怎樣確定導(dǎo)地線安全系數(shù)、平均運(yùn)行張力？

1、1怎樣確定導(dǎo)地線安全系數(shù)、平均運(yùn)行張力？合肥大海摘要：“導(dǎo)地線設(shè)計(jì)安全系數(shù)是怎么確定的？ ” “導(dǎo)地線半均運(yùn)行張力上限 是怎么確定的？ ”這是線路設(shè)計(jì)人員經(jīng)常感到困惑而必須解決的問題。木文剖析 了容易引起這種困惑的七對(duì)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)安全系數(shù)與實(shí)際安全系數(shù)；最低點(diǎn)安全系 數(shù)與懸點(diǎn)安全系數(shù)：最大荷載匸況下的安全系數(shù)與年平?jīng)r安全系數(shù)：導(dǎo)線安全 系數(shù)與地線安全系數(shù)：新線系數(shù)取0.95還是1.0：導(dǎo)地線最大運(yùn)行張力是容許值 還是實(shí)際值：導(dǎo)地線的張力是指水平張力還是軸向張力。讓讀者從概念上明口， 導(dǎo)地線設(shè)計(jì)安全系數(shù)不血該是計(jì)算出來的，而是根據(jù)規(guī)范觀定取值確定的。導(dǎo)地 線平均運(yùn)行張力上限，是設(shè)計(jì)安全系數(shù)的一種表

2、達(dá)方式，也是取值確定的。此外 也介紹了七對(duì)疑難問題的解決方法。關(guān)鍵詞：安全系數(shù)；平均運(yùn)行張力：新線系數(shù)；“導(dǎo)地線設(shè)計(jì)安全系數(shù)是怎么確定的？ ” “導(dǎo)地線平均運(yùn)行張力上限 是怎么確定的？ ”這是線路設(shè)計(jì)人員經(jīng)常感到困惑而必須解決的問 題。1關(guān)于導(dǎo)地線安全系數(shù)的七個(gè)容易混淆的問題導(dǎo)地線安全系數(shù)的般農(nóng)達(dá)式町以寫成:導(dǎo)地線安全系數(shù)懇=導(dǎo)地線拉斷力保證值 導(dǎo)地線垠人運(yùn)行張力加該公式涉及三個(gè)物理量，在不同的場(chǎng)合使用該公式，三個(gè)物理量的含 義不盡相同。比如，如果K是“導(dǎo)地線弧垂最低點(diǎn)設(shè)計(jì)安全系數(shù)”， 對(duì)應(yīng)的分母就是“導(dǎo)地線最大使用張力限值”；如果K是“年平工況 設(shè)計(jì)安全系數(shù)”，對(duì)應(yīng)的分母就是“平均運(yùn)行張力限

3、值”；分母如果是“覆冰工況運(yùn)行張力”，計(jì)算出的K就是“覆冰工況實(shí)際安全系數(shù)”;分母如果是“懸點(diǎn)運(yùn)行張力”，計(jì)算出的K就是“懸點(diǎn)實(shí)際安全系數(shù)”歸納起來，以下七對(duì)概念需要卜功夫弄明白：（1）設(shè)計(jì)安全系數(shù)與實(shí)際安全系數(shù)；（2）最低點(diǎn)安全系數(shù)與懸點(diǎn)安全系數(shù)；（3）最人荷載工況卜的安全系數(shù)與年平工況安全系數(shù)；（4）導(dǎo)線安全系數(shù)與地線安全系數(shù)；（5）新線系數(shù)取0.95還是1.0；（6）導(dǎo)地線最人運(yùn)行張力是容許值還是實(shí)際值；（7）導(dǎo)地線的張力是指水平張力還是軸向張力。本文先就“設(shè)計(jì)安全系數(shù)”、“年平運(yùn)行張力上限”的確定方法進(jìn) 行剖析、梳理，然后，再說說其它兒對(duì)相關(guān)問題的處理方法。如何確定導(dǎo)地線“設(shè)計(jì)安全系數(shù)

