DL∕T 1481-2015 架空輸電線路故障風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算導(dǎo)則

ICS29.240.20備案號(hào)：50801-2015架空輸電線路故障風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算導(dǎo)則國(guó)家能源局發(fā)布前言 1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14數(shù)據(jù)分類(lèi)和來(lái)源 15計(jì)算步驟 2附錄A(資料性附錄)雷擊故障風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法選擇 6附錄B(資料性附錄)污閃故障風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法選擇 附錄C(資料性附錄)風(fēng)偏故障風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法選擇 附錄D(資料性附錄)冰害故障風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法選擇 附錄E(資料性附錄)舞動(dòng)故障風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法選擇 Ⅱ12b)500(330)kV及以上核心骨干網(wǎng)架、戰(zhàn)略性輸電通道和110(66)kV及以上重要負(fù)荷供電線參見(jiàn)附錄A中的表A.1和表A.2。風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別P≤0.5P雷擊閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別較低雷擊閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別低加強(qiáng)防雷措施改造及線路設(shè)備的巡視、3b)500(330)kV及以上核心骨干網(wǎng)架、戰(zhàn)略性輸電通道和110(66)kV及以上重要負(fù)荷供電線度)的絕緣子統(tǒng)一爬電比距M?和絕緣子片數(shù)N?。風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別防污閃措施污閃風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別較低污閃風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別低風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別防污閃措施污閃風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別較低污閃風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別低4風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別防風(fēng)偏措施L<Z≤1.1L加強(qiáng)防風(fēng)偏措施改造及線路設(shè)備的巡視、風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別防冰害措施5風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別防舞動(dòng)措施1.1D?<D?且T<2h舞動(dòng)閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別較低D?<D?≤1.1D?或2h<T≤5h舞動(dòng)閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別低0.9D?<D?≤D?或5h<T≤10hD?≤0.9D?