城区架空线路导线安全系数的选择

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1、一——城垦苎皇些堕量堡窒皇墨竺塑垄堡一一———————————_—————————————-—————————————————————————————————————一一一城区架空线路导线安全系数的选择陈道彪(南京栖霞供电公司，南京210008)摘要：导线设计安全系数的选择是线路设计中的关键环节，涉及到线路设计中的电气、结构两个专业。本文分析了制约安全系数确定的三个主要因素：杆塔强度、电气安全距离和电气风偏宽度，通过理论计算从经济、技术、社会效益等方面提出了城区非常规架空线路导线设计安全系数确定的方法。关键词：安全系数；钢管塔；塔头间隙；交叉跨越；风偏距离0前言随着社会经济的不断

2、发展，城市电网容量迅速增加。以南京城区(绕城公路以内)为例，94年前仅有110kV变电站13座，220kV变电站2座，但到2000年底已发展到llOkV站20座，220kV站7座。这么多新建变电站，都有进出线的通道，为解决通道日益紧张的问题，供电部门投入了大量的资金，特别是某些采用电缆进线的变电站，进线电源的投资可能比变电站花费更大。如珠江路变电站，进线双回采用110kV交联电缆，长度为5kin，投资近5000万元，大行宫变电站的进线双回采用220kV交联电缆，全长7．0km，投资更是高达1．6亿元。而以目前中国的综合国力，进出线全部采用电缆是不现实的，所以在中心城区以外的范围内

3、出现了不少架空的送、配电线路。这些线路大都采用独柱式的钢管塔作支撑，代替传统的宽基铁塔和拉线水泥杆，取得了较好的经济效益。同时由于此类钢管塔造型简洁，视觉效果较好，较易得到规划部门的认可。但由于钢管塔是独柱式抗弯构件，若导线采用正常张力(导线安全系数K≤2．5)收线，其强度难以满足要求，因而增大导线设计安全系数、放松导线张力是必然的选择，但导线张力究竟放松到何种程度，是一个值得商榷的问题。图1220kV莫燕线钢管塔图江苏省电机工程学会学术活动2003．}第三譬塑吏堡旦皇圭些垫查窒垄—————————————————————』墨墨盟220kV莫燕线是南京乃至全国城区架空线路中线路最

4、长，电压等级最高的送电线路，此线路采用双分裂LGJ一400／35钢芯铝绞线，全线采用独柱式钢管塔，平均水平档距220m，导线设计安全系数K26，每根导线的最大使用张力17．32kN，每相导线张力34．64kN。目前此线路已投运3年，运行效果良好，但由于导线张力过大，使转角塔的设计遇到了较大的难题，虽然突破了规程中的铁塔在正常运行时挠度不大于7％铁塔根基的限制，由于根部弯距较大，其60。转角塔的重量达45．Ot，根部直径盘达2．5m。因而从全线效果来看，直线杆无论从经济性及视觉效果来看均不错，而转角塔，特别是大角度转角塔无论从经济性还是视觉效果均不能令人满意，图1是此工程现场拍摄的

5、直线塔与转角塔的对比图，近观转角塔身像一个大烟囱。另外在南京城区lokv配网中使用了大量的钢管塔，这些钢管塔按LKYJ一240导线，安全系数K=6设计，从大量实际使用情况看，其强度远远没有得到充分的发挥，从表1可看出，若将其设计安全系数从6增加到10，其最大弧垂增加不多，但其钢材耗量将大幅度减少，特别是在塔的荷载进一步下降后，其基础尺寸将大大下降，在城区也能得到进一步推广、使用。表1JKYJ一240导线最大弧垂表单位：mK：60．931．261．56K=10K=141．111371．662．102．152．791电气距离根据城网规划导则，城区架空线路的导线设计安全系数K≥5，但究

6、竟取多大合适，应进行经济、技术比较，并且必须同时兼顾对城市景观的影响，力求达到最佳的视觉效果。下面以110kV城区架空线路为例作简要分析。由于城区负荷密度较大、输送通道紧张，一条双回线路往往需供2—3个变电站，总容量100—150MVA。因而南京城区架空线路导线一般选择为LGJ一300／40，表2是导线设计安全系数K分别为6、10、14时档距为lOOm的导线机械特性曲线。表2LGJ一300／40导线机械特性曲线表代表档距(m)90loo110工况冰厚mm风速m／s气温气设计安全系数张力kN弧垂111张力kN弧垂nl张力kN弧垂m高温0040K=66．482．136．981．987

7、．45186K=105．032．775．242．665．422．57K_144．003．464．123．36421329低温00—20K=61513709015．370．9015．37090K=108．321．677．981．747．741-80K_145．302．615202665．122．70覆冰515—5K=613．901．0014．400．9614．85O．93K=109．221．519．221．519．221．51I(=146．592．106592106．59210大风