配電線路防風設計技術規(guī)范試行

配電線路防風設計技術標準〔試行〕2023年九月前 言本技術標準由中國生產(chǎn)設備治理部會同有關單位共同編制完成。本技術標準共分9章，主要內(nèi)容有：總則、標準性引用文件、術語和定義、路徑選擇、根本風速、導線、地線、絕緣子和金具、桿塔荷載和材料、桿塔構造、根底等。本技術標準編制單位：中國能源建設集團廣東省電力設計爭論院中國生產(chǎn)設備治理部南網(wǎng)科研院廣東電網(wǎng)公司廣西電網(wǎng)公司海南電網(wǎng)公司本技術標準主要起草人員：黃志秋金曉華廖毅潘春平王衍東邱昊吳培烽趙建華鄭志源劉萬群梁水林王樂銘郭曉武陳鵬羅俊平本技術標準由中國生產(chǎn)設備治理部負責解釋，執(zhí)行過程中如有意見或建議，請及時反響。目 錄總 則根底上，制定公司配電線路防風設計技術標準。本技術標準適用于沿海強風區(qū)域〔含Ⅰ類風區(qū)及Ⅱ類風區(qū)〕的35kV及以下建架空電力線路的設計，該區(qū)域已建線路的技改、運維可參照執(zhí)行。1.3 防風設計應當遵循安全牢靠、先進適用、經(jīng)濟合理、因地制宜的原則。1.4 架空配電線路的設計，應從實際動身，結合地區(qū)特點，樂觀承受技術、工藝、設備、材料。1.5 本技術標準依據(jù)現(xiàn)行規(guī)程、標準，結合沿海臺風地區(qū)的實際狀況編制。1.6 沿海臺風多發(fā)區(qū)域的線路設計除執(zhí)行本技術標準外，還應符合現(xiàn)行規(guī)程、標準的要求。標準性引用文件文發(fā)生變化時，主編及各參編單位應爭論條文是否連續(xù)適用于本技術標準，并準時予以修訂。GB50061-2023 66kV及以下架空電力線路設計標準GB50545-2023 架空輸電線路設計標準GB50009-2023建筑構造荷載標準GB50010-2023混凝土構造設計標準GB50017-2023鋼構造設計標準DL/T5158-2023 電力工程氣象勘測技術規(guī)程中國企業(yè)標準110kV及以下電網(wǎng)裝備技術標準術語和定義3.1 independentstrainsection；在一個耐張段內(nèi)的直線懸垂桿塔不超過3基。3.2 referencewindspeed按當?shù)乜諘缙教沟孛嫔?0m高度處10min時距平均的年最大風速觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)概率統(tǒng)計得30年一遇最大值后確定的風速。3.3 臺風typhoon底層中心四周最大平均風速米/12-13級。3.4 micro-topography塞地形和山區(qū)風道、埡口及河谷等。3.5 micro-climate與微地形嚴密相依，是由熱源、濕源的根本輸送〔湍流變換〕因地形差異引起的，形成微氣象的主要因素有地形地貌、植被掩蓋、土壤類型、四周環(huán)境等。3.6 terrainroughness風在到達構造物以前吹越過2km范圍內(nèi)的地面時，描述該地面上不規(guī)章障礙物分布狀況的等級。3.7 Ⅰ類風區(qū)classⅠwindspeedarea架空電力線路30年一遇根本風速V≥35m/s的地區(qū)。3.8 classⅡwindspeedarea架空電力線路30年一遇根本風速V≥33m/sV＜35m/s的地區(qū)。9 沿海強風區(qū)域Ⅰ類風區(qū)和Ⅱ類風區(qū)的區(qū)域。路徑選擇1 路徑方案選擇應認真進展調查爭論，綜合考慮運行、施工、交通條件和路徑長度等因素，在保證安全的前提下，通過技術經(jīng)濟比較確定，力求避開臺風多發(fā)地段。2 路徑選擇宜考慮：避開調查確定的歷年臺風破壞嚴峻地段；避開凹地、陡坡、陡崖峭壁、滑坡、倒塌區(qū)、沖刷地帶、泥石流等影響線路安全運行的不良地質地區(qū)；宜選擇山坡的背風面，充分利用地形障礙物和防護林等的避風效應，避開相對高聳、突出地貌或山區(qū)風道、埡口、抬升氣流的迎風坡等微地形區(qū)域。當無法避開以上地段時，應實行必要的加強措施。