4、”及“年平運(yùn)行張力上限” ？這 兩個(gè)問題的答案就寫在規(guī)范里，只要花點(diǎn)功夫，就可以把它們提煉岀 來。2規(guī)范中涉及設(shè)計(jì)安全系數(shù)的條款GB 50061-2010 條文:5.2.1在各種氣彖條件下，箜的張力弧垂計(jì)算理到退便用 張力和型運(yùn)行張力作為控隔嵯的張力弧垂計(jì)算町采用 絃使亦幼、菽 両 線與地線間的距離 牡卷制糞 GB 5054&2010 條文：5.0.7導(dǎo)地線在弧垂最低點(diǎn)的設(shè)計(jì)安全系數(shù)不應(yīng)一小于乙5懸掛點(diǎn)的設(shè)計(jì)箜全系數(shù)不應(yīng)小于乙25。地線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)丕魚 小于導(dǎo)玉的丘計(jì)安全系數(shù)。5- 0. 13導(dǎo)、地線防振措施應(yīng)符合下列規(guī)定,】 鋁鋼截面比不小于4. 29的鋼芯鋁絞線或鍍鋅鋼絞線，其導(dǎo)

5、、地線平均運(yùn)行張力的上限和相應(yīng)的防振措施，應(yīng)符合表50.13I- - 上一一的規(guī)定。當(dāng)有多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)時(shí)可不受表5.0. 13的限制。衰5.0. 13 導(dǎo)、地線平均運(yùn)行張力的上限和相應(yīng)的防撮摘施tft況平均運(yùn)行張力的上限 拉斷力的百分?jǐn)?shù))<%)舫振措施鋼芯們絞線E鋅側(cè)絞線檔師不趙過500m 的開個(gè)地區(qū)1612檔距牙超過500m的作開話地區(qū)181S檔距不超過120m1818不繕要不論檔距大小22護(hù)線條不論檔距大小2525或另加護(hù)線條看了以上條款，應(yīng)該能夠明白，導(dǎo)地線安全系數(shù)其實(shí)有兩套，套是防止導(dǎo)地線被拉斷的“強(qiáng)度安全系數(shù)”，另-套是防止導(dǎo)地線振 動(dòng)的“防振安全系數(shù)”，不過，防振安全系數(shù)經(jīng)常是

6、以“平均運(yùn)行張 力系數(shù)”的形式出現(xiàn)。如果不了解為什么“平均運(yùn)行張力系數(shù)”也 是安全系數(shù)的一種表現(xiàn)形式，對(duì)“導(dǎo)地線平均運(yùn)行張力上限是怎么確 定的？ ”這一問題，就會(huì)感到束手無策。為此，我們把規(guī)范條文進(jìn)行 人眾化表述。3把以上規(guī)范條款以通俗的語(yǔ)言寫出5.2.1為了保證導(dǎo)地線既不會(huì)因?yàn)楹奢d過大而拉斷，又不會(huì)因?yàn)榘l(fā) 生振動(dòng)而損傷，在線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)同時(shí)采用“強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)K1” 和“防振設(shè)計(jì)安全系數(shù)K2”作為“應(yīng)力設(shè)計(jì)控制條件”。5.0.7導(dǎo)地線最低點(diǎn)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)K1不應(yīng)小于2.5,懸點(diǎn) 強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)不應(yīng)小于2.25：地線的強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)不應(yīng)小于 導(dǎo)線?！皬?qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)”控制的是導(dǎo)地線的

7、“容許張力T”，或叫"最大容許使用張力Tmax ”,其關(guān)系為:最大容許使用張力也卜導(dǎo)地線拉斷力7；強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)龜45.0.13導(dǎo)地線防振設(shè)計(jì)安全系數(shù)K2就是年平工況設(shè)計(jì)安全系 數(shù)，其數(shù)值應(yīng)根據(jù)線路地形、檔距人小、擬采用防振措施，依照農(nóng) 5.0.13改造版確定：表5. 0.13改造版一防振安全系數(shù)與平均運(yùn)行張力系數(shù)瑕値表檔距和地形鋼芯鋁尊鍍鋅鋼絞線防振措施平均運(yùn)行張力 系數(shù)a防撮安全系數(shù)K2平均運(yùn)行 張力系數(shù)防振安全系數(shù)K2檔距不超過500m的開闊地區(qū)16%6.2512%8. 33不需要檔距不超過500肌的非開闊地區(qū)18%r 5.5618%556不需要檔距不超過120m的任意地區(qū)1

