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,从技术性来看,导线作为输电线路最主要的部件之一、首先需满足输送电能的要求,同时能保证安全可靠地运行，对特高压输电线路还要求满足环境保护的要求.而且在经济上是合理的.因此,对特高压线路导线在电气和机械两方面都提出了严格的要求。在特高压直流线路导线选择中,要充分考虑导线的电气和机械特性。在电气特性方面,特高压线路由于电压的升高.导线电晕而引起的各种问题,特别是环境保护问题将比超高压线路本体问题更加突出。从国内外的实验研究和工程实践情况看,一般要求所选导线要满足线路电压降.导线发热.无线电干扰。可听噪声.合成电场及粒子电流密度,地面磁场强度等多项要求。对于导线的机械特性、要使特高压输电线路能安全可靠的运行 要求导线具有优良的机械性能和一定的安全度、特别是线路经过高山大岭.大档距和大高差,及严重覆冰地区,就经济性而言,国内以往一般要求导线截面按照经济电流密度选择,表1和表2分别列出了前苏联和我国的标准经济电流密度，表1、前苏联标准经济电流密度。A,mm2.表2、我国规定的经济电流密度,A.mm2、表1所列的前苏联标准经济电流密度 是总结了大量的输电线路设计经验而得出的,能够反映数据提出当时的导线选用经济性，这种方法可以简化工作。并在特定的研究对象和研究时间具有准确性，从表2数据可以看出。对于我国架空输电线路所采用的钢芯铝绞线,经济电流密度只与最大负荷利用小时数有关、而数据的来源、基本上是参考了前苏联的经验，从20世纪50年代至今,一直没有变化.国内外几个大型直流输电线路的电流密度参见表3,表3.已建直流输电线路的实际电流密度，众所周知。线路工程建设费用 在不同时期是不同的。其随材料费和人工费的变化而变化 而线路运行费用也要随电力部门人工费用以及销售电价的变化而改变。前苏联文献指出 随着线路额定电压的提高，电晕损耗和限制导线电晕无线电干扰水平的要求.对输电技术经济指标的影响越来越大,早在选择330kV线路上的相导线最佳结构时。上述条件就可能是决定性的因素.随着线路电压的提高，按经济电流密度所求得的相导线截面和在合理的相间距离下按电晕及无线电干扰条件所确定的截面、这二者之间会更加不协调，因此就超高压线路而言，关于经济电流密度的概念实际上已不采用.而相导线截面及其参数的选择,则要根据不同方案的技术经济比较来确定,另外 北美也有研究报告专门论述导线及其组合方案经济分析的方法。对特高压直流线路的导线，虽然经济电流密度已经不是确定导线截面的决定因素.但其实际的电流密度应该在经济电流密度附近 因此，经济电流密度仍然可以作为初步选取导线截面的参考、目前.为选定导线截面、一般分为两步，首先根据系统输送容量选择几种规格导线截面进行经济分析比较.以确定最佳截面,然后从电气性能上考虑导线表面电位梯度，无线电干扰。可听噪声等因素。以求对环境影响控制在允许范围内、综合上述因素 本条款增加了根据年费用最小法进行经济分析的内容、在正常输送功率条件下，800kV输电线路导线选择主要决定于电晕条件以及电晕派生效应无线电干扰和可听噪声,其中无线电干扰和可听噪声是导线最小截面选择的主要控制条件。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、1、输电线路无线电干扰特性，输电线路的无线电干扰主要是由导线，绝缘子或线路金具等的电晕放电产生。电晕形成的电流脉冲注入导线 并沿导线向注入点两边流动 从而在导线周围产生电磁场.即无线电干扰场。由于高压架空输电线的导线上沿线。均匀地 出现电晕放电和电流注入点、考虑其合成效应 导线中形成了一种脉冲重复率很高的 稳态。电流.所以架空输电线周围就形成了脉冲重复率很高的。稳态 无线电干扰场 电晕放电产生的无线电干扰具有白色频谱特性,其频率基本上在30MHz以内、同时。由于电晕放电会因天气的变化而强弱变化。晴天和雨天 甚至春夏秋冬季节线路电晕放电都有明显变化.所以输电线路的无线电干扰电平会随天气变化而有很宽范围的变化、因此通常采用具有统计意义的值来表示线路的无线电干扰水平,如好天气平均值或50 概率、坏天气条件下的无线电干扰水平低于好天气,这是直流不同于交流线路的最大特点、2 国内外标准情况。