4.335kVI2kmII類風區(qū)時不宜大于3km。4.410kVI51基獨立式耐張鐵塔，經(jīng)過II類風區(qū)時每10基宜設置1基獨立式耐張鐵塔，并在耐張段中部至少設置1基抗風力量較強的直線桿塔。4.5跨越通航河流、大路、鐵路及其他重要跨越物時應承受獨立耐張段。4.6II級及以上重要用戶供電的城區(qū)線路宜承受電纜線路，為同一重要用戶供電的雙回電力線路，其中一回應承受電纜線路。7同塔多回線路如需從城市高層建筑物之間穿過，應實行避開導線發(fā)生不同步搖擺的措施。根本風速13010m10min平均最大值。2架空電力線路的根本風速應在區(qū)域大風調查的根底上，通過計算當?shù)貧庀笳窘y(tǒng)計風速及風壓反算，參考四周已建工程的設計及運行狀況，并在著重考慮沿線微地形、微氣象區(qū)影響的根底上，綜合分析確定。在區(qū)域大風調查的根底上，由氣象臺站最大風速系列，經(jīng)代表性、牢靠性和全都性審P-Ⅲ型等概率分布模型進展頻率計算。當工程地點與參考氣象站海拔高度和地形條件不全都時，必需依據(jù)地形條件進展訂正。搜集調查微地形、微氣象區(qū)影響，山頂、山麓風速變化特征及計算方法，在分析論證的根底上，按工程實際狀況，移用四周氣象站根本風速。沿海海面和海島的根本風速，應承受實測資料分析計算，缺乏實測資料時可按陸地上的根本風速作適當修正。根本風速確實定，還應依據(jù)《建筑構造荷載標準》GB50009-2023的全國風壓分布圖、地方政府建設及氣象部門公布的區(qū)域性風壓分布圖。3風速高度訂正準時距換算風速沿高度的變化可承受指數(shù)律進展計算，地面粗糙度類別按實際調查狀況確定。各種不同時距的風速換算，應盡量承受氣象站觀測實測資料統(tǒng)計分析。導線、地線、絕緣子和金具1 地線型號確實定還應滿足防雷設計的要求。6.2 在人員密集區(qū)域，35kV電力線路宜承受電纜，10kV電力線路宜承受電纜或結合工程實際狀況選用架空絕緣導線。6.3 40米的特別區(qū)段可承受帶鋼芯的絕緣導線。6.4 位于崖口、峽谷等微地形、微氣象地區(qū)架空電力線路的懸垂串應適當提高金具和絕緣子機械強度的安全系數(shù)。6.5 10kV臺架變主桿上引線跳線應先固定，再與帶電接線環(huán)連接。桿塔荷載和材料荷載導線及地線的水平風荷載標準值應計入風壓高度變化系數(shù)，按下式計算：W =αX

SzdLwW

sin2θ〔〕式中：

W=V2/1600〔〕oooW ——導線或地線風荷載的標準值，kN；Xα ——風壓不均勻系數(shù)，按本技術標準第條的規(guī)定確定；S ——風荷載體型系數(shù)，當d<17mm，?。划攄≥17mm，取；覆冰時，??；z ——風壓高度變化系數(shù)，基準高度為10m；d ——導線或地線覆冰后的計算外徑之和，m；Lw ——水平檔距，m；oW ——根本風壓，kN/m2；oΘ ——風向與導線或地線方向之間的夾角〔°〕。風壓不均勻系數(shù)α應承受表和表中的較大值。根本風速〔m/s〕α根本風速〔m/s〕α20以下20~2930~3435及以上水平檔距〔m〕α

α隨水平檔距變化取值≤100 200 250 300 350 400對于平坦或稍有起伏的地形，風壓高度變化系數(shù)應依據(jù)《110kV～750kV架空輸電線路設計標準》GB50545-2023的相關規(guī)定確定。風向與桿塔面垂直狀況的桿塔塔身或橫擔風荷載的標準值，應按下式計算：W=βS