8、8%6.2518%6. 25不需要不論檔距大小，不論開闊與否22%4.55/護(hù)線條不論檔距大小，不論開闊與否25%4.0025%4. 00防震鋒防振設(shè)計(jì)安全系數(shù)的倒數(shù)是“最人平均運(yùn)行張力系數(shù)a ”，它們控制的是“平均運(yùn)行張力上限T2”，其關(guān)系為:平均運(yùn)行張力上限2=拉斷力保證值對(duì)防振設(shè)計(jì)安全系數(shù)K?#平均運(yùn)行張力上限T2=a拉斷力保證值坊K2與a的倒數(shù)關(guān)系，證明如下:平均運(yùn)行張力系數(shù)a=平均運(yùn)行張力上限憶拉斷力保證值坊(1)防振安全系數(shù)=拉斷力保證值坊平均運(yùn)行張力上限憶比較(1)(2)可知:.圧=-a =.aK2町見，防振安全系數(shù)K2與平均運(yùn)行張力系數(shù)a互為倒數(shù)。農(nóng)5.0.13改造版就是根據(jù)這

9、個(gè)倒數(shù)關(guān)系編制出來的。有了表5013改造版，我們就可以根據(jù)地形、檔距和擬采用的防振措施，從農(nóng)中查出K2和a的合適取值。簡(jiǎn)而言之，強(qiáng)度和防振設(shè)計(jì)安全系數(shù)，都不是計(jì)算出來的，而是根據(jù)規(guī)范取值的。4與兩套安全系數(shù)有關(guān)問題的處理細(xì)則4.1關(guān)于導(dǎo)線設(shè)計(jì)安全系數(shù)的取值規(guī)范規(guī)定，導(dǎo)地線最低點(diǎn)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)不應(yīng)小于2.5,但是,“不小于2.5”的數(shù)值范圍很人，具體怎么取值呢？可以這樣把握：（1）采用通用設(shè)計(jì)的線路，按通用設(shè)計(jì)規(guī)定取值。（2）不采用通用設(shè)計(jì)的角鋼塔線路，導(dǎo)線設(shè)計(jì)安全系數(shù)取2.5,地線 取不小于2.5；（3）不采用通用設(shè)計(jì)的自立鋼管桿、口立水泥桿的線路，導(dǎo)線設(shè)計(jì) 安全系數(shù)K1取5.08.0,地

10、線取不小于5.08.0；4.2關(guān)于地線設(shè)計(jì)安全系數(shù)的取值規(guī)范規(guī)定，地線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)不應(yīng)小于導(dǎo)線。這就是說如果導(dǎo)線設(shè)計(jì)安全系數(shù)為2.5,地線也可以取2.5,也可以人于2.5, 般取人于2.5；如果導(dǎo)線設(shè)計(jì)安全系數(shù)為8.0,地線也可以取8.0,也可以 人于8.0； 般取人于8.0；但地線安全系數(shù)取值過人，就會(huì)過于松弛, 導(dǎo)地線檔中距就會(huì)超標(biāo)。所以導(dǎo)地線檔中距S是地線安全系數(shù)取值的 限制指標(biāo)。導(dǎo)地線檔中距“限值” So按以下公式（1）計(jì)算，導(dǎo)地線 檔中距“實(shí)際值” S按以F公式（2）計(jì)算,S<=So,檔中距達(dá)標(biāo)。So >0.012Z + l（1）.S=地線架高力+ （導(dǎo)線弧動(dòng)-地線弧垂

11、心）（2）4.3關(guān)于防振安全系數(shù)的取值眾所周知，“強(qiáng)度安全系數(shù)”實(shí)際上是“最人荷載工況"下的安全 系數(shù)，而“防振安全系數(shù)”是“年平工況"下的安全系數(shù)。因?yàn)椤澳?平工況應(yīng)力”小于“最人荷載工況應(yīng)力”，所以“年平工況下的安全 系數(shù)” 一定大于“最大荷載工況卜的安全系數(shù)”。在實(shí)際操作中，對(duì)于角鋼塔，強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)取值為2.5,其防 振安全系數(shù)取4.0,并按規(guī)定加防振錘；對(duì)于口立鋼管桿、自立水泥桿的線路，強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)般取5.08.0,防振安全系數(shù)K2怎么取值？如果取4.0,就要加防振錘， 口不符合實(shí)際；如果取K2>=5.08.0,就可以不設(shè)防振播施，又經(jīng)濟(jì), 又安全建議