关于直流输电线路的无线电干扰限值 到目前也没有国际标准.限值标准与当地的信号场强有关 如果信号电平比干扰电平大到20dB以上。可认为干扰电平对此信号接收并无多少影响。国内外对无线电干扰的评判仍着重于调幅广播频带。535kHz、1605kHz,的干扰上 一旦知道了电信接受设备处的信号电平,就可以决定允许的干扰电平 加拿大国家标准规定的无线电干扰限值是以0 5MHz为参考频率,距边相导线投影15m为参考距离的、具体取值如表4，明显地无线电干扰限值是随电压升高而增大 加拿大标准还规定、进入城区的输电线路.无线电干扰限值允许放宽.因为城市的电台信号会增强、表4，加拿大国家标准。注，表中的导线投影20m处是折算到我国的情况.以便对比.目前国内外关于无线电干扰限值要求列表如表5 表5，无线电干扰限值、注,按照现行国家标准、高压交流架空送电线无线电干扰限值,GB，15707,1995以及计算可知，0,5MHz无线电干扰比相同条件1，0MHz无线电干扰高5dB，现行国家标准，高压交流架空送电线无线电干扰限值 GB.15707,1995规定的限值 0 5MHz。如表6所列。限值的参考距离是距边相导线投影20m,图1，我国的标准无线电干扰限值也是随电压升高而增大 750kV交流线路无线电干扰限值为55dB.58dB 图1,无线电干扰限值的参考距离，x,20m,表6 我国无线电干扰限值.3,推荐的无线电干扰限值。鉴于交流电晕产生的无线电干扰与直流电晕产生的无线电干扰具有相似的特性、过去我国，500kV直流线路的无线电干扰允许值一直参照500kV交流线路的标准执行、即20m处0 5MHz无线电干扰场强在80 时间,具有80 置信度，双80、值不超过55dB、μV、m,运行中尚未发生任何投诉.说明取值是可行的。事实上直流线路的RI生理干扰要小于交流的、故国外的直流线路允许RI电平较交流高2dB即58dB 按国家环保总局批文.2006，199号。云南至广东。800kV特高压直流输电工程的无线电干扰控制指标为，距极导线影外20m处为55dB，μV，m.采用国际无线电干扰特别委员会CISPR推荐的无线电干扰场强计算公式,对多种导线组合的无线电干扰水平值进行的估算结果列于表7,表7.无线电干扰计算结果、dB。或 μV，m，注。表中为好天气,50、概率，0 5MHz。距正极性导线20m处无线电干扰电平 导线平均高度23m、极间距22m。直流输电线路无线电干扰双80、值与50，值的差3dB.由计算结果可以得出。距直流架空输电线路正极性导线对地投影外20m处晴天时0.5MHz无线电干扰场强双80，值 我国.800kV特高压直流输电工程的导线组合均能满足58dB。μV.m.的限值要求，与晴天时频率0 5MHz时的无线电干扰值几乎一致 据此。推荐,800kV特高压直流输电线路的无线电干扰限值为。距直流架空输电线路正极性导线对地投影外20m晴天时0、5MHz无线电干扰场强双80 值.一般地区不超过58dB。对于海拔超过1000m的线路,其无线电干扰限值要进行高海拔修正、修正因数为。以1000m为基准。海拔高度每增加300m 无线电干扰限值增加1dB，导线选择还要符合环境保护部门提出的限值及计量标准要求.800kV特高压直流输电工程的导线组合均能满足环境保护部门提出的限值标准要求，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.1,根据国外超高压和特高压线路的研究经验 随着电压的升高和导线分裂根数的增加，输电线路的电晕可听噪声问题越显突出.对于.500kV以上线路、电晕可听噪声干扰已超越无线电干扰成为选择导线的控制条件。由于直流线路的特点是好天气条件下,其所产生的可听噪声较雨，雾天高 因此,好天气条件下的可听噪声水平是衡量直流线路整体噪声水平的一个特征量。其限制标准将对导线截面和分裂方式的选取产生较大影响。2.对国外情况的调查，针对输电线路的可听噪声、各国的情况各不相同，以下是一些国家的电晕噪声标准,因电晕可听噪声的投诉或抱怨。相对解决措施等几方面的情况,意大利电力公司.ENEL.目前的最高电压等级为400kV输电线路。