500 kV緊湊型輸電線路覆冰厚度對導線布置的影響分析

李 輝 易穗文 梁盼望 楊 力

（中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司，湖南長沙410007）

0 引言

隨著社會經濟的快速發展，輸電線路走廊資源日益緊張。緊湊型線路通過壓縮導線相間距離來壓縮輸電線路走廊空間，因此在路徑走廊擁擠地區采用緊湊型輸電線路方案具有巨大的社會效益和經濟效益，但其存在相間距離小于常規輸電線路的固有缺陷，緊湊型輸電線路覆冰后遭受的損害將更加嚴重。

本文針對500 kV緊湊型輸電線路覆冰厚度對導線布置的影響進行了分析，提出了合理的相間距離及最大允許檔距。

1 空氣間隙取值

根據《220～500 kV緊湊型架空送電線路設計技術規定》（DL/T 5217—2005）要求，海拔不超過500 m，帶電部分與桿塔構件的間隙，在相應風偏條件下，不應小于表1所列數值。導線相間距離不應小于表2所列數值。

表1 相對地的最小空氣間隙

表2 相對相的最小空氣間隙

2 擺動角度

懸掛在空氣中的導線，在風力的作用下處于擺動狀態，簡稱風偏擺動。當采用V型絕緣子串時，可以限制導線在鐵塔窗口中的風偏擺動，但在檔距中間仍會發生擺動，其最大風偏擺動發生在導線弧垂最大處。水平兩相導線受風作用時間不同，風力先吹到一側的導線，然后經過一段時間吹到另一側導線，由此造成導線之間靠近；當風力同時吹到兩相導線時，會造成兩相導線不同期擺動。導線風偏擺動角度計算結果如表3所示。

本工程導線風偏擺動考慮3種情況：（1）設計大風時的風偏擺動；（2）操作過電壓時的風偏擺動；（3）覆冰時的風偏擺動。

3 單相導線風偏擺動

單相導線風偏擺動后的距離：

表3 導線風偏擺動角度計算結果

式中：DE為相間間隙，設計大風時取2.2 m，操作過電壓時取3.85 m；DR為導線分裂直徑，為0.75 m；DF為導線風偏擺動距離，DF=fmsin φ，其fm中為導線最大弧垂，無冰時有冰時

導線風偏按設計大風、操作過電壓、覆冰時3種情況考慮，其不同期風偏角度分別為：

設計大風時單相導線要求的相間距離如表4所示，操作過電壓時單相導線要求的相間距離如表5所示，覆冰時單相導線要求的相間距離如表6所示。

表4 設計大風時單相導線風偏擺動要求的相間距離

表5 操作過電壓時單相導線風偏擺動要求的相間距離

表6 覆冰時單相導線風偏擺動要求的相間距離

計算結果表明，15 mm厚覆冰的導線弧垂較大，使得不同期風偏擺動距離有所增加，造成相間允許檔距減少。單相風偏擺動要求的相間距離由設計大風情況控制，當檔距在700 m及以下時，相間距離可以采用6.7 m；檔距大于700 m時，需在檔距中央兩相水平導線之間安裝相間間隔棒。

4 異相導線風偏擺動

異相導線風偏擺動后的距離：

式中：DE為相間間隙，設計大風時取2.2 m，操作過電壓取3.85 m；DR為導線分裂直徑，取0.75 m；DF為導線風偏擺動距離，DF=fm[sin θ-sin（θ-φ）]，其中fm為導線最大弧垂，無冰時有冰時

導線風偏按設計大風、操作過電壓、覆冰時3種情況考慮：

（1）設計大風時（V=30 m/s，T=-5 ℃）：

不同期風偏角：φ=4.5°。

（2）操作過電壓時（V=15 m/s，T=15 ℃）：

（3）不均勻覆冰時（V=10 m/s，T=-5 ℃，B=8.89 mm或15 mm）：

設計大風時要求的異相風偏擺動相間距離如表7所示，操作過電壓要求的異相風偏擺動相間距離如表8所示，不均勻覆冰要求的異相風偏擺動相間距離如表9所示。

表7 設計大風時異相風偏擺動要求的相間距離

表8 操作過電壓異相風偏擺動要求的相間距離

表9 不均勻覆冰時異相風偏擺動要求的相間距離

計算結果表明，異相風偏擺動要求的相間距離由不均勻覆冰情況控制，當檔距在700 m及以下時，相間距離可以采用6.7 m；檔距大于700 m時，需在檔距中央兩相水平導線之間裝設相間間隔棒。

5 結語

本文針對覆冰厚度對相間距離的影響開展了分析計算，探討了風偏擺動要求的相間距離，結論如下：

（1）根據風偏擺動計算，導線宜采用6×LGJ-300/40型導線，當導線采用等邊倒三角布置（6.7 m-6.7 m-6.7 m）時，無需安裝相間間隔棒，其允許檔距為700 m。

（2）當導線采用等腰倒三角布置（7.2 m-6.7 m-7.2 m）時，其允許檔距可達600 m。

綜上所述，考慮到600 m檔距能夠覆蓋工程實際中大部分檔距，本文推薦緊湊型線路導線，采取等腰倒三角布置（7.2 m-6.7 m-7.2 m），檔距等于或超過600 m時安裝相間間隔棒，分裂導線采用六角型間隔棒，預留雙擺防舞器安裝位置。