输电线路导地线和杆塔角度风荷载作用研究

输电线路导地线和杆塔角度风荷载作用研究
目前，我国的综合国力在快速的发展，社会在不断的进步，我国电力发展十分徐迅速，按照力的合成与分解原理，推导输电线路线条和塔身角度风荷载通用计算公式，并与DL/T5154-2012、IEC60826-2016、ASCE74-2009、EN50341-2012四种规范角度风荷载计算方法进行比较分析，结果表明：IEC60826-2016、ASCE74-2009、EN50341-2012均不考虑顺线路方向的线条风荷载，其计算公式与理论公式一致，与DL/T5154-2012计算方法差异较大;DL/T5154-2012、IEC60826-2016、EN50341-2012中关于塔身角度风的计算方法相同，与ASCE74-2009有较大差异。

建议按照通用公式计算线条角度风荷载;按DL/T5154-2012分配系数计算塔身角度风荷载。

标签：角度风;分配系数;规范比较;输电线路
引言
近年来，随着社会经济的飞速发展，工业和居民用电量呈直线上涨态势。

为满足负荷侧用电需求，国家电网公司加速输电网络建设，输电线路沿途会经过居民住房、林区、水田和鱼塘等复杂环境。

在输电线路运行过程中，异物意外飘落缠绕在输电线路导地线上的事件日趋增多。

当异物缠绕在导线上，遇雨、雪、雾天气时将会变成导体，一方面易造成输电线路相间短路或单相接地短路，导致跳闸停电事故;另一方面人员误碰，导致人身触电事故，给人身和输电线路运行带来极大危害。

因此，研究如何高效、安全地清除输电线路异物具有十分重要的意义。

1输电线路架设特点
（1）在选择配电设备方面应尽可能的选用耗能较低的设备，以确保设备在自动运行的过程中其自身消耗的电能最小化。

一般而言，输电线路在建设的过程中都会严格按照标准来进行施工，以全面提升输送电能的效率，从而保证了所输送的电能达到最优化。

（2）在架设结构上，应尽可能的选用易安装且防震功能较强的结构，这样做的目的是为了能够增加输电线路在架设过程中的绝缘性能，从而减少不必要的安全隐患，并为输电线路的安全运行提供强有力的保障。

2导地线角度风荷载作用
2.1风荷载计算基本公式
当风以一定的夹角作用于输电线路导地线和杆塔时，应对风速风压进行分解，其基本原理为流体力学。

我国输电线路设计规范GB50545-2010（以下简称”国标”）中线条风荷载的计算公式可简化为：式中：Wx为垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值;W0为基本风压;d为导线或地线的外径或覆冰时的计算外径;Lp为杆塔的风载档距（直线塔为水平档距，转角塔为一侧的水平档距）;θ
为风向与导线或地线方向之间的夹角（转角塔时，一侧和二侧的θ不同）;m为各类系数（风压高度变化系数、风振系数等）的乘积。

2.2搭建跨越架
在输电线路架设施工中，跨越架的搭设作为第一道施工工序，因此需要从以下几方面着手：第一，电力企业需要准确无误的测量出输电线路和高速公路交叉点的位置，且必须是处于两者的中心位置，以此来确定跨越架搭建的位置。

第二，跨越架在搭建的过程中，相邻两根立柱之间的距离需保持在1.5m左右，从而提高了跨越架在搭建过程中的安全性以及稳定性。

第三，跨越架的埋设。

在埋设的过程中其深度一般不能高于0.5m并且还需要应用双杆加固法等其他措施进行加固。

2.3缠绕处理
单丝缠绕方法对导地线故障处理时，应该严格按照检修技术的程序去做，这样才能实现预期的效果。

如果导地线上有损伤的情况，要先对其进行良好的处理，例如让受损部位保持平整性，修补的材料要和原材料相适应，缠绕的时候要保证绝对的紧密等，要做好充足的前提准备工作。

缠绕是需要一定的技巧，所以工作人员必须具有较强的动手操作能力，可以解决实际中遇到的问题。

导地线面临的问题会更加复杂，因此要对缠绕处理技术进行创新，能够适应发展的需要，在线路运输方面发挥出更大的作用。

2.4新型除障装置的功能检测
为了在投入使用前发现并排除新型除障装置存在的问题，委托电力工业电气设备质量检验测试中心、全球能源互联网研究院、国网湖北省电力有限公司和国网河南带电培训中心专家组对其进行了功能性试验和评价。