多年运行下来无电晕噪声问题的投诉或抱怨 该公司建设有20km长的1050kV交流试验线路.导线为8,ф31，5mm,在该线路上测量的电晕可听噪声L50为52dB,A。53dB,A 法国电力公司、EDF，输电线路建设之前进行的噪声预测认为没有问题,但是实际运行的线路中。有因导线存在防锈油脂而产生噪声引起的投诉 在此情况下处理掉油脂。并对此进行说明和解释。英国中央电力局、CEGB 400kV线路采用2分裂导线 在下雨时存在因电晕噪声引起的投诉，处理对策是将2分裂导线更换为4分裂导线以降低噪声，由此可见。增加分裂导线数是降低噪声的有效方法.瑞典电力局。SSPB 运行有9000km左右的400kV交流线路,无投诉或抱怨，规划建设交流800kV输电线路 计划采用4，ф40mm的导线。将可听噪声限制到56dB,A 美国纽约州电力局.PASNY.对于765kV输电线路的电晕噪声，距离线路中心38m外噪声的设计控制值 L5.56dB，A,L50,53dB。A 噪声的投诉情况是。345kV线路完全无投诉，765kV线路曾经有36起投诉、根据居民的要求，给予搬迁或赔偿。美国邦维尔电管局、BPA。1978年开始制定噪声限制标准、该地区俄亥俄州规定.在路权边上噪声标准,L50.53。2 dB、A,早期的500kV线路采用ф63、5mm的单导线，有噪声的投诉,处理的措施是将ф63、5mm的单导线更换为3。ф30、5mm的3分裂导线.民房多的地区、或者在档距中将单导线上套上ф101.6mm的管.档内有个别民房时.图2是国外研究中心随机抽样的统计反应，对交流线路具有代表性。对直流线路尚缺乏统计数据、图2。噪声水平与人们投诉的情况 3 世界各国特高压交流输电线路的电晕噪声情况。到目前为止，世界各国均未正式制定直流特高压线路可听噪声的限制标准 而只是在各自交流特高压线路设计规范中提出了一个限值,见表8.表8.世界各国特高压交流线路的可听噪声的设计限值、注.BPA公司电晕噪声设计值、由于测量仪器、麦克风、规格不同 会有约3dB。A。的差别.我国对输电线路的可听噪声也未制定有相关标准、在500kV交 直流线路设计时由于采用4分裂导线 可听噪声水平很低,一般在40dB A，以下 不起控制作用。日本在进行1000kV特高压交流线路设计时.对世界上一些国家已经架设的输电线路的电晕噪声的实际情况进行了调查、其调查结果见表9。表9 已经架设的输电线路的电晕可听噪声的调查.由上述资料看，特高压交流线路的可听噪声设计目标值 基本上在50dB,A。58dB,A、之间,4，有关环境噪声标准、虽然世界上很多国家 包括中国。对输电线路的可听噪声没有限制标准 但各国政府环保部门均制定有环境噪声的限制标准，输电线路属于整个环境中的一部分,其可听噪声的限值按当地的环境噪声限制标准.表10是日本的环境噪声标准 表10 日本环境噪声标准 注。1。AA地域为特别需要安静的地方,如疗养院、2。A地域为一般的安静地方、如居住环境。3,B地域为一般性地区.为居住。商业和少量工业混合区。在我国，相应的环境噪声标准有，声环境质量标准。GB.3096。工业企业厂界环境噪声排放标准。GB、12348.建筑施工场界环境噪声排放标准，GB、12523.城市区域环境噪声和工业企业厂界噪声这两个标准。都划分了不同标准以适用于不同的区域,见表11 表11 中国噪声标准.dB。A.注。1，0类适用于疗养区。高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域 工业企业厂界噪声无此类标准,2.1类适用于以居住.文教机关为主的区域.乡村居住环境可参照执行该类标准、3。2类适用于居住,商业,工业混杂区,4、3类适用于工业区。5，4类适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域.穿越城区的内河航道两侧区域 由表10。表11可以看出。我国环境噪声标准的划分与日本基本类似 但日本的标准稍严、美国直流线路的可听噪音的设计标准为45dB，A，5,推荐的可听噪声限值、我国特高压输电线路的建设 其路径主要通过荒山 林地或农业耕作地区等非居住环境地区、参考我国环境噪声的限制标准为2类地区。