AW〔〕Sz o式中：WS——桿塔塔身或橫擔的風荷載標準值，kN；β——桿塔風荷載調整系數(shù)，宜按現(xiàn)行國家標準《建筑構造荷載標準》GB50009-2023的有關規(guī)定承受。材料環(huán)形斷面的一般鋼筋混凝土桿及預應力混凝土桿的鋼筋，宜符合以下規(guī)定：一般鋼筋宜承受HRB400級和HRB335級鋼筋，也可承受HPB300級和RRB400級鋼筋。預應力鋼筋宜承受預應力鋼絲，也可承受熱處理鋼筋。環(huán)形斷面的一般混凝土桿和預應力混凝土桿的混凝土強度等級應分別不低于C40和C50，其他C20。混凝土和鋼筋的力學特性，應按現(xiàn)行國家標準《混凝土構造設計標準》GB50010-2023的有關規(guī)定確定；一般鋼筋混凝土桿和預應力混凝土桿的生產(chǎn)應符合現(xiàn)行國家標準《環(huán)形混凝土電桿》GB/T4623。制作混凝土電桿時，宜在桿身處標注混凝土強度等級。桿塔用鋼材一般承受Q235、Q345，有條件時也可承受強度等級更高的構造鋼，質量標準應符合《碳素構造鋼》GB/T700、《低合金高強度構造鋼》GB/T1591的要求。鋼材、螺栓和錨栓的強度設計值見表表鋼材、螺栓和錨栓的強度設計值材料類別厚度〔直徑〕mm抗拉抗壓、抗彎抗剪*孔壁承壓鋼材Q235≤16>16~40215205215205125120370>40~60200200115≤16310310180510Q345>16~35295295170490>35~50265265155470≤16350350205530Q390>16~35335335190510>35~50315315180480級200——170——級240——210——級300——240——級400——300——級500——380——Q235160——————5號優(yōu)質190 —— —— ——素鋼5號優(yōu)質215 —— —— ——鍍鋅粗制螺栓鍍鋅粗制螺栓錨栓碳碳素鋼1*適用于螺孔端大于等于的構件d螺栓直徑；2、20號鋼〔無縫鋼管〕的強度設計值同Q235。8.1 宜承受鋼筋混凝土電桿、鋼電桿、鐵塔構造等。路徑受限地區(qū)可承受不帶拉線的電桿和鐵塔。8.2 承受鋼筋混凝土電桿時，宜使用高強度材料。承受拉線桿塔時，根部構造應為鉸接支承。8.3 無拉線單桿可按受彎構件進展計算，彎矩應乘以增大系數(shù)。8.4 10kV臺架變主桿宜選用耐張型桿塔。5 承受鐵塔構造時，為加強鐵塔抗風力量，可適當增加鐵塔根開、加大塔身寬度、增設塔身橫隔面。根底1 根底的型式應依據(jù)線路沿線的地形、地質、材料來源、施工條件和桿塔型式等因素綜合確定。9.2 根底應依據(jù)桿位或塔位的地質資料進展設計。現(xiàn)場澆制鋼筋混凝土根底的混凝土強度等級C20。9.3 根底設計應考慮地下水位季節(jié)性的變化。位于地下水位以下的根底和土壤應考慮水的浮力并取有效重度。9.4 巖石根底應依據(jù)有關規(guī)程、標準進展鑒定，并宜選擇有代表性的塔位進展試驗。9.5原狀土根底在計算上拔穩(wěn)定時，抗拔深度應扣除表層非原狀土的厚度。9.6根底埋設深度應計算確定，且不應小于。9.7跨越河流或位于洪泛區(qū)的根底，應收集水文地質資料，必需考慮沖刷作用和漂移物的撞擊影響，并應實行相應的保護措施。9.8根底設計〔包括地腳螺栓、插入角鋼設計〕時，根底作用力計算應計入桿塔風荷載調整系數(shù)。當桿塔全超群過50m時，風荷載調整系數(shù)取；當桿塔全高未超過50m時，風荷載調整系數(shù)取.9.9位于水田、泥塘和堤壩等地質條件較差地區(qū)的混凝土電桿，可通過增加根底埋深、加設卡盤和地基處理等措施，提高根底的抗傾覆力量。條文說明路徑選擇4.1架空電力線路路徑的選擇對抵擋臺風力量的影響至關重要，依據(jù)風災事故的統(tǒng)計要條件來考慮。臺風〔強臺風〕次生災難的區(qū)域。桿塔定位時應避開這些區(qū)域，如無法避開，也應實行相應的防護措施，防止因根底受損而引起桿塔傾斜或沉陷。架空電力線路位于河岸、湖岸、山峰、山谷口及城市高聳建筑間的風口等簡潔產(chǎn)生強風的路的運行安全系數(shù)。I類風區(qū)為風災事故頻發(fā)的地區(qū)，經(jīng)過該地區(qū)的35kV架空電力線路耐張段不宜太長，目的是為了限制風災事故的影響范圍。對10kV架空電力線路較長的耐張段，為提高線路的牢靠性，需限制風災事故范圍，規(guī)定經(jīng)過I51基獨立式耐張鐵塔，經(jīng)過II10基宜設置獨立式1基抗風力量較強的直線桿塔，以防串倒。必要時可考慮構造重要性系數(shù)。