测试专家组在模拟实际110kV及以上电压等级输电线路上对新型除障装置的遥控动作部分、切割部分和远程监控部分进行了测试。

经试验鉴定：新型除障装置在输电线路强电场环境中，各部分工作情况良好，功能正常，验收合格。

2.5导地线检修的要求
首先，在进行导地线连接的过程中，必须强制性地使用相应的耐张线夹。

在进行成功连接之后，工作人员要做好试件实验，其中试件数量不能低于三组。

另外，握着强度以及爆压程度都应该符合标准。

其次，如果导地线出现了重接或者是补修现象，重组后的线路无论是在各项参数还是在强度上都不能低于原有的线路检修要求，各项要求都达到标准之后才能够进行具体的检修工作。

另外，对于截面面积相对较小的导地线来说，在采用耐张线夹进行连接的过程中应该擦去分别制作的方式。

再次，如果导地线所用的材质、规格和连接方向存在着差异的时候，检修工作人员不能将其应用到同一个耐张段之内。

每一根导线在实际的应用中，只允许使用一个连接管，补修管的数量也不能超过三个。

具体来说，连接管和耐张线夹之间不能超过15cm的距离。

连接管和悬线夹之间的距离一般不超过
5cm。

通常情况下，减少接续管的数量是基本要求。

另外，导地线在进行更换的时候，工作人员要根据具体的线路要求做好计算，并且选择合理的检修工具。

2.6拆除跨越架
当输电线路建设完成且验收合格后，则需要对跨越架进行拆除。

针对跨越架的拆除，需确保输电线路架设施工在满足标准需求的基础之上方可实施拆除。

而跨越架拆除的流程需从上往下进行，切不可上下同时进行拆除。

另外一方面，在拆除的过程中还需要相关部门进行相互的配合，只有这样才能确保跨越架的顺利拆除。

2.7切断处理
输电线路在维修期间，对于受损程度严重的导地线要采取切断处理的办法，因为可能会对与之相关的线路造成影响，等到修复完成之后在重新连接使用，有效保证了工作人员的安全。

导线受损范围大于修补管维修范围、内层铝股产生巨大变形无法修复时，这些情况都可以采用切断处理的办法，很大程度上提高了工作的效率。

具体的来讲就是将损坏的线路切除，用新的导地线连接在一起，不仅阻止了情况的恶化，而且还能恢复到正常的工作状态中，要充分的利用该技术，为导地线维修更好的服务。

3角度风计算建议值
我国输电线路行业规范DL/T5154-2012中给出了角度风作用时的风荷载分配表，其备注中指出，Wx为风垂直导、地线方向吹时，导、地线风荷载标准值，按公式计算，即x方向的分配系数为sin2φ，y方向则部分考虑顺线路方向的风荷载。

这样处理存在概念不清楚的问题。

以60°风向角为例，对于转角塔，风向与導、地线的夹角并不是60°，而是还与转角度数有关。

结语
通过以上计算和分析，主要得出如下结论：1）依据力学合成与分解原理，分别推导了导、地线和塔身在角度风作用下的风荷载计算通用公式。

2）对于导、地线角度风荷载计算，IEC60826-2016、ASCE74-2009、EN50341-2012不考虑顺线路方向的风荷载，其计算公式与风荷载计算通用公式一致。

我国规范DL/T5154-2012计算方法较为不合理，建议直接按照通用公式进行计算。

参考文献
[1]国家能源局.架空输电线路杆塔结构设计技术规定：DL/T5154-2012[S].北京：中国计划出版社，2012.
[2]张瑚，李健，徐维毅，等.角度风对转角塔水平荷载的影响[J].电网与清洁能源，2013，29（7）：12-15.。