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中华人民共和国住房和城乡建设部公告
局部修订说明
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
前言
1 总 则
1.0.1 为在±800kV直流架空输电线路(以下简称±800kV线路)设计中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策,做到安全可靠、先进适用、经济合理、资源节约、环境友好,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于单回±800kV线路的设计。
1.0.3 ±800kV线路设计应从实际出发,结合地区特点,积极采用成熟的新技术、新材料、新工艺,推广采用节能、降耗、环保的先进技术和产品。
1.0.4 ±800kV线路设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 ±800kV直流架空输电线路 ±800kV DC overhead transmission line
2.1.2 地面合成场强 total field strength above ground
2.1.3 离子流密度 ion current density
2.1.4 弱电线路 telecommunication line
2.1.5 轻、中、重冰区 light/medium/heavy icing area
2.1.6 基本风速 reference wind speed
2.1.7 稀有风速、稀有覆冰 rare wind speed、rare ice thickness
2.1.8 耐张段 section
2.1.9 平均运行张力 everyday tension
2.1.10 等值附盐密度 equivalent salt deposit density(ESDD)
2.1.11 不溶物密度 non-soluble deposit density(NSDD)
2.1.12 轻、中、重污区 light/medium/heavy contamination area
2.1.13 居民区 residential area
2.1.14 非居民区 non-residential area
2.1.15 交通困难地区 difficult transport area
2.1.16 间隙 electrical clearance
2.1.17 对地距离 distance to ground
2.1.18 保护角 shielding angle
2.1.19 采动影响区 mining affected area
2.1.20 大跨越 large crossing
2.1.21 垂直距离 vertical distance
2.1.22 水平距离 horizontal distance
2.1.23 净空距离 space distance
2.2 符 号
2.2.1 作用与作用效应:
2.2.2 电工:
2.2.3 计算系数:
2.2.4 几何参数:
3 路 径
3.0.1 路径选择宜采用卫片、航片、全数字摄影测量系统和红外测量等新技术;在滑坡、泥石流、崩塌等不良地质发育地区,路径选择宜采用地质遥感技术;路径选择应综合考虑线路长度、地形地貌、地质、冰区、交通、施工、运行及地方规划等因素,进行多方案技术经济比较,做到安全可靠、环境友好、经济合理。
3.0.2 路径选择应避开军事设施、大型工矿企业等重要设施,并应符合城镇规划,当无法避开时应取得相关协议,必要时采取适当措施。
3.0.3 路径选择宜避开自然保护区、风景名胜区等,当无法避开时应做好评估、报批工作。
3.0.4 路径选择宜避开不良地质地带和采动影响区,宜避开重冰区、易舞动区及影响安全运行的其他地区,当无法避让时,应采取必要的措施。
3.0.5 路径选择应考虑线路与电台、机场、弱电线路等邻近设施的相互影响。
3.0.6 轻、中、重冰区的耐张段长度分别不宜大于10km、5km、3km。当耐张段长度较长时应采取防串倒措施。在高差或档距相差悬殊的山区或重冰区等运行条件较差的地段,耐张段长度应适当缩短。输电线路与主干铁路、高速公路交叉时,应采用独立耐张段。
3.0.7 路径选择宜靠近现有国道、省道、县道及乡镇公路,应充分利用现有的交通条件,方便施工和运行。
3.0.8 山区线路在选择路径和定位时,应避免出现杆塔两侧大小悬殊的档距,当无法避免时应采取必要的措施,提高安全度。
3.0.9 有大跨越的输电线路路径应结合跨越点,通过综合技术经济比较确定。
4 气象条件
4.0.1 设计气象条件,应根据沿线气象资料的数理统计结果及附近已有线路的运行经验确定,基本风速、设计冰厚重现期应按100年考虑。
4.0.2 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。统计风速的高度应符合下列规定:
4.0.3 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基本风速,并结合实际运行经验确定。当无可靠资料时,宜将附近平原地区的统计值提高10%选用。
4.0.4 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。
4.0.5 轻冰区宜按无冰、5mm、10mm设计,中冰区宜按15mm、20mm设计,重冰区宜按20mm、30mm、40mm、50mm等设计。必要时还宜按稀有覆冰条件进行验算。
4.0.6 地线设计冰厚,除无冰区段外,应较导线增加5mm。
4.0.7 设计时应加强对沿线已建线路设计、运行情况的调查,设计时应充分考虑微地形、微气象条件、导线易舞动地区等影响。
4.0.8 大跨越基本风速,当无可靠资料时,宜将附近陆上输电线路的风速统计值换算到跨越处历年大风季节平均最低水位以上10m处,并增加10%,然后考虑水面影响再增加10%后选用。大跨越基本风速不应低于相连接的陆上输电线路的基本风速。
4.0.9 大跨越设计冰厚,除无冰区段外,宜较附近一般输电线路的设计冰厚增加5mm。
4.0.10 设计用年平均气温,应按下列方法确定:
4.0.11 安装工况风速应采用10m/s,覆冰厚度应采用无冰,同时,气温宜符合下列规定:
4.0.12 雷电过电压工况的气温宜采用15℃,当基本风速折算到导线平均高度处的值大于或等于35m/s时,雷电过电压工况的风速宜取15m/s,否则宜取10m/s;校验导线与地线之间的距离时,风速应采用无风,覆冰厚度应采用无冰。
4.0.13 操作过电压工况的气温可采用年平均气温,风速宜取基本风速折算到导线平均高度处风速值的50%,但不宜低于15m/s,覆冰厚度应采用无冰。
4.0.14 带电作业工况的风速可采用10m/s,气温可采用15℃,覆冰厚度应采用无冰。
4.0.15 覆冰工况的风速宜采用10m/s,气温宜采用-5℃。