特高压交流输电线路的可听噪声L5不宜超过55dB,A 已被国家环保总局认可，按国家环保总局批文，2006 199号,云南至广东.800kV特高压直流输电工程的可听噪声控制指标为.按当地功能区划的声环境标准执行。无功能区划的地区按现行国家标准 声环境质量标准.GB.3096,2008的相关规定评价，采用美国BPA公司推荐的电晕可听噪声计算公式。对多种导线组合的无线电干扰水平值进行估算、各导线组合方案和不同海拔下的电晕可听噪声值见表12，表12.电晕可听噪声计算结果 dB.A，注、导线平均高度23m,极间距22m，以表12的计算结果。各导线组合方案在45dB、A 和50dB，A、限值下的海拔高程见表13。表13、各导线组合方案在不同噪声限值下的海拔高程.m、由表13可见，我国,800kV特高压直流输电工程的导线组合均能满足45dB。A.50dB、A 的限值要求。交流的55dB、A,是指在小雨、潮湿导线情况下。年出现概率值为5.的可听噪声值。若换算到好天气50、概率的可听噪声值要减去7dB A,10dB，A。因此建议特高压直流线路可听噪声限值，好天气50 概率的可听噪声值,参照交流线路可听噪声限值选取 即为45dB，A 50dB,A,换算到年出现概率值为5。的可听噪声值为51dB,A。56dB、A L5。L50 6、低于交流线路、故一般线路地区可听噪声限值取50dB，A,在人口稠密地区按45dB,A、校核.经计算分析、可听噪声随极间距离的增大逐渐减小 平均变化陡度约，0 3dB、m、可听噪声随导线平均高度增加而降低 平均变化陡度约 0 2dB。m，因此,为降低可听噪声，可采取加大极间距离、提高导线平均高度等措施、据此，推荐.800kV特高压直流输电线路的电晕可听噪声限值为45dB。A，50dB.A、对人口稠密地区,要满足45dB.A，的可听噪声限值要求 因此线路需远离1类居住区 要采用加高塔等措施进行校验.要求不大于45dB，A,对于人烟稀少的高海拔地区，其噪声限值要进行高海拔修正可适当放宽,满足50dB。A.的可听噪声限值要求、对于海拔超过1000m的线路。其噪声限值要进行高海拔修正。修正因数为.以1000m为基准.海拔高度每增加300m,噪声限值增加1dB，导线选择还要符合环境保护部门提出的限值及计量标准要求,800kV特高压直流输电工程的导线组合均能满足环境保护部门提出的限值标准要求。5,0,4。制定合理的场强标准 可使线路既满足生物效应的要求 同时避免不必要的增加线路建设的投资。使输电线路的造价控制在合理的水平,直流输电线路电场强度的限值通常用两种方式表示。在一定数量空间电荷下合成场强的限值 标称场强和离子流密度的限值、目前.对直流输电线路下电场强度的限值一般根据人体感受试验确定。1 各国电场和离子流密度的限值、美国，在直流输电线路下可能有人员活动的地方,地面合成场强限值为30kV,m、美国政府工业协会1995年推荐。直流电场强度职业暴露限值为25kV，m 在电场强度超过15kV.m的场合工作,需要接触不接地的物体时,要求采取防护措施，如戴绝缘手套等.加拿大，规定直流输电线路下最大合成场强为25kV，m 走廊边沿的标称电场不超过2kV m,线下离子流密度限值为100nA,m2，巴西，伊泰普工程输电线路地面最大合成场强取40kV m，前苏联,在设计 750kV输电线路时规定了不同情况下的地面最大合成场强,无人居住时取25kV。m，有人居住时取10kV、m.中国。现行行业标准、高压直流架空送电线路技术导则。DL、T.436 2005规定.500kV直流输电线路下地面的合成场强限值取为30kV.m。线下最大离子流密度限值为100nA,m2.表14列出了各国对于直流线路电场强度的限值情况。表14.各国直流线路电场强度限值情况 注,Es为合成电场，Ee为标称场强。表15列出了国内外已建直流线路工程的场强情况 表15、国内外已建直流线路工程的场强。注 1.表面场强，地面场强 合成场强及离子流密度均表示最大值，2、带 的项目为实测值 2,800kV直流线路电场限值、直流线路线下雨天时的合成电场比晴天时的大 在确定导线对地最小高度时,要考虑雨天情况。泰西蒙在对葛上直流工程咨询时即按此原则给出的建议 按雨天时导线的起晕场强分析 提出导线对地最小高度为14m，当时我国研究人员以晴天时导线的起晕场强计算。