I類風區(qū)內(nèi)，為I級及以上重要用戶供電的城區(qū)線路安全性應提高，在條件允許的狀況下，宜承受電纜線路。同塔多回線路如需從城市高層建筑物之間穿過時，橫擔兩側的導線有發(fā)生不同步搖擺的可能，電纜線路。根本風速引用《66kV及以下架空電力線路設計標準》GB50061-2023及地形修正系數(shù)換算得到工程地點某一高度處的根本風速。計算氣象站根本風速應經(jīng)過風速原始資料的審定和風速的高度訂正、次時換算及頻率計算幾個步驟。依據(jù)工程閱歷，P-Ⅲ型分布和極值Ⅰ型分布計算的根本風速成果相差很小，P-Ⅲ型分布彈性大，適應性強；極值Ⅰ型分布計算較簡潔，所以本條規(guī)定風速設計可承受P-Ⅲ型分布或極值Ⅰ型分布計算。山區(qū)風速主要受地形影響，目前能作為設計依據(jù)的最牢靠方法是直接在工程地點建站比觀測資料，可分山峰、山坡、谷口、山口、閉塞地形等幾種狀況選用以下閱歷公式推算。谷口、山口及山間盆地、谷地一般狀況下，與大風方向全都的谷口、山口及山間盆地、谷地等閉塞地形，山區(qū)風速調整1取值。山區(qū)地形條件調整系數(shù)山間盆地、谷地等閉塞地形～與大風方向全都的谷口、山口山區(qū)地形條件調整系數(shù)山間盆地、谷地等閉塞地形～與大風方向全都的谷口、山口～山峰、山坡風經(jīng)山坡后，山坡上的風速與平地上的風速有顯著不同，朱瑞兆等編著的《應用氣候學概論》，依據(jù)國內(nèi)不同地區(qū)六對相對高差為1132～2059m的高山與山麓處平均風速的比照，海拔每上升100m平均風速約增大～s。山區(qū)微波塔與送電線路桿塔等建〔構〕筑物的根本風速，由于地點。對于調整系數(shù)的計算，目前有兩大類方法，一是理論模型，二是閱歷公式。限于篇幅，本處僅介紹閱歷公式。1我國現(xiàn)行荷載標準法。對于山峰和山坡，我國現(xiàn)行荷載標準推舉的計算公式如下：式中， K —山峰風速調整系數(shù)；mtgtg0.3時，取tg0.3；k—系數(shù)，對山峰取，山坡?。籋—山頂或山坡全高，m；z—建筑物高度，mz2.5Hz2.5H。2朱瑞兆1976年在其編著的《風壓計算的爭論》中，依據(jù)劍閣、綠蔥坡、泰山、華家?guī)X、金佛山、華山、峨眉山等高山站與其相應山麓測站實測最大風速資料，統(tǒng)一推算到離地面10m高30年一遇10min平均最大風壓，然后求其比值，并且參考英國的洛思厄山和德羅姆山等相應平地站實測資料，擬合出以下方程式：式中，K —山峰風速調整系數(shù)；考慮山的坡度對風速的影響，作者給出當坡度為20°～m30°時乘以，假設小于坡度20°則乘以的調整系數(shù)；Δh—山頂與山麓的高差，m。3中南電力設計院和國家氣象中心氣候應用室1992年合作進展了高山與平地間根本風速關系的爭論，通過對中南及周邊地區(qū)的19個山上站與相應34個山下站資料分析，求出各站30年一遇10min平均最大風速，以山上與山下站根本風速的比值K 與其間高差〔Δh〕點繪成圖，m分別按孤山與叢山定出外包線，擬合出換算公式為：式中，K —山峰風速調整系數(shù)；mC=1；相互間遮擋影響較大或山頂?shù)貏軨=；b—山頂站的地形調整系數(shù)，山下站處于彎曲的河谷、盆地等地形比較封閉區(qū)域時，b=～；處于迎風口或有狹管效應時，b=～；b=1；Δh—山頂站與山麓站的高差，m。10%以內(nèi)，可見該關系式是符合我國中南地區(qū)山頂與山麓間的風速關系的。4100m45°的孤山山峰離地10m高根本風速的風速調整系數(shù)，荷載標準公式為；朱瑞兆公式為；中南院公式實際地形條件承受多種計算方法綜合確定工程地點的根本風速。海面的摩擦力小，所以海面的風速較陸上大；此外沿海存在海、陸溫差，形成海陸風，35m/s〔海島〕DL\T5158-2023調整系數(shù)，見下表：距海岸距離〔km〕調整系數(shù)＜距海岸距離〔km〕調整系數(shù)＜4040～60～60～100～氣象站根本風速計算成果應與地區(qū)根本風壓等值線圖或全國根本風壓等值線圖作比照分析，一般風壓等值線圖考慮面上狀況多，如氣象站根本風速較風壓圖反算風速小，宜承受風壓等值線圖計算成果。