5 导线和地线
5.0.1 输电线路的导线截面和分裂形式,宜根据系统需要按照经济电流密度选择,也可根据系统输送容量,结合不同导线的材料结构进行电气和机械特性等比选,并应满足可听噪声和无线电干扰等技术条件的要求,通过年费用最小法进行综合技术经济比较后确定。其中导线表面最大电位梯度的计算方法可按照附录A的公式计算。电晕无线电干扰场强可按照附录B的公式计算。电晕可听噪声可按照附录C的公式计算。
5.0.2 在海拔1000m及以下地区,距直流架空输电线路正极性导线对地投影外20m处,80%时间,80%置信度,0.5MHz频率的无线电干扰不应超过58dB(μV/m)。
5.0.3 在海拔1000m及以下地区,距直流架空输电线路正极性导线对地投影外20m处,由电晕产生的可听噪声(L50)不应超过45dB(A);在海拔高度大于1000m且线路经过人烟稀少地区时,由电晕产生的可听噪声应控制在50dB(A)以下。
5.0.4 当晴天时,直流线路下地面合成电场强度和离子流密度限值应符合表5.0.4的规定。
5.0.5 直流线路大跨越的导线截面宜按允许载流量选择,并应与陆上线路允许的最大输送电流相配合,通过综合技术经济比较后确定。
5.0.6 验算导线载流量时,应符合下列要求:
5.0.7 地线(包括光纤复合架空地线)应满足短路电流热容量要求,且表面最大场强不宜大于18kV/cm。
5.0.8 导、地线在弧垂最低点的设计安全系数不应小于2.5,悬挂点的设计安全系数不应小于2.25。地线、光纤复合架空地线(OPGW)的设计安全系数不应小于导线的设计安全系数。
5.0.9 导、地线在弧垂最低点的最大张力,应按下式计算:
5.0.10 在稀有风速或稀有覆冰气象条件时,弧垂最低点的最大张力,不应超过导、地线拉断力的60%。悬挂点的最大张力,不应超过导、地线拉断力的66%。
5.0.11 地线(包括光纤复合架空地线)应满足电气和机械使用条件要求,可选用钢绞线或复合型绞线。光纤复合架空地线结构选型应考虑耐雷击性能,其最外层单线直径不应小于3.0mm。验算短路热稳定时,计算时间和相应的短路电流值应根据系统条件决定,地线的允许温度宜按下列规定取值:
5.0.12 导地线防振措施应按下列条件设计:
5.0.13 导、地线架设后的塑性伸长,应按制造厂提供的数据或通过试验确定,塑性伸长对弧垂的影响宜采用降温法补偿。如无资料,镀锌钢绞线塑性伸长可采用1×10-4,可降低温度10℃补偿,铝包钢绞线的降温值可较镀锌钢绞线适当提高;钢芯铝绞线的塑性伸长及降温值可采用表5.0.13所列数值。
5.0.14 线路经过易舞动地区时应采取防舞动措施,对经过可能发生舞动的地区,应预留防舞动措施。
6 绝缘子和金具
6.0.1 绝缘子机械强度最小安全系数应符合表6.0.1的规定。双联及多联绝缘子串应验算断一联后的机械强度,荷载及安全系数应按断联情况考虑。
6.0.2 绝缘子承受的各种荷载应按下式计算:
6.0.3 采用黑色金属制造的金具表面应热镀锌或采取其他相应的防腐措施。
6.0.4 金具强度的安全系数应符合下列规定:
6.0.5 绝缘子串及金具应考虑均压和防电晕措施。有特殊要求需要另行研制或采用非标准金具时,应经试验合格后方可使用。
6.0.6 当线路与直流输电工程接地极距离小于5km时,地线(含光纤复合架空地线)应绝缘;当线路与直流输电工程接地极距离大于或等于5km时,应通过计算确定地线(含光纤复合架空地线)是否绝缘。地线绝缘时,地线金具串宜使用双联绝缘子串。
6.0.7 与横担连接的第一个金具应回转灵活且受力合理,其强度应高于串内其他金具强度。
6.0.8 在线路设计中,悬垂V型绝缘子串两肢之间的夹角的一半,可比最大风偏角小5°~10°,或可通过试验确定。
6.0.9 线路经过易舞动区应适当提高金具和绝缘子串的机械强度。
6.0.10 在易发生严重覆冰地区,宜增加绝缘子串长或采用V型串、八字串。
6.0.11 耐张塔跳线宜采用刚性跳线。
7 绝缘配合、防雷和接地
7.0.1 ±800kV线路的绝缘配合,应使线路能在工作电压、操作过电压和雷电过电压等各种条件下安全可靠地运行。
7.0.2 ±800kV线路绝缘子片数的确定应采用污耐压法,对无可靠污耐压特性参数的绝缘子,宜采用爬电比距法。当采用爬电比距法时,绝缘子片数应按下列公式计算:
7.0.3 在海拔高度1000m以下地区,轻污区0.05mg/cm2盐密时工作电压要求的悬垂V型绝缘子串绝缘子片数(钟罩型)不宜小于表7.0.3的数值。
7.0.4 耐张绝缘子串的绝缘子片数可取悬垂串同样的数值。在中、重污区,爬电比距可根据运行经验较悬垂绝缘子串适当减少。
7.0.5 复合绝缘子在轻、中、重污区其爬电比距不宜小于盘型绝缘子最小要求值的3/4。复合绝缘子两端均应加装均压环,其有效绝缘长度应满足雷电过电压和操作过电压的要求。
7.0.6 在海拔高度超过1000m的地区,绝缘子的片数应进行修正,可按下式计算:
7.0.7 ±800kV线路在相应风偏条件下,带电部分与杆塔构件的最小间隙应符合表7.0.7所列数值。
7.0.8 空气间隙放电电压海拔修正系数Ka可按下式计算:
7.0.9 应结合当地已有的运行经验、地区雷电活动的强弱特点、地形地貌特点及土壤电阻率高低等因素进行±800kV线路防雷设计;在计算耐雷水平后,应通过技术经济比较,采用合理的防雷方式。
7.0.10 ±800kV线路应沿全线架设双地线。杆塔上地线对导线宜采用负保护角,在山区不宜大于-10°。
7.0.11 档距中央导线与地线之间的距离宜用数值计算的方法确定。
7.0.12 雷季干燥时每基杆塔不连地线的工频接地电阻不应大于表7.0.12所列数值。当土壤电阻率超过2000Ω·m,接地电阻很难降到30Ω时,可采用6根~8根总长不超过500m的放射形接地体或连续伸长接地体,其接地电阻可不受限制。
7.0.13 通过耕地的直流输电线路的接地体应埋设在耕作深度以下;位于居民区和水田的接地体应敷设成环形。
8 导线布置
8.0.1 导线的线间距离应符合下列规定:
8.0.2 覆冰地区导线和地线间的水平偏移应满足导线和地线在不均匀覆冰、不同期脱冰时静态和动态接近的电气间隙要求。
9 杆塔型式
9.0.1 杆塔可按其受力性质分为悬垂型、耐张型杆塔。悬垂型杆塔可分为悬垂直线和悬垂转角杆塔;耐张型杆塔分为耐张直线、耐张转角和终端杆塔。
9.0.2 单回路杆塔导线既可水平排列,也可垂直排列,必要时可考虑水平和垂直组合方式排列。
9.0.3 杆塔的外形规划与构件布置应按照导线和地线排列方式,以结构简单、受力均衡、传力清晰、外形美观为原则,同时应结合占地范围、杆塔材料、运行维护、施工方法、制造工艺等因素在充分进行设计优化的基础上选取技术先进、经济合理的设计方案。
9.0.4 杆塔使用宜遵守以下原则:
10 杆塔荷载及材料
10.1 杆塔荷载
10.1.1 荷载分类宜符合下列要求:
10.1.2 杆塔的作用荷载宜分解为横向荷载、纵向荷载和垂直荷载。