或T>10h準(zhǔn)備工作5.5.7對(duì)防舞配置方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)防6電壓電阻電感導(dǎo)線平均高度高度串長(zhǎng)兩避雷線間距保護(hù)角Ωmmmm精度(小數(shù)點(diǎn)后位數(shù))00222221電壓等級(jí)線路回?cái)?shù)檔距地形地貌角塔刑排列導(dǎo)(地)導(dǎo)(地)高度導(dǎo)(地)中線號(hào)串長(zhǎng)串最小子串電壓值保護(hù)角電阻值mmmmmmΩ(小數(shù)點(diǎn)后位數(shù))012222332227雷電定位系統(tǒng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)氣象部門(mén)發(fā)布的天氣預(yù)警信息雷害等級(jí)是否有雷雨天氣預(yù)警信息已采取的防雷措施次/(km2·a)次精度(小數(shù)點(diǎn)后位數(shù))10注1:由表A.2中參數(shù)計(jì)算反擊跳閘率。采用電磁暫態(tài)分析程序(EMTP)法，由表A.2中的電壓等級(jí)、塔型、相導(dǎo)線排列方式、導(dǎo)(地)線弧垂、導(dǎo)(地)線對(duì)地高度、導(dǎo)(地)線距塔中線距離、的計(jì)算參數(shù)模型；同時(shí)考慮工作電壓和感應(yīng)電壓的影響，采用式(A.2)和式(A.3),建立相關(guān)的計(jì)算模塊，參數(shù)計(jì)算反擊跳閘率。注2:由表A.2中參數(shù)計(jì)算繞擊跳閘率。采用改進(jìn)電氣幾何模型(EGM)法，由表A.2中的電壓等級(jí)、線路回?cái)?shù)、地面傾斜角、地線保護(hù)角、導(dǎo)(地)線弧垂、導(dǎo)(地)線對(duì)地高度、導(dǎo)(地)線距塔中合雷電定位系統(tǒng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等參數(shù)，編制計(jì)算程序，計(jì)算繞擊跳閘率。A.2.2計(jì)算方法差異化雷擊風(fēng)險(xiǎn)分析法是針對(duì)不同區(qū)域、不同電壓等級(jí)、不同重要性線路雷擊特性的差異性，通過(guò)計(jì)算線路某一區(qū)段逐基桿塔的雷擊跳閘率來(lái)分析該區(qū)段線路的雷擊風(fēng)險(xiǎn)。該區(qū)段線路的雷擊跳閘率計(jì)算P?——第k基桿塔的反擊跳閘率；計(jì)算方法應(yīng)綜合考慮線路沿線走廊的雷電活動(dòng)特征、地形地貌特征、桿塔結(jié)構(gòu)特征和絕緣配置等因素，選擇合適的計(jì)算方法，計(jì)算該區(qū)段線路逐基桿塔的反擊和繞擊跳閘率。采用GB/Z24842推薦的雷擊跳閘率計(jì)算分析方法，對(duì)于反擊跳閘率采用EMTP法或行波法計(jì)算，a)反擊跳閘率計(jì)算。EMTP法或行波法將雷電波傳播的過(guò)程等效為電阻性網(wǎng)絡(luò)電路模型，計(jì)算實(shí)際電路的波過(guò)程。該方法充分考慮了雷電波過(guò)程，與實(shí)際電路的波過(guò)程吻合較好，在反擊雷跳1)考慮工作電壓的影響。工頻電壓對(duì)雙回線路的影響比較復(fù)雜，它與線路運(yùn)行電壓的相角有關(guān)，當(dāng)工頻電壓相位角在0°~360°變化時(shí)，工頻電壓的幅值為：2)考慮感應(yīng)電壓的影響。綜合比較歐美、日本等和中國(guó)提出的各類(lèi)感應(yīng)電壓計(jì)算方法，并結(jié)893)地形的影響。采用改進(jìn)電氣幾何模型進(jìn)行繞擊計(jì)算，對(duì)于地形輸電線路臺(tái)賬信息狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息環(huán)境監(jiān)測(cè)信息電比距污穢等級(jí)距設(shè)計(jì)值鹽密灰密發(fā)生污閃的次數(shù)次精度(小數(shù)點(diǎn)后位數(shù))1222220設(shè)獨(dú)立項(xiàng)可在:中選取，將某一條線路的某一串絕緣子所在地區(qū)的可吸將P帶入式(B.2),計(jì)算理論鹽密值：ESDD=-0.015+0.0806×PB.1.3風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)污穢等級(jí)增加時(shí)，絕緣子統(tǒng)一爬電比距不滿足現(xiàn)場(chǎng)污穢等級(jí)對(duì)應(yīng)的要求，計(jì)算增加絕緣子爬電距離，滿足圖B.1的要求。