确定导线对地最小距离为12、5m、对于葛上，500kV直流输电线路，若将晴天时的地面最大合成电场控制在30kV，m 雨天时也只有不到35kV m、实际运行经验表明。这是可以接受的。据此.推荐直流输电线路下方地面最大合成电场强度为30kV m，邻近民房的地面最大合成场强为25kV、m，晴天.同时满足80，测量值不超过15kV.m为控制指标.最大离子流密度限值晴天不超过80nA，m2，雨天不超过100nA，m2、这与我国,500kV直流输电线路基本相同.在世界上处于中等水平，5.0。5.大跨越段在输电线路中只占较小的一部分,导线引起的发热损耗.电阻损耗 对整个输电线路损耗所占比例很小、导线选择主要考虑要有较高的机械强度以及对杆塔。基础的各种荷载，水平荷载,垂直荷载。断线张力 较小.因此、导线截面不是按经济电流密度选择，而是按允许载流量选择,但此时要注意电网的总体配合。对导线制造的各处接点均需要特殊考虑.交叉跨越距离也要按导线实际能够达到的温度计算最大弧垂，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、表16,54。7钢芯铝绞线强度损失值、1980年国际大电网会议第22组前苏联代表等的报告中提出钢芯铝绞线的强度损失见表17。表17。钢芯铝绞线强度损失值.表17中数据说明.钢芯铝绞线在90。150。时强度并未损失。短时间受热强度反而提高。这可能是由于线股在受热后调整伸长和位移使受力条件得到改善，钢芯强度能更好利用的结果，报告认为仅从导线耐热的角度考虑,钢芯铝绞线可采用150、但为了避免接头氧化而损坏 在连续运行时。它们的温度不得超过70,我国输电线路钢芯铝绞线采用的电力金具。导线截面为240mm2及以下的耐张线夹用螺栓型、跳线多用并沟线夹联接、运行中曾发生螺栓松动而将跳线烧红的情况、鉴此钢芯铝绞线的允许温度仍取以往设计规程采用值70.大跨越可取90、钢芯铝合金绞线的允许温度采用值与钢芯铝绞线相同,钢芯铝包钢绞线，包括铝包钢绞线。的允许温度.按华东电力设计院设计的220kV南京南热至燕子矶输电线路长江大跨越和湖南省电力勘测设计院设计的220kV湘江大跨越采用的数值、取100，此允许温度是通过单丝热强度损失试验确定的 考虑到长线路的连接点多,温升难以控制 对照钢芯铝绞线一般线路的允许温度较大跨越低20。故一般线路钢芯铝包钢绞线，包括铝包钢绞线.的允许温度采用80.镀锌钢绞线仍取125 工程设计中也可以进行单丝热强度损失试验 选择恰当的绞线允许温度 当按允许温度选择导线截面时、要对交叉跨越距离和对地距离进行相应的验算、并对导线连接点的发热问题作出相应考虑，验算导线载流量时的环境气温采用最高气温月的最高平均气温.太阳辐射功率密度采用0。1W,cm2。一般线路的计算风速采用0。5m.s 大跨越由于导线平均高度在30m以上.风速要相应增加。故取0、6m、s 计算导线允许载流量可选用。电机工程手册.试用本,第26篇所列公式,原公式符号略有变更 式中。I 允许载流量，A WR，单位长度导线的辐射散热功率,W.m。WF.单位长度导线的对流散热功率。W，m。WS。单位长度导线的日照吸热功率。W m,R，t,允许温度时导线的直流电阻，Ω m,辐射散热功率WR的计算公式,WR πDE1S1 θ θa.273，4,θa。273。4 2.式中 D,导线外径.m、E1。导线表面的辐射散热系数.光亮的新线为0。23,0.43,旧线或涂黑色防腐剂的线为0.90，0.95。S1,斯特凡，包尔茨曼常数、为5 67 10.8.W。m2、θ。导线表面的平均温升,θa.环境温度 对流散热功率WF的计算公式、WF、0，57πλfθRe0 485，3，式中 λf，导线表面空气层的传热系数,W.m,λf、2 42、10。2，7,θa，θ.2。10.5.Re 雷诺数。Re，VD，υ。V 垂直于导线的风速、m。s，υ、导线表面空气层的运动粘度、m2.s.υ，1,32,10。5,9、6 θa θ、2.10。8,4 日照吸热功率WS的计算公式，WS、αSJSD.5、式中.αS。导线表面的吸热系数，光亮的新线为0。35、0,46.