10.1.3 各类杆塔均应计算线路正常运行情况、断线(含纵向不平衡张力)情况、不均匀覆冰情况和安装情况下的荷载组合,必要时尚应验算地震等稀有情况。
10.1.4 各类杆塔的正常运行情况,应计算下列荷载组合:
10.1.5 悬垂型杆塔(不含大跨越悬垂型杆塔)的断线(含纵向不平衡张力)情况,应按-5℃、有冰、无风的气象条件计算下列荷载组合:
10.1.6 耐张型杆塔的断线(含纵向不平衡张力)情况应按-5℃、有冰、无风的气象条件,并应按同一档内,断任意一根地线,任意一极导线有纵向不平衡张力进行荷载计算。
10.1.7 10mm及以下冰区导线、地线最小断线张力(含纵向不平衡张力)的取值应符合表10.1.7规定的导、地线最大使用张力的百分数,垂直冰荷载应取100%设计覆冰荷载。
10.1.8 10mm冰区不均匀覆冰的导、地线最小不平衡张力取值应符合表10.1.8的规定。无冰区段和5mm冰区段可不计算由不均匀覆冰情况引起的不平衡张力。垂直冰荷载宜取75%设计覆冰荷载,同时应按-5℃、10m/s风速的气象条件计算。
10.1.9 各类杆塔均应计算所有导、地线同时同向有不均匀覆冰的不平衡张力。
10.1.10 各类杆塔在断线情况下的断线张力(含纵向不平衡张力),以及不均匀覆冰情况下的不平衡张力均应按静态荷载计算。
10.1.11 防串倒的加强型悬垂型塔,除按常规悬垂型塔工况计算外,还应按所有导地线同侧有断线张力(含纵向不平衡张力)计算。
10.1.12 各类杆塔的验算覆冰荷载情况,应按验算冰厚、-5℃、10m/s风速,所有导、地线同时同向有不平衡张力考虑。
10.1.13 各类杆塔的安装情况,应按10m/s风速、无冰、相应气温的气象条件计算荷载组合,并应符合下列规定:
10.1.14 终端杆塔应考虑换流站一侧导线及地线已架设或未架设的情况。
10.1.15 计算曲线型铁塔时,应考虑沿高度方向不同时出现最大风速的不利情况。
10.1.16 位于地震烈度为9度及以上地区的各类杆塔均应进行抗震验算。
10.1.17 外壁坡度小于2%的圆筒形结构或圆管构件,应根据雷诺数Re的不同情况进行横风向风振(旋涡脱落)校核。
10.1.18 导线及地线的水平风荷载的标准值和基准风压标准值,应按下列公式计算:
10.1.19 杆塔风荷载的标准值应按下式计算:
10.1.20 构件的体型系数μS应符合下列规定:
10.1.21 杆塔风荷载调整系数βZ应符合下列规定:
10.1.22 绝缘子串风荷载的标准值应按下式计算:
10.1.23 对于平坦或稍有起伏的地形,风压高度变化系数μZ应符合表10.1.23的规定。
10.2 结构材料
10.2.1 钢材的材质应根据结构的重要性、结构形式、连接方式、钢材厚度和结构所处的环境及气温等条件进行合理选择。钢材等级宜采用Q235、Q345、Q390和Q420,有条件时也可采用Q460。钢材的质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的有关规定。
10.2.2 所有杆塔结构的钢材均应满足不低于B级钢的质量要求。当采用40mm及以上厚度的钢板焊接时,应采取防止钢材层状撕裂的措施。
10.2.3 结构连接宜采用4.8、5.8、6.8、8.8级热浸镀锌螺栓,有条件时也可使用10.9级螺栓,其材质和机械特性应分别符合现行国家标准《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1和《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》GB/T 3098.2的有关规定。
10.2.4 钢材、螺栓和锚栓的强度设计值应符合表10.2.4的规定。
11 杆塔结构
11.1 基本计算规定
11.1.1 杆塔结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计法,结构构件的可靠度应采用可靠指标度量,极限状态设计表达式应采用荷载标准值、材料性能标准值、几何参数标准值以及各种分项系数等表达。
11.1.2 结构的极限状态应满足线路安全运行的临界状态。极限状态分可为承载力极限状态和正常使用极限状态,并应符合下列规定:
11.1.3 结构或构件的强度、稳定和连接强度应按承载力极限状态的要求,采用荷载的设计值和材料强度的设计值进行计算;结构或构件的变形或裂缝应按正常使用极限状态的要求,采用荷载的标准值和正常使用规定限值进行计算。
11.2 承载能力和正常使用极限状态计算表达式
11.2.1 结构或构件的承载力极限状态,应按下式计算:
11.2.2 结构或构件的正常使用极限状态,应按下式计算:
11.2.3 结构或构件承载力的抗震验算,应按下式计算:
11.3 杆塔结构基本规定
11.3.1 长期荷载效应组合(覆冰厚度为无冰、风速5m/s及年平均气温)情况,杆塔的计算挠度(不包括基础预偏)应符合表11.3.1的规定。
11.3.2 钢结构构件允许最大长细比应符合表11.3.2的规定。
11.3.3 杆塔铁件应采用热浸镀锌防腐,也可采用其他等效的防腐措施。
11.3.4 受剪螺栓的螺纹不应进入剪切面。当无法避免螺纹进入剪切面时,应按净面积进行剪切强度验算。
11.3.5 全塔所有螺栓应采取防松措施。受拉螺栓及位于横担、顶架等易振动部位的螺栓宜采取双帽防松措施。靠近地面的塔腿上的连接螺栓宜采取防卸措施。
12 基 础
12.0.1 基础形式的选择应结合线路沿线地质、施工条件和杆塔的特点综合考虑,并应符合下列要求:
12.0.2 基础稳定、基础承载力应采用荷载的设计值进行计算;地基的不均匀沉降、基础位移等应采用荷载的标准值进行计算。
12.0.3 基础的上拔和倾覆稳定,应采用下式计算:
12.0.4 基础底面压应力,应符合下列规定:
12.0.5 基础混凝土强度等级不应低于C20级。
12.0.6 岩石基础的地基应逐基鉴定。
12.0.7 基础的埋深应大于0.5m。冻土地区的基础埋深应遵照现行行业标准《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ 118的有关要求确定。
12.0.8 跨越河流或位于洪泛区的基础,应收集水文地质资料,必要时应对冲刷作用和漂浮物的撞击影响采取相应的防护措施。
12.0.9 当位于地震烈度为7度及以上的地区,且场地为饱和砂土和饱和粉土时,应考虑地基液化的可能性,并采取必要的稳定地基或基础的抗震措施。
12.0.10 转角塔、终端塔的基础应采取预偏措施。
13 对地距离及交叉跨越
13.0.1 导线与地面、建筑物、树木、铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路的距离应符合下列要求:
13.0.2 导线与地面的最小垂直距离,以及与山坡、峭壁、岩石之间的最小净空距离应符合下列规定:
13.0.3 当线路邻近民房时,在湿导线情况下房屋所在地面的未畸变合成电场不得超过15kV/m。
13.0.4 线路不应跨越经常有人居住的建筑物以及屋顶为燃烧材料危及线路安全的建筑物。导线与建筑物之间的距离应符合下列规定:
13.0.5 线路经过经济作物和集中林区时,宜采用加高杆塔跨越林木不砍通道的方案,并应符合下列规定:
13.0.6 ±800kV线路与弱电线路(不包括光缆和埋地电缆)的交叉角应符合表13.0.6的规定,弱电线路等级分类宜按本规范附录D执行。
13.0.7 ±800kV线路与甲类火灾危险性的生产厂房、甲类物品库房、易燃易爆材料堆场以及可燃或易燃易爆液(气)体储罐的防火间距,不应小于杆塔全高加3m,还应符合其他的相关要求。
13.0.8 线路与地埋输油、输气管道的平行接近距离,应根据线路和管道的具体参数计算确定。
13.0.9 ±800kV线路与铁路、公路、河流、管道、索道及各种架空线路交叉或接近的要求,应符合下列规定:
13.0.10 当线路跨越铁路、高速公路、一级公路、电车道、一二级通航河流、110kV及以上电力线、特殊管道、索道时,导、地线不得接头。公路等级分类宜按本规范附录E执行。
13.0.11 当跨越220kV及以上线路、铁路、高速公路、一级公路、一二级通航河流及特殊管道等时,悬垂绝缘子串宜采用双挂点、双联“I”串或“V”串型式。
14 环境保护
14.0.1 输电线路设计应符合环境保护和水土保持国家现行有关标准的要求。
14.0.2 输电线路的设计中应对电磁干扰、噪声等污染因子采取必要的防治措施,减少其对周围环境的影响。
14.0.3 输电线路无线电干扰、可听噪声、合成场强、离子流密度应符合本规范第5.0.2条、第5.0.3条和第5.0.4条的规定。
14.0.4 对沿线相关的弱电线路和无线电设施应进行通信保护设计,并采取相应处理措施。
14.0.5 山区线路应采用全方位长短腿加不等高基础配合使用。
14.0.6 线路经过经济作物或林区时,宜采取跨越设计。
15 劳动安全和工业卫生
15.0.1 输电线路设计应满足有关防火、防爆、防尘、防毒及劳动安全与卫生等方面国家现行有关标准的要求。
15.0.2 杆塔设计应设有高空作业工作人员的安全保护措施。
15.0.3 施工时应针对邻近输电线路可能产生的感应电压采取安全保护措施。
15.0.4 当对平行和交叉的其他输电线路、通信线等邻近线路存在感应电压影响时,邻近线路在施工、运行和维修时应做好安全措施。
16 附属设施
16.0.1 当新建输电线路在交通困难地区设巡线站时,其维护半径可取40km~50km,如沿线交通方便或该地区已有生产运行机构,也可不设巡检站。巡检站应配备必要的备品备件、检修材料、维护检修工器具以及交通工具。
16.0.2 杆塔上的固定标志,应符合下列要求:
16.0.3 新建输电线路宜根据现有运行条件配备适当的通信设施。
16.0.4 一般线路杆塔登高设施可选用脚钉或直爬梯,并可设置简易的检修人员休息平台。大跨越线路杆塔应设置旋转爬梯,必要时可增设攀爬机或电梯等设施。
16.0.5 杆塔可安装高空作业人员的防坠落装置。
附录A 导线表面最大电位梯度计算
A.0.1 导线表面最大电位梯度按国际大电网会议第36分委会推荐方法计算,应符合下列规定:
附录B 电晕无线电干扰场强计算
B.0.1 国际无线电干扰特别委员会(CISPR)推荐的电晕无线电干扰场强应按下式计算:
附录C 电晕可听噪声计算
C.0.1 电晕可听噪声AN可按下列两款规定的其中一种进行计算。
附录D 弱电线路等级
D.0.1 一级弱电线路应为首都与各省(市)、自治区所在地及其相互间联系的主要线路,包括首都至各重要工矿城市、海港的线路以及由首都通达国外的国际线路,由原邮电部指定的其他国际线路和国防线路,原铁道部与各铁路局及各铁路局之间联系用的线路,以及铁路信号自动闭塞装置专用线路。
D.0.2 二级弱电线路应为各省(市)、自治区所在地与各地(市)、县及其相互间的通信线路,包括相邻两省(自治区)各地(市)、县相互间的通信线路,一般市内电话线路,铁路局与各站、段及站段相互间的线路,以及铁路信号闭塞装置的线路。
D.0.3 三级弱电线路应为县至区、乡的县内线路和两对以下的城郊线路,包括铁路的地区线路及有线广播线路。
附录E 公路等级
E.0.1 高速公路应为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路,应符合下列规定:
E.0.2 一级公路应为供汽车分向、分车道行驶,并可根据需要控制出入的多车道公路,应符合下列规定:
E.0.3 二级公路应为供汽车行驶的双车道公路,双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000辆~15000辆。
E.0.4 三级公路应为主要供汽车行驶的双车道公路,双车道三级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2000辆~6000辆。
E.0.5 四级公路应为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路,应符合下列规定:
本规范用词说明
引用标准名录
条文说明
制订说明
1 总 则
1.0.1 本条提出了±800kV线路设计工作的基本原则,要求协调好各方面的相互关系,如安全与经济、基本建设与生产运行、近期需要和远景规划、线路建设和周围环境等,目的是以合理的投资使设计的输电线路能获得最佳的综合效益。
1.0.2 本条规定了本规范的适用范围。
1.0.3 根据电网建设的发展,本条明确了依靠技术进步,合理利用资源,达到降低消耗,提高资源利用效率的要求。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.12 等值盐密大于0.15mg/cm2的情况,在工程中按实际情况进行处理。
2.1.18 杆塔处的保护角指不考虑风偏,地线对水平面的垂线和地线与最外侧子导线的连线之间的夹角。
3 路 径
3.0.1 随着新技术手段的发展,±800kV输电线路路径选择使用卫片、航片、全数字摄影测量系统等新技术,在滑坡、泥石流、崩塌等不良地质发育地区宜采用地质遥感技术等。
3.0.2 为了使新建特高压工程与地方发展和规划相协调,明确路径选择原则,要求尽量减少对军事设施和地方经济发展的影响。
3.0.4 根据多年的线路运行经验的总结,选择线路要尽量避开不良地质地带、采动影响区(地下矿产开采区、采空区)等可能引起杆塔倾斜、沉陷的地段;当无法避让时,要开展详细的地质、矿产分布、开采情况、塌陷情况的专项调查,要开展塔位稳定性评估。根据运行经验增加了路径选择尽量避开导线易舞动区等内容并加以明确,东北的鞍山、丹东、锦州一带,湖北的荆门、荆州、武汉一带是全国范围内输电线路发生舞动较多地区,导线舞动对线路安全运行所造成的危害十分重大,诸如线路频繁跳闸与停电、导线的磨损、烧伤与断线、金具及有关部件的损坏等,都会造成重大的经济损失与社会影响,因此舞动多发区要尽量避让。当无法避让时,要对铁塔、金具等采取适当加强,并安装防舞装置等措施。
