际安全系数，也不能代表结构安全储备。2架线设计不是以“安全系数”确定的最大张力为唯一的控制条件，而是由最大张力和平均运行张力同时作为控制条件进行计算的。单一的控制条件不能反映设计计算方法的实质。4．2.5、4．2．6导线的初伸长率的规定是建立在试验研究和工程实测的基础之上。原规范所列各种导线均有试验和实测的依据。新的导线标准中，每种铝截面配多种截面规格的钢芯，远远超出原导线的轻、中、强三种系列规格。对于如此多种铝钢比的导线，有待于进行比较完整的试验和实测。本规范保留原规范规定。对于超出原导线标准的情况，可根据经验自行确定。导线的弧垂本应由计算确定。在调查中，一些地区和施工单位往往凭经验确定，施工后造成导线截面小的弧垂小，导线截面大的弧垂大的现象，或排列在同一横担上的弧垂不一致，给运行安全带来隐患。为补偿初伸长对弧垂的影响，一般采用降温法或减小弧垂法来处理。这是考虑到10kv及以下线路的档距较小，导线张力较低，且多年来一直采用减小弧垂法进行补偿，实践证实是可行的。经计算比较，在小档距情况下(40m档距)如采用降温法，则减小弧垂的百分数大大超过用减小弧垂法补偿的初伸长，随着计算档距增大，用降温法后则减小弧垂的百分数逐渐缩小。这使lOkV及以下架空线路架设后塑性伸长对弧垂的影响不利，即造成了在某一种导线小档距情况下，补偿初伸长太大，弧垂也大。lOkV及以下线路，由于对铝绞线等线材的塑性伸长率目前尚无可靠数据，故不能计算出用降温法后弧垂的减小值。在调查中发现，很多地区采用减小弧垂法已有20余年历史，有很好的经验。故提出lOkV及以下架空线路中采用减小弧垂法。4．3绝缘子和金具4．3．1、4．3．2原规范悬式绝缘子的机械强度安全系数按1h机电试验荷载计算，本规范统一改为按机电破坏荷载计算。金具和绝缘子的选型设计采用安全系数设计法，所以其荷载应相应地采用原安全系数设计法中的标准荷载，即“荷载标准值”。金具和绝缘子所采用的金属材料与机械零件所采用的材料相似。而机械零件设计所采用的设计方法，仍然是安全系数设计法。因此，金具和绝缘子的选型设计仍采用安全系数设计法。5绝缘配合、防雷和接地5．0．1—5．0．15绝缘配合与防雷方面的规定，有些与架线设计有关，有些与杆塔设计有关。条文绝大部分保留原规范的规定，并与现行国家标准《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》(GBJ64—83)和《工业与民用电力装置的接地设计规范》(GBJ65—83)一致。有关规定均为多年实践证明是行之有效的，故予保留。80年代以来，国内很多地区曾发生多次大面积污闪。随着经济的发展和电力线路的增多，污闪是严重威胁电网安全运行的重要因素。设计电力线路应充分考虑污闪的影响，在适当的范围内增大瓷绝缘的泄漏距离，以提高线路的防污闪能力。对于环境污秽有升级趋势的地区，采用附录B中瓷绝缘单位泄漏距离的上限为宜。有机复合绝缘子的表面多具有增水性，其表面泄漏状况与瓷绝缘子完全不同。在原能源部能源办(1993)45号文《关于颁发电力系统电瓷防污有关规定的通知》中，暂定有机复合绝缘子的泄漏距离可按瓷绝缘的75％设计。但是，由于经验较少并缺乏必要的试验和理论依据，上述数值暂不宜列入本规范。原规范对于3一lOkV架空电力线路，仅规定了直线杆可采用瓷横担绝缘子是不够全面的，易造成误解。各地在一些技术规定中明确采用针式绝缘子，多年来的实践证明是可行的，并有成熟运行经验，故补充这一内容。耐张杆采用悬式绝缘子串或一个悬式绝缘子加一个蝶式绝缘子组成的绝缘子串，是各地多年运行经验的总结，故补充这一内容。lOkV及以下线路过引线系指导线的引流线。引下线系指线路与电器设备等的引线。电器设备固定接点的间距，不在此限。在线路上的电器设备，各地在布线方式上各有特色。原规范是在总结各地运行经验的基础上，提出最小安全距离，经运行实践证明是可行的。每基杆塔的接地电阻，是指接地体与地线断开电气连接所测得的电阻值。如果接地体未断开与地线的电气连接，则测得的接地电阻将是多基杆塔并联接地电阻。6杆塔型式6．0．1市区架空电力线路由于走廊的限制，采用多回路杆塔是必然的趋势。不少地区(苏州、昆明、上海、沈阳等)已实施或正在研究同杆多回路或同杆不同电压线路的杆塔。多回路杆塔虽然给运行带来一定困难，但各地均采取多种不同技术组织措施，以满足运行要求。同杆不同电压线路的架设主要在lOkV及以下，江南地区还有高一级电压与低一级电压线路的同杆架设，并取得很好运行经验。随着绝缘导线的采用，将会有更新的同杆井架方式出现。6.O．335kV及以上架空电力线路的线间距离计算公