B.2污耐壓法污耐壓法風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表B.2。表B.2污耐壓法風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算參數(shù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息目標(biāo)閃絡(luò)電比距設(shè)與鹽密的關(guān)系曲線精度(小數(shù)點(diǎn)后位數(shù))222B.2.2計(jì)算方法根據(jù)污耐壓法，利用絕緣子污耐壓與鹽密(ESDD)的關(guān)系曲線，計(jì)算在當(dāng)前污穢等級(jí)條件下的絕緣子片數(shù)配置情況，與線路實(shí)際絕緣子片數(shù)配置情況進(jìn)行比較。宜考慮以下因素：a)確定線路所經(jīng)地區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)污穢度。當(dāng)缺少污區(qū)分布圖、等值鹽密/灰密測(cè)量值或監(jiān)測(cè)值時(shí)，可利用輸電線路周邊大氣環(huán)境參數(shù)，推算理論鹽密值，代替絕緣子鹽密和灰密監(jiān)測(cè)值。U?0%=A×ESDD-bP=1-(1-P)”污耐壓校正系數(shù)k按正態(tài)分布函數(shù)由式(B.5)計(jì)算：φ(k)=1-P由單串絕緣子的閃絡(luò)概率P?依據(jù)正態(tài)分布表求得k。將k帶入式(B.6),可求得絕緣子的耐受電壓o—標(biāo)準(zhǔn)偏差，可取7%。當(dāng)鹽密較小時(shí)，有機(jī)可溶物可有效影響污穢物中較大時(shí)，有機(jī)可溶物難以繼續(xù)促進(jìn)CaSO?中的溶解，需進(jìn)行等值鹽密修正。f)進(jìn)行上下表面污穢不均勻分布修正，上下不均勻積污修正系數(shù)為K?按式(B.9)h)進(jìn)行海拔修正，某海拔下，線路懸式絕緣子串片數(shù)m按式(B.11)計(jì)算：K?——該種絕緣子污閃電壓的海拔修正系數(shù)，由試驗(yàn)確定。B.2.3風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)若通過(guò)污耐壓法計(jì)算出的當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)污穢等級(jí)下絕緣子片數(shù)計(jì)算值大于實(shí)際絕緣子片數(shù)，說(shuō)明絕緣子(資料性附錄)C.1計(jì)算方法C.1.1弦多邊形法弦多邊形法可精確計(jì)算懸垂絕緣子串風(fēng)偏后各點(diǎn)的空間位置，如圖C.1所示。宜考慮下列因素：a)此方法依據(jù)的是靜力平衡原理，因此計(jì)算時(shí)選用穩(wěn)態(tài)風(fēng)(或靜風(fēng))。b)風(fēng)速的觀測(cè)高度一般取離地面10m,若觀測(cè)高度不統(tǒng)一可根據(jù)風(fēng)速高度變化系數(shù)進(jìn)行換算。c)將觀測(cè)到的風(fēng)速換算為連續(xù)自記10min平均風(fēng)速。d)當(dāng)輸電線路架設(shè)于迎風(fēng)山坡、山脊等類(lèi)似地形時(shí)，考慮風(fēng)向與水平面的夾角。g)懸垂串風(fēng)偏角計(jì)算方法如圖C.1所示。圖C.1弦多邊形法計(jì)算示意圖剛體單元長(zhǎng)分別為λ、A?、…、A?,水平橫向荷載分別為gn、8h?、…、gm,垂直荷載分別為gu、C.1.2剛體靜力學(xué)模型法a)此方法依據(jù)的是靜力平衡原理，因此計(jì)算時(shí)選用穩(wěn)態(tài)風(fēng)(或靜風(fēng))。b)風(fēng)速的觀測(cè)高度一般取離地面10m,若觀測(cè)高度不統(tǒng)一可根據(jù)風(fēng)速高度變化系數(shù)進(jìn)行換算。c)將觀測(cè)到的風(fēng)速換算為連續(xù)自記10min平均風(fēng)速。d)當(dāng)輸電線路架設(shè)于迎風(fēng)山坡、山脊等類(lèi)似地形時(shí)，考慮風(fēng)向與水平面的夾角。e)整支絕緣子串為以鉸接方式與橫擔(dān)相連接的剛體直棒，在外力作用下不發(fā)生彎曲或變形。