3.0.5 为使新建特高压线路与沿线相关设施的相互协调,以求和谐共存,明确在选择路径时要考虑对临近设施如电台、机场、弱电线路等的影响。
3.0.6 耐张段长度由线路的设计、运行、施工条件和施工方法确定,吸取2008年初冰灾运行经验,轻、中、重冰区的耐张段长度分别不宜大于10km、5km、3km,当耐张段长度较长时,设计中要采取措施防止串倒,例如轻冰区每隔7基~8基(中冰区每隔4基~5基)设置一基纵向强度较大的加强型直线塔,防串倒的加强型直线塔其设计条件除按常规直线塔工况计算外,还要按所有导地线同侧有断线张力(含纵向不平衡张力)计算。
3.0.8 为了预防灾害性事故的发生,山区输电线路选择路径和定位时,要注意限制使用档距和相应的高差,避免出现杆塔两侧大小悬殊的档距,当无法避免时要采取必要的措施,提高安全度。
3.0.9 大跨越的基建投资大,运行维护复杂,施工工艺要求高,故一般要尽量减少或避免。因此,选线中遇有大跨越要结合整个路径方案综合考虑。往往有这样的情况,某个方案路径长度虽增加了几公里,但避免了大跨越或减少跨越档距降低了造价,从全局看是合理的,这一点要引起足够的重视。
4 气象条件
4.0.1 考虑到±800kV特高压直流输电线路的重要性,风荷载基本值重现期较现行国家标准《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB 50545—2010中规定的500kV~750kV线路50年一遇提高为100年一遇,风速值提高约6%,风压值提高了12%左右,比原来对杆塔的抗风能力提高了很多,但不会造成工程量较大的增加。
4.0.2 统计风速样本的基准高度,统一取离地面(或水面)10m,保持与荷载规范一致,可简化资料换算及便于与其他行业比较。
4.0.3 线路通过山区时,除一些狭谷、高峰等处受微地形影响,风速值有所增大外,对于整个山区,从宏观上看摩擦阻力大风速值不一定比平地大,所以,在如无可靠资料的情况下,对于通过山区的线路,从安全的角度出发,参考现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定,设计风速按附近平地风速资料增大10%;至于山区的微地形影响,除个别大跨越为提高其安全度可考虑增大风速外,在一般地区不予增加。至于一般山区虽有狭管等效应,考虑到架空输电线路有档距不均匀系数的影响,因此,从总的方面山区风速较平地增大了10%以后,已经能够反映狭管效应等情况。
4.0.4 在现行国家标准《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB 50545—2010中,500kV~750kV输电线路设计时,将对地20m高的最大设计风速的最小值不能低于30m/s归算到10m基准高时不能低于26.85m/s。500kV~750kV架空输电线路计算导、地线的张力、荷载以及杆塔荷载时,基本风速不应低于27m/s。本规范仍沿用此最低风速限制。
4.0.5 根据2008年初我国南方地区覆冰灾害情况分析结果,对输电线路基本覆冰划分为轻、中、重三个等级,采用不同的设计标准。
4.0.6 根据2008年初我国南方地区覆冰灾害情况调查分析,在同样条件下,地线上的覆冰厚度较导线大,故在新建线路设计时,地线设计冰厚要较导线增加5mm。
4.0.7 根据我国输电线路的运行经验,本条强调加强沿线已建线路设计、运行情况的调查,并对调查结果予以论述(风灾、冰灾、雷害、污闪、地质灾害、鸟害等)。
4.0.8 输电线路的大跨越段,一般跨越档距在1000m以上,跨越塔高在130m以上。跨越重要通航河流和海面,若发生事故,影响面广,修复困难。为确保大跨越的安全运行,设计标准要予以提高。根据我国几处大跨越的设计运行经验,如当地无可靠资料,设计风速可较附近平地线路气象资料增大10%设计。关于江面风速的问题,根据我国沿长江几处重大跨越的设计资料,一般认为江面风速比陆地略大一级,取为10%。
4.0.9 对于大跨越的设计条件规定较高的安全标准还是必要的,考虑到覆冰资料大多数地区比较缺乏,目前气象部门尚提不出覆冰资料及其随高度变化的规律,根据现有工程的经验,多采用附近线路的设计覆冰增加5mm作为大跨越的设计覆冰厚度。
4.0.10 本条文是根据以往设计经验而选定,基本符合输电线路实际情况,运行中未发现问题。
4.0.11 本条明确了安装工况的气象条件。
4.0.12、4.0.13 这两条明确了雷电过电压、操作过电压等工况的气象条件。雷电过电压、操作过电压工况的风速与折算到导线平均高度处的基本风速有关。云南—广州、向家坝—上海、锦屏—苏南±800kV直流特高压输电线路导线平均高度按28m进行设计。不同工程的导线平均高度可根据工程情况进行取值。
4.0.14 本条明确了带电作业工况的气象条件。
5 导线和地线
5.0.1 架空输电线路的导线,对于不同电压等级,其选择判据是不相同的。但总体上看,都要归结为技术性和经济性两个方面。
5.0.2 本条为强制性条文,必须严格执行。分以下三点进行说明。
5.0.3 本条为强制性条文,必须严格执行。分以下五点进行说明。
5.0.4 本条规定了±800kV直流输电线路线下的地面合成场强和离子流密度限值以及对应的天气条件。制定合理的地面合成场强和离子流密度限值标准,可使线路既满足环境保护的要求,同时避免不必要的建设费用增加,使输电线路的造价控制在合理的水平。
5.0.6 控制导线允许载流量的主要依据是导线的最高允许温度,后者主要由导线经长期运行后的强度损失和联接金具的发热而定。《电机工程手册》(试用本)(机械工业出版社,1979年)电线电缆第26篇提出当工作温度愈高,运行时间愈长,则导线的强度损失愈大,对54/7的钢芯铝绞线的强度损失见表16。
5.0.7 地线除了满足机械强度要求外,一般还要满足短路电流热容量的要求。对于特高压直流线路,还要考虑地线电晕问题,即地线上的感应电荷较大,有可能在地线上产生很大的表面电场强度(其中不考虑离子流产生的电场),当超过起始电晕电场强度时,亦会产生电晕损失、无线电干扰和可听噪声干扰等,要予以限制。
5.0.8 本条为强制性条文,规定了导、地线设计的最小安全系数,必须严格执行。
5.0.10 在稀有气象条件时,相应的悬挂点最大张力不应超过拉断力的66%。
5.0.11 根据2008年初我国南方地区大面积冰灾的情况,受灾线路的地线由于不通电,致使地线覆冰严重,引起地线拉断及地线支架折断。因此,覆冰区加大地线截面及加强地线支架强度是提高线路抗冰能力的有效措施。
5.0.12 目前运行线路上的导、地线大多数采用我国老国标电线产品,当其平均运行张力和相应的防振措施符合以往设计要求时,运行中未发现问题。导线型号和相应的铝钢截面比列入表20。
5.0.13 对未张拉过的导、地线受力后除产生弹性伸长和塑性伸长外,还随着受力的累积效应产生蠕变伸长。塑性伸长及蠕变伸长均为永久变形(以下简称塑性伸长)。为考虑塑性伸长对弧垂的影响,线路理想的施工工艺是按塑性伸长曲线(蠕变曲线)架设导、地线。我国电线制造厂家目前不提供塑性伸长曲线,对新国标的电线产品又无系统的塑性伸长资料,故导、地线的塑性伸长相应的降温值仍取现行国家标准《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB 50545的采用值,对钢芯铝绞线塑性伸长采用值见表26。