12、取K2=5.08.0。44導(dǎo)地線的強(qiáng)度校驗(yàn)，應(yīng)該看懸點(diǎn)安全系數(shù)，而不是最低點(diǎn)在一個(gè)檔距中，導(dǎo)地線最低點(diǎn)張力最小，懸點(diǎn)張力最人。在人檔距、人高差情況卞，高懸點(diǎn)是導(dǎo)地線強(qiáng)度危險(xiǎn)點(diǎn)，所以進(jìn)行導(dǎo)地線強(qiáng)度校驗(yàn),應(yīng)選擇咼懸點(diǎn)。校驗(yàn)方法是：第一步，計(jì)算出高懸點(diǎn)的軸向拉力（不是水平張力）T；第二步，計(jì)算出高懸點(diǎn)實(shí)際安全系數(shù)心=盤常?；第三步，比較高懸點(diǎn)實(shí)際安全系數(shù)心與懸點(diǎn)安全系數(shù)限值2.25,滿足疋g 2 2.25,校驗(yàn)通過。高懸點(diǎn)強(qiáng)度校輪，也可以通過計(jì)算“極大檔距”來判斷，實(shí)際檔 距V極人檔距，說明高懸點(diǎn)安全系數(shù)達(dá)標(biāo)。需要提醒的是，許多設(shè)計(jì)教材、手冊(cè)關(guān)于計(jì)算“極人檔距”的公 式，都是在2.5/2.25的搭配

13、卜導(dǎo)出的,如果使用于58.0/2.25搭配, 公式需要作適當(dāng)修改，如果對(duì)此公式心中無數(shù)，還是采用第-種方法 校驗(yàn)較為穩(wěn)妥。不少人認(rèn)為，當(dāng)導(dǎo)線設(shè)計(jì)安全系數(shù)Kl=2.5時(shí)，懸點(diǎn)安全系數(shù)限值 為2.25,是因?yàn)?.25=2.5*0.9；所以當(dāng)導(dǎo)線設(shè)計(jì)安全系數(shù)Kl=8.0時(shí), 懸點(diǎn)安全系數(shù)限值應(yīng)該是8.0*0.9=7.2；這種認(rèn)識(shí)源口對(duì)規(guī)范條文的理 解，沒有注意到，新規(guī)范對(duì)懸點(diǎn)安全系數(shù)是采用“定值限制法”而不 是“定比限制法”。4.5在稀有工況下，導(dǎo)地線設(shè)計(jì)安全系數(shù)可以放寬GB 50545-2010 規(guī)定：5.0.9導(dǎo).地線在稀有風(fēng)速或稀有覆冰氣象條件時(shí)，弧垂最低點(diǎn) 的最大張力不應(yīng)超過其導(dǎo)、地線拉斷力

14、的70%。懸掛點(diǎn)的最大張 力，不應(yīng)超過導(dǎo)、地線拉斷力的2Z%。這說明，稀有風(fēng)速、稀有覆冰工況，導(dǎo)地線垠低點(diǎn)安全系數(shù)可以 從2.5放寬到1.43,懸點(diǎn)安全系數(shù)從2.25放寬到1.30。GB 50233-2005驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定：7.5.5琵線時(shí)對(duì)于孤遜、較小耐張段及大跨越的過牽引長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)斤要求；菽尋無條時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1耐張段長(zhǎng)度X于300m時(shí)過牽引長(zhǎng)度不宜超過200mm；2耐張段長(zhǎng)度為200300m時(shí)，過牽引長(zhǎng)度不宜超過耐張段長(zhǎng)度的05%o;3瞇空度為200m以內(nèi)時(shí)，過牽引長(zhǎng)度應(yīng)狽贊導(dǎo)線的安 全系數(shù)不小于Z的規(guī)定進(jìn)行控制,變電所進(jìn)出口檔跖匚這說明，過牽引工況，導(dǎo)線安全系數(shù)可以放寬到2.0。