f)懸垂串風(fēng)偏角φ可按下列計(jì)算式計(jì)算：φ0圖C.2剛體靜力學(xué)模型法絕緣子串和導(dǎo)線受力分析絕緣子串上水平風(fēng)荷載和重力集中作用于其中點(diǎn)，為便于分析和計(jì)算，根C.1.3絕緣子串-導(dǎo)線整體數(shù)值模型法絕緣子串-導(dǎo)線整體數(shù)值模型法可精確模擬絕緣子串和導(dǎo)線(或跳線)風(fēng)偏運(yùn)動(dòng)軌跡，考慮了脈動(dòng)a)懸垂串風(fēng)偏考慮左右各相鄰兩檔的檔距建立絕緣子串-導(dǎo)線整體數(shù)值模型，模型邊界模擬耐張串，內(nèi)部模擬懸垂串，如果相鄰檔為耐張塔則只需考慮相鄰一檔即可；跳線風(fēng)偏考慮一b)依據(jù)懸鏈線理論，將導(dǎo)線離散為若干個(gè)節(jié)點(diǎn)單元。c)盤(pán)形絕緣子串接方式為球窩和槽型連接，因此可采用球鉸模擬相鄰絕緣子之間的約束關(guān)系，摩d)棒型絕緣子可依據(jù)芯棒大小建模，傘群作為均布質(zhì)量添加到芯棒質(zhì)量中。e)絕緣子串和金具、金具和導(dǎo)線、子導(dǎo)線間隔棒和導(dǎo)線的連接均按自由度耦合來(lái)考慮，即接點(diǎn)處在6個(gè)自由度上的位移一致，絕緣子串最上端按鉸接處理，即只固定3個(gè)線位移。f)根據(jù)線路實(shí)際布置形式輸入模型參數(shù)，包括線路檔距、高差、導(dǎo)線(或跳線)型號(hào)及分裂數(shù)、導(dǎo)線張力、導(dǎo)線最大弧垂、某掛點(diǎn)處導(dǎo)線與水平面夾角、放g)風(fēng)荷載選取脈動(dòng)風(fēng)(或動(dòng)態(tài)風(fēng)),風(fēng)速選取觀測(cè)到的瞬時(shí)大風(fēng)。h)風(fēng)速的觀測(cè)高度一般取離地面10m,若觀測(cè)高度不統(tǒng)一可根據(jù)風(fēng)速高度變化系數(shù)進(jìn)行換算。i)動(dòng)態(tài)風(fēng)的模擬采用隨高度變化的Kaimal功率譜，但該功率譜與實(shí)際線路的風(fēng)場(chǎng)特性存在一定j)當(dāng)輸電線路架設(shè)于迎風(fēng)山坡、山脊等類(lèi)似地形時(shí)，考慮風(fēng)向與水平面的夾角。k)脈動(dòng)風(fēng)條件下絕緣子串及導(dǎo)線風(fēng)偏運(yùn)動(dòng)軌跡是隨著時(shí)間的推移而不斷變化的，采用概率統(tǒng)計(jì)法來(lái)描述絕緣子串風(fēng)偏形態(tài)的特征參量。以絕緣子串風(fēng)偏角為例，根據(jù)隨絕緣子串-導(dǎo)線整體數(shù)值模型法考慮了脈動(dòng)風(fēng)的影響，但是經(jīng)驗(yàn)脈動(dòng)風(fēng)功率譜與實(shí)際的風(fēng)場(chǎng)特性存在一定的區(qū)別，因此，還需要長(zhǎng)期積累和分析線路風(fēng)偏故障風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表C.1。C.3風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)于一般的輸電線路，采用剛體靜力學(xué)模型法計(jì)算分析即可；對(duì)于經(jīng)過(guò)微地形路，應(yīng)考慮脈動(dòng)風(fēng)等影響因素，采用絕緣子串-導(dǎo)線整體數(shù)值模型法進(jìn)行風(fēng)偏分析。得出在當(dāng)前風(fēng)速下絕緣子串的風(fēng)偏角大小和水平位移，以及在相應(yīng)風(fēng)偏條件下帶電部分與桿塔構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息子串型號(hào)子片數(shù)/串長(zhǎng)導(dǎo)線型號(hào)導(dǎo)線張力導(dǎo)線弧垂點(diǎn)處導(dǎo)線夾角數(shù)呼高小/大號(hào)側(cè)小/大號(hào)側(cè)呼高風(fēng)速的高度閘的次數(shù)Nmm根mmmm精度(小數(shù)點(diǎn)后位數(shù))11111112絕緣子串為54片XWP-300,導(dǎo)線型號(hào)為8×JL/G1A-500/35,分裂間距400mm,子導(dǎo)線間隔棒質(zhì)量為20kg,每隔50m安裝一個(gè)，10m高度處的風(fēng)速為30m/s,導(dǎo)線懸掛平均高度40m,風(fēng)向平行于水平面