5.0.14 输电线路通过导线易舞动地区时,要适当提高线路抗舞动能力,并预留导线防舞动措施安装孔位。东北的鞍山、丹东、锦州一带,湖北的荆门、荆州一带是全国范围内输电线路发生舞动较多的地区,导线舞动对线路安全运行所造成的危害十分重大,诸如线路频繁跳闸与停电、导线的磨损、烧伤、断线,金具及铁塔部件损坏等,可能导致重大的经济损失与社会影响。
6 绝缘子和金具
6.0.1 我国自20世纪80年代末开始批量使用复合绝缘子,荷载设计安全系数大都为3.0,至今运行情况良好,虽出现极个别串脆断,多属产品质量问题。故复合绝缘子最大使用荷载设计安全系数取3.0较为合适。20世纪90年代开始使用瓷棒绝缘子,根据德国运行经验最大使用荷载设计安全系数取3.0,运行情况良好。
6.0.4 本条为强制性条文,规定了金具强度的安全系数。
6.0.5 绝缘子串及金具防止发生电晕的措施可采用均压环、屏蔽环及金具自身防晕等办法。防电晕的目的主要是控制无线电干扰,对于减少电能损耗及防止金具腐蚀也有作用。
6.0.6 直流线路地线一般是直接接地的。如果直流线路在接地极附近通过,当直流系统以大地返回方式运行(特别是大电流运行)时,由于大地电位升高,直流地电流可能通过杆塔和地线从一个杆塔流进,从另一个杆塔流出,从而导致杆塔和基础被腐蚀。
6.0.7 绝缘子串与横担连接的第一个金具受力较复杂,国内早期运行经验已经证明这一金具不宜采用可锻铸铁制造的产品。1988年发生在500kV大房线上的球头断裂事故证明:第一个金具不够灵活,不但本身易受磨损,还将引起相邻的其他金具受到损坏。因此在选择第一个金具时,要从强度、材料、型式三方面考虑。国外对此金具也有特殊考虑的事例,加拿大BC省水电局是采取提高一个强度等级的措施;日本则通过疲劳,磨损等试验对各种金具型式进行选择;意大利设计了一种两个方向的回转轴心基本上在同一个平面上的金具,使得两个方向转动都较灵活。因此,对联塔第一个金具的选择,除了要求结构上灵活外,同时要求强度上提高一个等级。
6.0.8 在线路设计中,为了缩小走廊宽度,减少悬垂串的风偏摇摆,V型串的使用日趋广泛,根据试验和设计研究成果,330kV以上输电线路悬垂V串两肢间夹角的一半,可比最大风偏角小5°~10°,或通过试验确定。目前,发生了多起V型串大风情况下球、碗头脱落事故,因此,要采取控制球、碗头加工尺寸或新型金具方案。
6.0.9 在路径选择时要尽量避开易发生舞动地区,无法避让时,要采取提高线路的机械强度,并预留安装抑舞装置的措施。
6.0.10 根据2008年初我国南方地区覆冰灾害情况的教训,为防止或减少重要线路冰闪事故的发生,需采取增加绝缘子串长和采用V型串、八字串等措施。
7 绝缘配合、防雷和接地
7.0.1 ±800kV线路直线杆塔上悬垂绝缘子串的绝缘子片数选择,一般需满足能够耐受长期工作电压的作用和操作过电压作用的要求,雷电过电压一般不作为选择绝缘子片数的决定条件,仅作为耐雷水平是否满足要求的校验条件。
7.0.2 ±800kV直流输电线路的防污绝缘设计,要根据绝缘子的污耐压特性,参考审定的污区分布图和直交流积污比,结合现场实际污秽调查结果,选择合适的绝缘子型式和片数。对无可靠污耐压特性参数的绝缘子,也可参照污秽等级按爬电比距法选择合适的绝缘子型式和片数。
7.0.3 根据±500kV直流线路上过电压研究,其操作过电压水平在1.5p.u.~1.8p.u.,最大操作过电压发生在线路中间。目前国内±800kV直流线路操作过电压水平计算结果在1.6p.u.~1.8p.u.。
7.0.4 在雨量充沛地区,耐张绝缘子串由于水平放置容易受雨水冲洗,因此其自洁性较悬垂绝缘子串要好,110kV~500kV运行经验表明,耐张绝缘子串很少污闪。因此在同一污区内,其爬电距离可较悬垂串减少。
7.0.5 国内外污闪试验结果(包括STRI试验)证实:同等污秽,即便在亲水性状态下,复合绝缘子污闪电压比瓷和玻璃绝缘子高50%以上,因此,同样运行电压下,复合绝缘子爬距仅需要瓷和玻璃绝缘子爬距的2/3即可;按照目前±500kV超高压直流输电线路绝缘配置,复合绝缘子爬距定为瓷绝缘子爬距的3/4以上已经有相当裕度。
7.0.6 高海拔地区,随着海拔升高或气压降低,污秽绝缘子的闪络电压随之降低,高海拔所需绝缘子片数按本规范公式(7.0.6)进行修正。
7.0.7 风偏后导线对杆塔构件的空气间隙,要分别满足工作电压、操作过电压及雷电过电压的要求。
7.0.8 在高海拔地区,直流线路带电部分对杆塔构件空气间隙放电电压要进行修正,用0m海拔的50%放电电压乘以相应海拔高度下的空气放电电压海拔修正系数Ka就可以得到海拔为H时的50%放电电压。条文中规定的海拔修正公式适用于2000m及以下地区,当海拔高度超过2000m时,宜通过试验研究确定,也可按照该公式进行修正。
7.0.9 本条根据现行国家标准《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB 50545—2010条文制定。
7.0.10 随着线路额定电压的提高,线路绝缘水平不断提高,雷电反击跳闸的概率越来越小,我国雷电定向定位仪记录的数据表明,我国500kV线路雷击跳闸的主要原因是绕击跳闸。
7.0.12、7.0.13 这两条都根据现行国家标准《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB 50545—2010条文制定。
8 导线布置
8.0.1 本条基本沿用现行国家标准《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB 50545—2010第8.0.1条。增加了按不同串型,列表规定水平线间距离公式中的悬垂绝缘子串系数。
8.0.2 导地线的水平偏移主要取决于导线和地线覆冰不均匀以及覆冰脱落时的跳跃或舞动情况下导、地线间的工作间隙,特高压线路要按以上三种情况求得塔头上最小垂直距离和水平偏移的最佳组合。按导、地线覆冰不均匀以及覆冰脱落时的跳跃或舞动情况下分别进行校验,得出结论。
9 杆塔型式
9.0.1 本条给出了杆塔类型的基本概念,使得杆塔类型的定义规范化和具体化。同时,便于区分悬垂型和耐张型两类杆塔的荷载组合。对于跨越杆塔以及其他特殊杆塔,可以按绝缘子与杆塔的连接方式分别归入悬垂型或耐张型。
9.0.2 水平排列方式可降低杆塔高度,垂直排列方式可减小线路走廊宽度,直流线路的两极可根据走廊情况,经技术经济比较后采用垂直排列方式。
9.0.3 能够满足使用要求(如电气参数等)的杆塔外型或型式可能有多种,要根据线路的具体特点来选择适合的杆塔外型。同一条线路,往往由于沿线所经地区环境、条件等不同,对塔型的要求也不同。设计时要在充分优化的基础上选择最佳塔型方案。
