摘要：冰凍是造成高山地區(qū)冬季輸電線路倒塔（桿）斷線的重要原因，加強和優(yōu)化輸電線路的抗冰凍能力設計，保證電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行，有效降低輸配電線路事故率，關系到電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行和供用電的可靠性。文章探討了35kV輸電線路抗冰的設計要點。

關鍵詞：輸電線路；抗冰設計；導線選擇；導線應力

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）03-0142-02

漢中市位于陜西南部與四川省接壤，地處大巴山脈、秦嶺山脈深處，高山大嶺約占50%以上，海拔在701～2038m之間，約占全市總面積的37.2%。隨著國家農(nóng)村電網(wǎng)建設的實施，漢中市電網(wǎng)有了很大的發(fā)展。可是，冰凍常使輸電線路的導線覆冰厚度達10～70mm。在沒有溶冰條件的情況下，使得導線桿塔承受荷載超過設計能力，引起斷線倒桿事故，影響了供電的可靠性，也給供電部門及用戶帶來嚴重的經(jīng)濟損失。

目前，輸電線路冰害的對策，一般采取溶、繞、抗的辦法。筆者僅就抗冰方面進行探討。

一、抗冰輸電線路的導線選擇

設計規(guī)程規(guī)定，對35kV輸電線路導線截面的選擇是根據(jù)線路電壓降來確定的，按容許電流進行校驗。筆者認為，抗冰輸電線路導線截面的選擇應按導線的機械強度確定，以電壓損失、容許電流條件進行校驗，以求能承受大的冰雪荷重。

輸電線路的導線普遍采用鋼芯鋁線，根據(jù)鋼芯的大小分為正常型（LGJ型）、減輕型（LGJQ型）、加強型（LGJJ型）。筆者以150mm2截面導線為例，查得各型鋼芯鋁導線的拉斷力及瞬時破壞應力，見表1：

表1

導線型號及標稱截面 計算拉斷力（kg） 瞬時破壞應力

（kg/ mm2）

LGJ-150 5050 28

LGJQ-150 4470 24

LGJJ-150 5620 21

由表1可知，抗冰輸電線路的導線應選用LGJJ型，其瞬時破壞應力為31kg/mm2。

二、抗冰輸電線路的最大檔距、最大負載、最大應力

抗冰輸電線路不管選用哪種型號的導線，總的原則是線路在最大檔距時的最大荷載所產(chǎn)生的最大應力不能超過導線的允許使用應力。

如在Ⅱ級氣象區(qū)內(nèi)，LGJJ-120型導線各種復冰厚度下的各種比載，在不同檔距下產(chǎn)生的最大應力&max;，計算結(jié)果

g1=w0/s(kg/m.mm2)

式中w0——導線每米長的重量（kg/m），取0.53；

S——導線的計算截面積（mm2），取142.6。

g2=0.00283 ×b(d+b)/S(kg/m.mm2)

式中b——導線覆冰厚度（mm）；

D——導線計算直徑（mm），取15.5

g5=0.075V2×(d+2b)/1000×S(kg/m.mm2)

式中V——導線覆冰時的風速（m/s），取10m/s；

&max;=0.5×g7×L(kg/mm2)

式中L——線路最大設計檔距（m）

&允=31/2.5=12.4(kg/mm2)

式中2.5——安全系數(shù)；

31——LGJJ-120型導線的瞬時破壞應力(kg/mm2)

由表2可見，線路檔距越大，線路承受覆冰厚度的能力就越小。所以，在確定了覆冰厚度b和導線型號后，應以&max;小于&允為原則控制線路最大檔距L。表2中，導線最大覆冰厚度b=70mm，檔距等于200m時，最大應力&max;=12.3kg/mm2，小于&允=12.4kg/mm2，故此線路最大檔距應控制在200m以內(nèi)。

三、導線截面積與最大應力

增大導線截面可增大導線最大應力。如將表2中導線選為LGJJ-240型。同樣按表2中的計算方法算得各種覆冰厚度下的各種比載在不同檔距下產(chǎn)生的&max;，見表3。

由表三可知，導線同樣覆冰厚度b等于70mm，檔距為300m，此時&max;=11.8kg/mm2，小于&允=12.4kg/mm2，而在200mm檔距下，覆冰厚度b可以增大到100mm，此時&max;=12.1kg/mm2，小于&允=12.4kg/mm2。

四、抗冰線路的導線應力與弧垂

輸電線路在一個檔距內(nèi)，導線兩端掛在桿塔上就好比曬衣服掛的繩子一樣，中間是下垂的，如果掛得松弛些，弧垂就大些，拉力就小些；繃得緊些，弧垂就小些，拉力也就大些?；〈古c應力的關系可用下式表示：

&=(g×L2)/(8×f)或f=(g×L2)/（8×&）

式中g——導線比載（kg/m.mm2）；

&——導線承受的應力（kg/mm2）；

L——線路檔距(m)

F——線路弧垂(m)

在導線最大允許應力&允的條件下，以不同的檔距L和不同的導線比載g7計算出的弧垂f見表4。此時，計算式為：

f =（g7×L2）/（8×&）

式中g7——取表2中數(shù)字；

&=12.4（kg/m.mm2）

由表4可見，同樣比載g7下，導線的弧垂是按照檔距增加而成培增大的；同樣檔距下，比載大，弧垂也加大，因此，縮小輸電線路的檔距，能增強導線的荷重能力，從而達到抗冰的目的。

五、結(jié)論

我市地處高寒山區(qū)，且年覆冰的35kV線路約300km，采用上述抗冰設計技術，導線覆冰10～70mm情況下，電力部門照常供電。實踐證明，這種抗冰設計方法的應用是成功的，達到了較好的效果。

作者簡介：楊立剛（1975-），男，漢中供電分公司工程師，研究方向：輸電線路防冰凍。

（責任編輯：葉小堅）