0  概述

    《國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計(jì)10 kV架空線路分冊(cè)》（以下簡稱《典設(shè)》）在編制時(shí)，對(duì)國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)省份的氣象條件進(jìn)行了梳理歸并，選取了A、B、C三個(gè)氣象區(qū)。《典設(shè)》2006年版、2013年版和2016年版使用并延用了A、B、C三個(gè)氣象區(qū)的方案。

    在A、B、C三種氣象區(qū)基礎(chǔ)上，為便于橫擔(dān)結(jié)構(gòu)尺寸的統(tǒng)一、轉(zhuǎn)角桿型的精簡，《典設(shè)》針對(duì)不同氣象區(qū)，導(dǎo)線采用了不同的安全系數(shù)。

1  氣象區(qū)歸并

    《DL/T 5220-2005 10 kV及以下架空配電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程5220》）中附錄A是全國九類典型氣象區(qū)，詳見表1。

    九類氣象區(qū)對(duì)10 kV配網(wǎng)設(shè)計(jì)顯得過于復(fù)雜，《典設(shè)》編制組對(duì)國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)省份的氣象條件進(jìn)行了調(diào)研匯總，得到各個(gè)省份的最大風(fēng)速、最低氣溫、覆冰厚度。詳見表2。

    通過對(duì)各省最大風(fēng)速、最低氣溫、覆冰厚度等氣象資料詳細(xì)分析，并結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，編制組認(rèn)為《典設(shè)》擬采用的氣象區(qū)應(yīng)當(dāng)在《規(guī)程5220》Ⅰ～Ⅸ類典型氣象區(qū)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理歸并，并將不具代表性的氣象區(qū)去除，使得歸并后的氣象區(qū)更加精簡，同時(shí)又不失普遍性和適用性，這將為桿型設(shè)計(jì)提供極大的便利。

    最終提出《典設(shè)》采用A、B、C三種氣象區(qū)，詳見表3。超出A、B、C三個(gè)氣象區(qū)的情況，應(yīng)對(duì)《典設(shè)》桿塔校核，確保滿足要求后使用。

2  導(dǎo)線安全系數(shù)設(shè)定

2.1  各氣象區(qū)導(dǎo)線弧垂特性分析

    A氣象區(qū)風(fēng)速大，覆冰厚度小；B、C氣象區(qū)風(fēng)速小，覆冰厚度大。以JKLYJ-10/240導(dǎo)線為例，在同等安全系數(shù)情況下A、B、C三個(gè)氣象區(qū)的導(dǎo)線弧垂特性，詳見表4、表5、表6。

    通過上表可見：在同等安全系數(shù)情況下，B、C氣象區(qū)的導(dǎo)線弧垂比A氣象區(qū)大，這將會(huì)導(dǎo)致B、C氣象區(qū)的導(dǎo)線線間距離會(huì)比A氣象區(qū)大，導(dǎo)致橫擔(dān)規(guī)格不同。為達(dá)到《典設(shè)》歸并、統(tǒng)一、精簡的設(shè)計(jì)要求，加大A氣象區(qū)的導(dǎo)線安全系數(shù)，增加A氣象區(qū)的導(dǎo)線弧垂，詳見表7。

    調(diào)整后A、B、C三種氣象區(qū)的弧垂趨于一致，使得三種氣象區(qū)的橫擔(dān)尺寸變得統(tǒng)一，有利于桿（塔）型歸并。

2.2  轉(zhuǎn)角桿受力分析

    10 kV架空線路轉(zhuǎn)角桿的受力取決于電桿的桿身風(fēng)荷載、導(dǎo)線的風(fēng)荷載及導(dǎo)線的線條張力，電桿的根部彎矩則由桿身風(fēng)荷載、導(dǎo)線風(fēng)荷載及導(dǎo)線線條張力各自產(chǎn)生的彎矩疊加而成。

    若A、B、C三種氣象區(qū)采用同樣的導(dǎo)線安全系數(shù)，導(dǎo)線線條張力產(chǎn)生的彎矩相同，而由于A氣象區(qū)風(fēng)速高于B、C氣象區(qū)，相應(yīng)的A氣象區(qū)的導(dǎo)線風(fēng)荷載比B、C氣象區(qū)大，因此A氣象區(qū)轉(zhuǎn)角桿的根部彎矩必定大于B、C氣象區(qū)，這就需要為A類氣象區(qū)特別設(shè)計(jì)一套轉(zhuǎn)角桿型。

    如果將A類氣象區(qū)導(dǎo)線的安全系數(shù)適當(dāng)增大，A氣象區(qū)導(dǎo)線線條張力產(chǎn)生的彎矩則小于B、C氣象區(qū)，但由于A氣象區(qū)的導(dǎo)線風(fēng)荷載大于B、C氣象區(qū)，就使得A、B、C三個(gè)氣象區(qū)電桿的根部彎矩趨于平衡，便于各氣象區(qū)轉(zhuǎn)角桿型的統(tǒng)一歸并。

2.3  “一桿多用”桿型設(shè)計(jì)原則的需求

    “一桿多用”是《典設(shè)》的基本原則，是指每一種桿型均能適用于A、B、C三類氣象區(qū)的多種外荷載。

    將A類氣象區(qū)導(dǎo)線的安全系數(shù)適當(dāng)增大，不僅僅體現(xiàn)在便于各氣象區(qū)橫擔(dān)尺寸的統(tǒng)一，更主要的作用是使得轉(zhuǎn)角桿的根部彎矩在A、B、C三種氣象區(qū)都趨于平衡，使得每一種轉(zhuǎn)角桿均能適用于三種氣象區(qū)，同時(shí)典設(shè)讓每種桿型在同一氣象區(qū)均能適用于多種外荷載形式（如：一種桿型既能用于雙回路線路的較小轉(zhuǎn)角度數(shù)，又能適用于單回路線路較大轉(zhuǎn)角度數(shù)），這樣，每一種轉(zhuǎn)角桿就能適用于A、B、C三類氣象區(qū)多種外荷載，很好地貫徹了“一桿多用”的設(shè)計(jì)原則。

    正是基于“一桿多用”的桿型設(shè)計(jì)原則，桿型的數(shù)量得到了大量的精簡，典設(shè)不需要針對(duì)每一種氣象區(qū)設(shè)計(jì)多個(gè)桿型，而是通過計(jì)算將適用于一個(gè)氣象區(qū)的為數(shù)不多的桿型覆蓋至A、B、C三個(gè)氣象區(qū)。

2.4  導(dǎo)線安全系數(shù)取值表

    基于上述論證分析，典設(shè)給出了不同氣象區(qū)下的10 kV導(dǎo)線安全系數(shù)，詳見表8。

3  總結(jié)

    氣象區(qū)的歸并及導(dǎo)線安全系數(shù)的設(shè)定是典設(shè)編制的核心內(nèi)容，在此基礎(chǔ)之上的桿頭和桿型的設(shè)計(jì)變得簡潔、清晰，同時(shí)適用性強(qiáng)，覆蓋面廣，《典設(shè)》已成為指導(dǎo)國網(wǎng)系統(tǒng)架空配電線路建設(shè)的重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

作者信息:

宗  強(qiáng)1，龐明遠(yuǎn)2

（1.南通電力設(shè)計(jì)院有限公司，江蘇 南通 226000；

2.國網(wǎng)甘肅省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，甘肅 蘭州 730050）