9.0.4 本条规定了杆塔的使用原则。
10 杆塔荷载及材料
10.1 杆塔荷载
10.1.1 本条规定了荷载的分类。
10.1.2 本条规定了荷载的作用方向。
10.1.3 正常运行情况、断线(含导线的纵向不平衡张力)情况和安装情况的荷载组合是各类杆塔的基本荷载组合,不论线路工程处于何种气象区都要计算。当线路工程所处气象区有覆冰条件时,还要计算不均匀覆冰的情况。
10.1.4 基本风速、无冰、未断线的正常运行情况要分别考虑最大垂直荷载和最小垂直荷载两种组合。因为工程实践计算分析表明,铁塔的某些构件(例如部分V型串的横担构件或部分塔身侧面斜材)可能由最小垂直荷载组合控制。
10.1.5、10.1.6 断线(含导线的纵向不平衡张力)情况,当实际工程气象条件无冰时,要按最低气温、无冰、无风计算。断线工况均考虑同一档内断线(或导线有纵向不平衡张力)。
10.1.7 为了提高地线支架的承载能力,对悬垂塔和耐张塔,地线断线张力取值均为100%最大使用张力。
10.1.8 从历次冰灾事故情况来看,地线的覆冰厚度一般比导线要厚,故对于不均匀覆冰情况,地线的不平衡张力取值(占最大使用张力的百分数)比导线要大。无冰区和5mm冰区可不考虑不均匀覆冰情况引起的不平衡张力。
10.1.9 不均匀覆冰荷载组合,要考虑纵向弯矩组合情况,以提高杆塔的纵向抗弯能力。
10.1.10 本规范规定的断线张力(或纵向不平衡张力)和不均匀覆冰情况下的不平衡张力值已考虑了动力影响,因此,应按静态荷载计算。
10.1.11 2008年的严重冰灾在湖南、江西和浙江等省份均有发生串倒的现象,由于倒塔断线引起相邻档的铁塔被拉到的现象不少。为了有效控制冰灾事故的进一步扩大,对于较长的耐张段之间适当布置防串倒的加强型悬垂型杆塔,是非常有效的一种方法,国外的规范中也有类似的规定。加强型悬垂型杆塔除按常规悬垂型杆塔工况计算外,还应按所有导、地线同侧有断线张力(或纵向不平衡张力)计算,以提高该塔的纵向承载能力。
10.1.12 本条是根据以往实际工程设计经验确定的。验算覆冰荷载情况是作为正常设计情况之外的补充计算条件提出来的。主要在于弥补设计条件的不足,用以校验和提高线路在稀有的验算覆冰情况下的抗冰能力。它的荷载特点是在过载冰的运行情况下,同时存在较大的不平衡张力。这项不平衡张力是由于现场档距不等,在冰凌过载条件下产生的,导、地线具有同期同方向的特性,故只考虑正常运行和所有导、地线同时同向有不平衡张力,使杆塔承受最大弯矩情况。
10.1.13 本条规定了各类杆塔的安装荷载。
10.1.14 本条是根据以往实际工程设计经验确定的。
10.1.15 考虑阵风在高度方向的差异对曲线型铁塔斜材产生的不利影响,也称埃菲尔效应。
10.1.17 圆管构件在以往的工程中曾出现过激振现象,有的振动已引起杆件的破坏。虽然目前要精确地计算振动力尚有困难,有些参数不容易得到,一般可参照现行国家标准《高耸结构设计规范》GB 50135的有关规定。
10.1.18 导线、地线风荷载计算公式中风压调整系数βC,是考虑特高压线路因绝缘子串较长、子导线多,有发生动力放大作用的可能,且随风速增大而增大。此外,近年来500kV线路事故频率较高,适当提高导、地线荷载对降低线路的倒塔事故率也有一定帮助。但对于电线本身的张力弧垂计算、风偏角计算和其他电压等级线路的荷载计算都不必考虑βC,即取βC=1.0。
10.1.19~10.1.21 根据现行国家标准《高耸结构设计规范》GB 50135关于塔架结构体型系数取值的规定,由钢管构件组成的塔架整体计算时的μS,按角钢塔架的μS乘以0.6~0.8采用。为计算方便,在以往500kV线路和大跨越钢管塔设计中采用的体型系数为0.82(1+η),1000kV淮南—上海(皖电东送)特高压交流线路工程钢管塔的体型系数为0.85(1+η)。
10.1.22 计算公式10.1.22是根据我国电力部门设计经验确定的。
10.1.23 本条规定参考了现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009—2001第7.2.1条文。
10.2 结构材料
10.2.1 近年来,经过调研及铁塔试验等工作,Q420高强度角钢在国内第一条750kV线路工程中得到了成功应用,在新建500kV输电线路工程上也有许多应用实例。我国首条1000kV晋东南—南阳—荆门特高压示范线路工程中也用到了Q420高强度角钢和钢板。华东院设计的500kV吴淞口大跨越工程中应用了Q390的高强度钢板压制的钢管结构,并在500kV江阴大跨越工程中应用了ASTM Gr65(屈服应力450MPa)大规格角钢和厚钢板。因此,本规范将一般采用钢材等级提高到Q420,此外,现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591已列入Q460高强度钢,有条件也可采用Q460。
10.2.2 参考国家现行标准《钢结构设计规范》GB 50017、《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99,规定所有杆塔结构的钢材均要满足不低于B级钢的质量要求。
10.2.3 8.8级螺栓近年来在杆塔上应用较多,尤其是在大跨越塔结构和钢管塔的法兰上有一定的应用经验。但是10.9级螺栓在输电塔上应用还不多,螺栓的强度越高,硬度越高、脆性越大,尤其是氢脆的可能性就越大,在满足强度要求的前提下,要特别注意螺栓的塑性性能符合现行国家标准《紧固件机械性能》GB/T 3098系列的要求。
10.2.4 各个性能等级螺栓的材料要满足最小抗拉应力fu、最小屈服应力fy及一定的硬度值HR。例如现行国家标准《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB 3098.1的4.8级螺栓:fu=400N/mm2、fy=320N/mm2和HR=70/95;5.8级螺栓:fu=500N/mm2、fy=400N/mm2和HR=83/95;6.8级螺栓:fu=600N/mm2、fy=480N/mm2和HR=89/99等。它们的保证应力分别是310N/mm2、380N/mm2和440N/mm2。按照现行国家标准《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB 3098.1的规定,螺栓的直径暂按照不大于39mm考虑,直径大于39mm的螺栓可参照采用。
11 杆塔结构
11.1 基本计算规定
11.1.1~11.1.3 这三条规定根据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068确定。
11.2 承载能力和正常使用极限状态计算表达式
11.2.1 承载力极限状态设计表达式是根据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068规定的有关原则确定的。
11.2.2 与正常使用极限状态有关的荷载效是根据荷载标准值确定的。