15、4.6關(guān)于新線系數(shù)（拉斷力保證值系數(shù)）在涉及導(dǎo)地線安全系數(shù)公式中，經(jīng)常使用“拉斷力保證值Tp”這 個(gè)參數(shù)。這個(gè)參數(shù)是把導(dǎo)地線廠家參數(shù)表中的“計(jì)算拉斷力”、“額定 拉斷力”、“最小破斷拉力”、“額定拉斷力（RTS）”乘以一個(gè)折扣系 數(shù)K0計(jì)算出來的。這個(gè)折扣系數(shù)就是線路設(shè)計(jì)人員多年使用的“新 線系數(shù)”，現(xiàn)在叫做“拉斷力保證值系數(shù)”?！靶戮€系數(shù)” 一說，出自東北院電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手 冊(cè):空 GB 117983中的鋼芯鋁絞線，由于導(dǎo)線上 有接詼L焉亞管、補(bǔ)依管使導(dǎo)線拉斷力降低,故設(shè) 計(jì)使用的導(dǎo)線保證計(jì)算拉財(cái)為計(jì)算鋰斷力的95% o業(yè)內(nèi)把這個(gè)95%叫做“新線系數(shù)”。在DL/T 5092-199

16、9條文解釋中，有了以下闡述：導(dǎo)、殲妗系抽公制縣力表姒（GBH7A8沖處赭翩麵財(cái)融勘 用緞餌加熾鼬不忖上封蒯贏"極換上冊(cè)利刊刪加95%）。所以，同行們也把這個(gè)95%叫做“拉斷力保證值系數(shù)”。拉斷力保證值系數(shù)Ko使用在以卜公式中：導(dǎo)線拉斷力保證值= K. *計(jì)算拉斷力7； 導(dǎo)線最人使用張九卜鍔I髏不少設(shè)計(jì)人員閑惑：什么情況下Ko取0.95,什么悄況卜Ko取1.0? 有人說，導(dǎo)線取Ko=0.95，地線取Ko=1.0；有人說，鋼芯鋁絞線取 Ko=0.95,鋼絞線、OPGW復(fù)合地線取Ko=1.0；說到底，Ko取值的 標(biāo)準(zhǔn)到底是什么？莫衷一是，本人認(rèn)為：新線系數(shù)Ko的取值，取決于導(dǎo)地線是屬于哪一

17、個(gè)制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 應(yīng)該這樣判斷：首先，根據(jù)導(dǎo)地線型號(hào)，確定導(dǎo)地線是屬于哪個(gè)制 造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的；其次，在該制造標(biāo)準(zhǔn)中，找出關(guān)于拉斷力的三個(gè)數(shù)值: 一個(gè)是拉斷力“理論計(jì)算值”，-個(gè)是參數(shù)表的“農(nóng)中值”，還有個(gè) 是拉斷力“驗(yàn)收試驗(yàn)保證值”。如果標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定，“驗(yàn)收試驗(yàn)保證值” 應(yīng)不低于“表中值”的95%,那么Ko取值應(yīng)為0.95,沒有這樣的規(guī) 定，取l.Oo卜表匯集了幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定情況：拉斷力保證值系數(shù)K。取值一覽表琢準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)導(dǎo)線型號(hào)示例參數(shù)表拉斷力名稱Ko用途侶絞線處洞芯鉛絞線GB 1179-1983LGJ7*¥1算拉斷力0. 95導(dǎo)線鋼芯鋁紋線GB/T 1179-20C8JL/GI

18、A-*額走拉斷力0. 95導(dǎo)線攜鋅鋼絞線YB/I 5004-2012GJ最小破斷拉力1.0地線鋼絞線GB/7 1179-2008JG1A-*額定拉斷力0. 95地線OPGWGB 燈 1179 19990P3W額定拉新力(RTS)0. 95地絨從上農(nóng)可以看出，除YB/T 5004-2012中的鍍鋅鋼絞線之外，其它導(dǎo)地線、包括OPGW光纖復(fù)合地線，新線系數(shù)都是0.95.4.7注意區(qū)分“設(shè)計(jì)安全系數(shù)”與“實(shí)際安全系數(shù)”設(shè)計(jì)安全系數(shù)是“預(yù)先設(shè)定的”安全系數(shù)，是屬于“設(shè)計(jì)條件” 范疇，其值不是計(jì)算出來的，而是根據(jù)規(guī)范設(shè)定的，是本工程應(yīng)該執(zhí) 行的指標(biāo)。實(shí)際安全系數(shù)是“計(jì)算出來的”，導(dǎo)地線各工況卜的安全系數(shù)互不 相同，導(dǎo)地線上任何兩點(diǎn)，實(shí)際安全系數(shù)也互不相同，最低點(diǎn)安全系 數(shù)最人，懸