風速高度訂正準時距換算1〕式中V —高度為Z處的風速，m/s；Z1V—Z高度處的風速，m/s；11α—地面粗糙度系數(shù)，依據(jù)有關資料及國內(nèi)外標準所選數(shù)值，可按表6-3選用。氣B類考慮。α類別地面特征A相關資料取值α類別地面特征A相關資料取值～我國現(xiàn)行標準推舉值B近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)中小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū)有密集建筑物的城市市區(qū)有密集建筑物且房屋較高的大城市市區(qū)～CD～～續(xù)下游區(qū)的地面粗糙度指數(shù)。通常認為，進入地面粗糙類型的前500m范圍內(nèi)，風速保持著1500m；通過過渡區(qū)后，取下游的地面類型下的風速。2〕各種不同時距的風速換算，應盡量承受氣象站觀測實測資料統(tǒng)計分析，缺乏實測資料時可參考美國《建筑和其他構造最小設計荷載》ANSI/ASCE7-93，按下表換算410min時距風速的平均比值時距時距(s)360060030012030201053〔瞬時〕比值導線、地線、絕緣子和金具6.1 導地線型號應依據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃和工程實際條件綜合確定，在確定了導線截面的前提下，電力線路設計的任務是結合線路本身的技術特點，特別是所處地區(qū)的臺風特性，確定導線型號，即選用無鋼芯線還是有鋼芯線，選擇鋼芯截面的規(guī)格，選用絕緣導線還是裸導線。20世紀60年月后期漸漸開頭承受架空絕緣導線，很多國家架空配電線路已根本實現(xiàn)絕緣化。因結合工程實際狀況選用架空絕緣導線建設。6.3及以下架空絕緣線路在較大檔距的特別區(qū)段，可承受帶鋼芯的絕緣導線。的安全性。桿塔荷載及材料荷載66kV及以下架空電力線路設計標準》GB50061-2023在計算導地線水平風荷載標準值時未考慮風壓高度變化系數(shù)z35kV和10kV架空電力線路桿塔的高度較低，普遍在9m～15m之間，所架設的導線的平均高度位于10m左右，因此不需要引入該系數(shù)。但隨著我國經(jīng)濟社會的快速進展，架空電力線路的桿塔高度呈現(xiàn)出逐步上升的趨勢。在跨越各類敏感地區(qū)時，更多考慮承受高跨的方式通過。在公司標準設計與典型造價〔版〕10kV及35kV配網(wǎng)標準桿塔設計中，10kV混凝土桿、角鋼塔線路的最高全高〔呼高〕到達18m，35kV混凝土桿的最高全超群過20m，角鋼塔的最高呼高更是可以到達30m。對于承受這些高塔受的導地線風荷載將超出桿塔設計值10%甚至更多，簡潔導致桿塔倒塌，嚴峻威逼著架空電力線路的安全運行。因此在本技術標準中，導線及地線的水平風荷載標準值計算公式中增加了風壓高度變化系z。本條修正了風壓不均勻系數(shù)α?，F(xiàn)行《66kV及以下架空電力線路設計標準》GB50061-2023給出的α取值僅與根本風速相關聯(lián)，風速越大所對應的α取值越小，詳見表。α值根底上，又提出α值應隨水平檔距的變化而轉變，水平檔距越小所對應的α取值越大，具體取值詳見下表：表5 風壓不均勻系數(shù)隨水平檔距變化的取值要求水平檔距〔水平檔距〔m〕≤200250300350400450500≥550α從上表可知，在水平檔距小于等于200m的范圍內(nèi)，α值均取。但前蘇聯(lián)1977年的《電氣設DIVVDE0210以及美國的ASC“GuidelinesforTransmissionLineStructuralLoading”等資料，均認為對檔距小于200m左右的導地線風荷載計算式中不宜乘以小于的α值。下表列出了各國標準中風壓不均勻系數(shù)隨水平檔距變化的取值。6各國標準中風壓不均勻系數(shù)隨水平檔距變化取值水平檔距〔m〕我國標準JEC標準 ASCE標準IEC標準〔日本〕 〔美國〕BS