11.2.3 本条是根据现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191和《电力设施抗震设计规范》GB 50260的有关规定和线路杆塔结构的特点制订的。SGE为永久荷载代表值,按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011确定。
11.3 杆塔结构基本规定
11.3.1 杆塔挠度由荷载、施工和长期运行等原因产生,而从设计上只能控制由荷载引起的挠度值。计算挠度限值的确定原则是使常用的杆塔结构尺寸在荷载的长期效应组合作用下一般能满足要求。
11.3.2 本条是按我国杆塔设计经验并参照美国土木工程师学会标准《输电铁塔设计导则》ASCE 10—97确定的。实际工程中塔身斜材长细比的较大时,由于刚度较弱会引起自重下垂变形,故参照ASCE 10—97将一般受压材的最大允许长细比定为200。
11.3.3 大量工程实践证明,热浸镀锌工艺是铁塔构件防腐的有效措施。当选用其他防腐措施时,要有足够资料证明其防腐性能不低于热浸镀锌工艺方可采用。
11.3.4 铁塔的连接螺栓螺纹进入剪切面,不仅降低螺栓的承载力,而且大量螺栓进入剪切面还影响铁塔的变形。因此,设计时使螺纹不进入剪切面。
11.3.5 运行部门如无特殊要求,一般可在地面以上8m高度范围内的塔腿的连接螺栓采取防卸措施。
12 基 础
12.0.1 近年来,各单位的基础选用经验日益丰富,选用的基础形式也逐渐增多,但是原状土掏挖基础、现浇钢筋混凝土基础和混凝土基础仍然是主要的基础形式。
12.0.3 公式(12.0.3)中的基础上拔或倾覆外力设计值TE,对可变荷载计入了荷载分项系数1.4,对永久荷载计入了荷载分项系数1.2或者1.0,土壤分类与现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007相一致。
12.0.4 根据杆塔的风荷载(可变荷载)为主的特点,经过测算,基础底面压力极限状态公式(12.0.4-1)、公式(12.0.4-2)右端项需除以0.75(相当于乘以1.33)后才能保持基础下压按极限状态设计法设计的基础底面尺寸与按容许应力法设计基本上相衔接。仅根据现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007将地基承载力设计值改为地基承载力特征值。
12.0.5 根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010—2002第3.5.3条和4.1.2条综合考虑制定。
12.0.6 线路沿线岩石地基的岩性和完整程度通常存在较大差异。由于在线路勘测期间工程地质人员野外对岩石地基的鉴别存在局限性,所以,对配置岩石基础的杆塔位,在基坑开挖后要进行鉴定。条文中强调了要对岩石逐基鉴定,保证设计的岩石基础安全、可靠,这也是对选择合适基础形式、正确取定计算参数的验证。
12.0.7 在季节性冻土地区,其标准冻结深度可由地质资料提出,除按条文中规定的标准确定外,也可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定确定。多年冻土地区所涉及的区域较少,这里不做详细规定。
12.0.9 根据以往工程实践经验提出。防治措施可参照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和《电力设施抗震设计规范》GB 50260。
12.0.10 转角塔、终端塔的预偏要根据杆塔结构的变形和基础设计时地基出现的变形综合考虑确定,或根据工程设计、施工、运行经验确定。
13 对地距离及交叉跨越
13.0.1 导线与地面、建筑物、树木、铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路的垂直距离是按最高气温或覆冰情况求得的最大弧垂计算的。
13.0.2 本条为强制性条文,必须严格执行。说明如下:
13.0.3 本条为强制性条文,必须严格执行。线路邻近民房,民房所在地面湿导线情况下未畸变合成电场应不超过15kV/m。
13.0.4 本条说明如下:
13.0.5 随着社会环保意识的不断加强,±800kV特高压线路在跨越林木、植被覆盖等方面,要采取高跨和砍伐相结合,更好地保护生态环境。
13.0.6 本条文是按《架空输电线路与弱电线路接近和交叉装置规程》中有关规定而编制的。
13.0.7 现行国家标准《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB 50545—2010规定输电线路与甲类火灾危险性的生产厂房、甲类物品库房、易燃、易爆材料堆场以及可燃或易燃、易爆液(气)体储罐的防火间距,不小于杆塔高度加3m。根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的要求,作以下补充和修改。
13.0.8 输电线路与管道在平行接近距离很长时,需要按线路的参数和管道的特性具体分析计算,确定是否需要采用特殊的防护措施。
13.0.9 输电线路对各种交叉跨越物的距离,其取值原则由电场强度、电气绝缘间隙以及其他因素决定。输电线路与交叉跨越物的水平距离主要是为了避免输电线路对其他部门设施产生影响,如车辆行驶时电力线杆塔对司机视线的阻挡、电力线倒塔时对其他设施造成危害等。在现行线路设计规程中,其取值大多与电压等级无关,相关部门亦已认可,个别与电压等级相关的距离,按各电压等级取值的级差递增取值。本条第1款为强制性条款,必须严格执行。
14 环境保护
14.0.1~14.0.4 本章条文要求输电线路设计要符合环境保护和水土保持国家现行有关标准的要求,强调对电磁干扰采取的防治措施,并对输电线路环境影响进行评价。
14.0.5、14.0.6 这两条强调对自然环境和水土保持采取的防治措施。
15 劳动安全和工业卫生
16 附属设施
16.0.1 巡线站的设置与否跟沿线交通条件关系很大,在交通方便地区一般不需要设置巡线站。
16.0.2 按以往的惯例运行管理部门确有此需要,故一直沿用至今,根据近年来线路运行中发生的攀爬、触电事故,增加“设置高压危险,禁止攀爬杆塔和接近”,并增加“杆塔上固定标志的尺寸、颜色和内容还要符合运行部门的要求”。根据铁路部门的要求,跨越铁路时杆塔处要设置标志牌,标明电压等级、走廊宽度、轨顶的导线最低点高度、相对轨顶的设施限高、安全绝缘距离等信息。
16.0.3 根据现在的通信条件完全没有架设检修专用通信线路的必要,对于大山、大森林或荒原等通信困难地段,也要采用适当的先进通信手段而不宜架设专用通信线,宜根据现有运行条件配备适当的通信设施。
16.0.4、16.0.5 这两条规定是考虑运行维护过程中人员的安全增加的安全措施。
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