旧线或涂黑色防腐剂的线为0,9,0 95、JS 日光对导线的日照强度。W，m2,当天晴。日光直射导线时。可采用1000W m2。钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线的允许温度为70 环境气温采用最热月平均最高温度。指最热月每日最高温度的月平均值，取多年平均值.输电线路上常用的导线为钢芯铝绞线.钢芯铝合金绞线和钢芯铝包钢绞线.包括铝包钢绞线。现行国家标准.110kV,750kV架空输电线路设计规范。GB，50545，2010规定钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线的允许温度为70 钢芯铝包钢绞线.包括铝包钢绞线、可采用80,2001年国家电力公司委托华东电力设计院进行，提高导线发热允许温度的实验研究,工作，根据实验研究数据.得出以下结论 1.对组成导线的线材。对镀锌钢绞线 在长期加热至100、其抗拉强度不低于标准值。对经过热处理的铝合金线,温度不超过80.时。1000h强度损失为0,5、10000h强度损失为8.对硬铝线，加热100.20000h强度不低于标准值.2，对钢芯铝绞线,国内试验、钢芯铝绞线在80 时导线强度不低于计算拉断力.日本试验认为，钢芯铝绞线在90，时强度即使有所损失，也能满足工程的要求、前苏联、比利时和加拿大的试验表明，钢芯铝绞线的允许温度可以超过90、3。对导线配套金具，国外试验。IEEE资料.钢芯铝绞线金具的高温试验。的结论 只要导线温度不超过200。线路金具就能够安全运行。国内试验证明，导线温度80,时，配套金具的温度不超过67、金具温度在80。以下时，对导线的握力基本没有影响、仍在导线额定拉断力的95，以上,4.世界各国对钢芯铝绞线规定的允许温度、见表18,表18，各国对钢芯铝绞线规定的允许温度 5。由于温度提高,导线弧垂增加、对地及交叉跨越空气间隙距离减少。将影响线路对地及交叉跨越的安全裕度、1,以往设计按经济电流密度选择导线截面.并以最高气温弧垂来校验对地和交叉跨越的安全间距,鉴于导线达到允许温度的时间在全年运行中所占比重很小，一般不要求对允许温度弧垂校验安全距离。对于特定的交叉跨越如200m以上档距跨越铁路。高速或一级公路，和按允许温度选择导线截面的大跨越或跨越电线等 规程规定按允许温度弧垂校验交叉跨越间距,2 对于按发热条件选择导线截面的线路，由于常常处于其允许传输容量的运行状态.要按提高后的允许温度的弧垂来校验规定要求的安全距离、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，目前只能计算导线无电晕时地线的表面电场强度值，当导线有电晕时计算非常复杂。国内外尚未深入研究,根据报道。有一条 400kV线路 2根地线。导线无电晕时地线表面电场强度值为29kV,cm、800kv特高压直流输电工程对3种主要导线组合方案情况下。导线无电晕时.地线表面电场强度与地线直径的关系进行了分析计算,结果列于表19.表19、地线表面电场强度与地线直径关系表.云广.向上和锦苏.800kV特高压直流线路计算导线的起始电晕电场强度采用15kV.cm,因为导线常处于电晕状态,使地线上的表面电场强度有所增大、类似于导线的综合场强,但增大多少尚在研究、此外尚有高海拔的影响 地线的表面电场强度不超过12kV。cm、海拔1000m及以下用、因此，上述工程地线直径取不小于18mm，地线的最小截面不小于170mm2.根据中国电科院提供的最新计算和现场测试结果表明、地线的表面电场强度可以适当放宽，建议地线的表面电场强度不超过18kV，cm 按18kV,cm作为地线表面电场强度控制条件、地线截面不小于150mm2的表面电场强度均满足要求,溪浙和哈郑.800kV特高压直流线路地线截面均取150mm2.5.0.8,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66，1 从已有的运行情况来看,重覆冰线路出现的导线事故 主要限于以下三个方面.1，由于冰凌过载，即导线所覆冰重接近甚至超过导线本身最大抗冰能力,从而出现过载性断股 断线事故。2。由于冰凌荷载大、导线主拉张力高、这时。