[发明专利]重冰区同塔双回路输电线路设计方法

摘要

本发明公开了一种重冰区输电线路设计方法，解决现有技术中在重冰区不能采用同塔双回路设计的技术问题。其包括利用有限元分析软件建立塔线耦合模型；验证塔线耦合模型的正确性；利用塔线耦合模型模拟不同脱冰工况下导线脱冰跳跃动态过程，总结出脱冰过程中重冰区输电线路脱冰动力响应规律；确定重冰区同塔双回路线路路径选择原则；确定重冰区同塔双回路杆塔的荷载组合原则；重冰区同塔双回路杆塔荷载计算方法。采用本发明的重冰区同塔双回路输电线路设计方法设计输电线路，可以为重冰区节约大量的路径走廊，减少工程建设占地，减少林木砍伐量、减小输电线路对生态环境的影响。

主权项

重冰区同塔双回路输电线路设计方法，其特征在于,包括：A.利用有限元分析软件建立包括铁塔、导地线、绝缘子串、间隔棒、覆冰荷载、脱冰荷载、风荷载和同时气温在内的多档精细化塔线耦合模型；B.利用步骤A建立的塔线耦合模型，得到导地线在覆冰荷载、脱冰荷载、风荷载和同时气温组合工况作用下的静力平衡状态，与理论计算值进行对比，验证塔线耦合模型的正确性；C.确定塔线耦合模型正确后，利用步骤A建立的塔线耦合模型，分别模拟不同脱冰工况下导线脱冰跳跃动态过程，总结出脱冰过程中重冰区输电线路脱冰动力响应规律：C1.冰跳高度和横摆距离规律：(1)导线的冰跳高度正比于覆冰厚度、连续档数、档距和脱冰率，反比于导线截面积；(2)导线脱冰时的横摆距离正比于覆冰厚度、连续档数、风速、水平档距和脱冰率，反比于导线截面积，且采用V型绝缘子串比采用I型绝缘子串的横摆距离大；C2.杆塔动力荷载变化规律：(1)脱冰过程中连续档内直线塔和耐张塔沿线路方向的荷载均小于按《重覆冰架空输电线路设计技术规程》计算得出的静力标准荷载，且其不平衡张力随档距差增大而增大；(2)脱冰过程中直线塔和耐张塔水平方向和垂直方向的荷载均大于按《重覆冰架空输电线路设计技术规程》计算得出的静力标准荷载；(3)对于两侧均为非连续档的耐张塔，其不平衡张力按《重覆冰架空输电线路设计技术规程》中最大使用张力的百分数计算得出静力标准荷载后，再按《重覆冰架空输电线路设计技术规程》中规定的相应脱冰率进行验算，从计算得出的静力标准荷载与验算值中取大值；D.在步骤C总结的重冰区输电线路脱冰动力响应规律基础上，确定重冰区同塔双回路线路路径选择原则，包括：(1)重冰区线路连续档数不宜超过5档，耐张段长度不宜超过3km；(2)重冰区线路连续档档距不宜超过500m，对代表档距小于200m的耐张塔按照《重覆冰架空输电线路设计技术规程》中规定的覆冰率进行不均匀冰张力差校验；(3)重冰区与轻冰区分界时，重冰区向轻冰区延伸1至3档，或采用中冰区进行过渡；E.在步骤C总结的重冰区输电线路脱冰动力响应规律基础上，确定重冰区同塔双回路杆塔的荷载组合原则：重冰区同塔双回路杆塔的荷载组合应不低于轻、中冰区同塔双回路杆塔的荷载组合，同时杆塔荷载取值应不低于《重覆冰架空输电线路设计技术规程》中对同塔单回路的规定；F.在步骤C总结的重冰区输电线路脱冰动力响应规律基础上，确定重冰区同塔双回路杆塔荷载计算方法：计算线路正常运行情况下、覆冰断线情况下、不均匀覆冰情况下的杆塔荷载，其中，荷载组合工况包括：(1)正常运行情况：a.基本风速、无冰、未断线，其中，包括最小垂直荷载和最大水平荷载组合；b.最大覆冰、相应风速及气温、未断线；c.终端或转角杆塔：最低气温、无冰、无风、未断线；(2)覆冰断线情况：按断线、‑5℃覆冰同时气温、有冰、无风荷载计算：a.悬垂杆塔：同一档内，单导线断任意两相导线或分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力；同一档内，断一根地线，单导线断任意一相导线或分裂导线任意一相导线有纵向不平衡张力；b.耐张杆塔：同一档内，断任意两相导线、地线未断；同一档内，断任意一根地线和任意一相导线；(3)不均匀覆冰情况：按未断线、‑5℃覆冰同时气温、有不均匀冰、同时风速10m/s计算：a.所有导、地线同时同向有不平衡张力，使杆塔承受最大弯矩；b.所有导、地线同时不同向有不平衡张力，使杆塔承受最大扭矩。