如果在导线悬垂线夹处再施加一个很大的不平衡张力.超过了线夹握着力。将使线夹滑动、从而使部分或全部铝股因随线平滑动伸长而出现非过载性断股事故、3、由于导线覆冰舞动或脱冰跳跃、以致造成导线与导线之间.或者导线与地线甚至杆塔结构之间出现闪络跳闸和烧伤导,地线事故,上述导线事故.与安全系数密切相关的主要是过载断线事故.若设计中考虑了冰重过载系数1、6，从理论上讲不应该出现灾难性的断线事故 断线与否也不能作为安全运行的分界点。因为线路使用的导、地线是由弹性线材构成的，远在拉断之前会因超越弹性限度而出现显著的塑性伸长 这将给安全运行带采很多隐患、如对地,被交叉跨越物的安全间距减少,极导线或子导线间的弧垂不平衡等 故一般情况下要满足导线弧垂最低点的最大张力不超过其拉断力的60，然而，目前由于冰凌资料缺乏。实际情况往往是设计冰厚偏小、过载比值大于1。6甚至在2 0以上.从而造成严重的断线倒塔事故，为防止这类事故的重复出现。务必要求提高线路各部件的安全储备、所以，规定要求导，地线的最大验算冰荷载条件下，其弧垂最低点的最大张力不宜超过拉断力的60.导、地线悬挂点张力可较弧垂最低点张力提高10、2 现行国家标准 110kV.750kV架空输电线路设计规范，GB 50545，2010规定，轻冰区导线安全系数取2 5 即导线允许最大使用张力为拉断力的40.对导线最低点处允许的弹性限度70 来讲。安全储备系数为1、7，虽然过载比值可能在1,7以上.但鉴于导线张力增长与过载荷重增长是非线性的,导线张力增长较慢、且与档距大小有关 一般重冰线路档距都相对偏小，允许较大的过载冰重，据此认为,重冰区导线的设计安全系数采用2.5是合理的、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 针对在输电线路上大量使用光纤复合架空地线.OPGW 增加了对光纤复合架空地线 OPGW.的选用要求、光纤复合架空地线,OPGW 的设计安全系数,宜大于导线的设计安全系数。OPGW要满足电气和机械使用条件的要求、重点对短路电流热容量和耐雷击性能进行校验.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.表20、运行线路导线型号和相应的铝钢截面比，1。钢芯铝绞线的铝钢截面比愈小 则铝材部分的平均运行张力愈大。具有良好运行经验的钢芯铝绞线铝钢截面比最小值为4 29 因此应采用现行国家标准中铝钢截面比不小于4。29的钢芯铝绞线,当采用镀锌钢绞线时.其平均运行张力上限仍可取以往设计规程规定值.如根据多年的运行经验证明所选用的年平均运行张力及相应的防振措施对导、地线的振动危险很小时,可不受规范规定值的限制，2，导。地线的防振在特高压线路设计中是一项重要的内容，特高压线路由于档距较大,导,地线悬挂点较高。在地形平坦、地面粗糙度小的地区 高空层流风较稳定。输入给导。地线的能量增大。风速的增大 扩大了引起导线振动的风速的范围、增大了导,地线振动的相对时间,且微风振动幅度比较大.容易引起导 地线材料的疲劳.导致导 地线断股断线事故的发生 例如500kV中山口 金口大跨越地线在1981年至1988年期间多次发生振动故障.造成防振锤脱落，地线断股,金具损坏.在500kV荆门斗笠变附近.近年来也多次发生过舞动现象、由于特高压线路的重要性、因此、防止或减小特高压线路导，地线的微风振动、次档距振荡及舞动造成的危害就成为线路设计的一个重要问题,3.微风振动及防锤安装数量.迄今国内外输电线路防止微风振动的措施 主要是采用防振锤或阻尼线的方式。一般工程宜采用改进斯托克布里奇型防振锤，即带大小锤头的覆盖4频率的FR型防振锤.国内有多种防振锤.常见的有F型 对称 和FR型、不对称,其基本原理是一样的,由于F型防振锤是对称布置的.它有两种振型，一种是平动振型,即锤头质心上下振动 另一种是转动振型,由于F型防振锤两端对称.所以它只有2个自振频率.FR型防振锤结构示意图见图3 因其两端不对称 所以它有4个自振频率。图3，FR型防振锤结构示意、由于极导线结构形式的影响 使六分裂导线的微风振动强度较单导线或双分裂导线低。分裂导线安装间隔棒后具有一定的消振作用.使分裂导线组合体不易引起微风振动.借鉴以往500kV输电线路的运行经验及科研单位的研究成果.对六分裂导线安装间隔棒的线路 当导线平均运行张力不大于拉断力的25。时 600m及以下档距可不另加防振措施.当档距大于600m时。安装1个FR，4防振锤。防振锤的安装数量见表21,表21 分裂导线防振锤安装数量,对于振动严重地段及大跨越档距的架空线建议采用复合防振，以获得较好的防振效果,如护线条加防振锤 阻尼线加防振锤 护线条加阻尼线加防振锤等。普通地线采用LBGJ，180。20AC铝包钢绞线防振锤采用FR，2型。根据有关课题承担单位采用能量平衡法微风振动计算程序.把档距从100m到1000m按每增加50m作为一种档距情况 每种档距情况又对安装不同数量的防振锤进行计算、并通过总结分析国内外的研究成果。设计经验、结合能量平衡法的数值计算结果、对防振锤安装数量建议如表22,表22的成果比我国。设计手册,上规定的防振锤安装数量。见表23，要多,建议采用 表22,地线防振锤安装数量表23，设计手册,规定的地线防振锤安装数量，4,对于次档距振荡，分裂导线装设阻尼式间隔棒。并合理调整次档距距离 优化布置阻尼间隔棒、以加强对次档距振荡的防护、间隔棒的型式要结合防舞动措施一并考虑。以防止子导线鞭击，吸合。次档距分裂导线翻转 金具磨损,间隔棒疲劳等故障发生，根据原国网北京电力建设研究院。800kV级直流多分裂间隔棒及挂线金具研究，的结论.现对、800kV直流特高压线路六分裂导线推荐线路最大次档距为66m，平均次档距为50m 55m.端次档距为25m,35m,在导线的分裂间距取450mm情况下。当线路经过重冰区时、平均次档距和端次档距都要适当减小。间隔棒采用不等距安装,并避免对称布置。在最后的特高压工程的应用中 导线最大次档距不大于66m，平均次档距为50m 60m，端次档距宜控制在25m 35m，当线路经过重冰区时、平均次档距和端次档距都要适当减小、原国网北京电力建设研究院。大截面导线分裂间距及最大次档距的探讨 计算结果见表24。表24。大截面导线间距比与次档距之间的关系、需要注意的是。计算时未考虑覆冰的影响.日本特高压输电特别委员会指出覆冰会加剧次档距振荡、此种地域下最大次档距比一般地域缩短5m.10m 5,对于大跨越导地线防振技术要求 目前国内大跨越导地防振措施有、纯防振锤防振方案、阻尼线防振方案 阻尼线加防振锤联合防振方案。交叉阻尼线加防振锤联合防振方案.圣诞树阻尼线防振方案等,具体的大跨越导地线防振方案要根据运行经验或通过实验来确定 6,由于各地发生导线微风振动事故很多，危害也很大 在运行规程中也要求一般线路每5年、大跨越每2年测振1次,但我国导线微风振动许用动弯应变没有统一标准、结合国内外情况.参照电力建设研究所企业标准、提出各种导线的微风振动许用动弯应变值、供设计人员参考，悬垂线夹 间隔棒 防振锤等处导线上的动弯应变宜不大于表25所列值.表25.导线微风振动许用动弯应变表.με,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。表26,110kV，750kV架空输电线路设计规范。GB.50545、2010钢芯铝绞线塑性伸长采用值。对现行国家标准.圆线同心绞架空导线 GB，1179。1999中铝钢截面比为4。29、7。91的、其长期运行后产生的塑性伸长取值参考表27。表27 钢芯铝绞线塑性伸长采用值.目前.输电线路输送容量增大,输电线路中大量选用大铝钢截面比导线。如630、720,800导线.为此在钢芯铝绞线塑性伸长表及钢芯铝绞线降温值表中补充铝钢截面比11,34.14，46的内容、并提出对更大铝钢截面比的钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线要采用制造厂家提供的塑性伸长值或降温值 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，现行的防舞动措施,概括起来大约可分为三大类 其一.从气象条件考虑,避开易于形成舞动的覆冰区域与线路走向 其二,从机械与电气的角度。提高线路系统抵抗舞动的能力 其三，从改变与调整导线系统的参数出发 采取加装各种防舞动装置与措施 抑制舞动的发生,