输电线路设计规范及输电线路设计文件编写纲要

《架空输电线路设计规范》及架空输电线路设计文件

编写纲要

寿祝昌

上世纪五十年代处于建国初期，标准的管理工作尚未完善，59年颁发的设计规范的名称为《高压架空电力线路设计技术规程》。“设计规程”为什么定为“设计技术规程”，当时的想法是，“本规程不单是线路设计规程，还是线路技术规程”。那是电力线路的第一代规程，不只管设计，还兼管运行维护以及电力线路与其他设施、其他部门的关系。基于这种前提编写的规程，无论是整体的编排还是内容与标题，必然不象一本专门的设计规范。之后进行了3次修订，到目前已经是第四代，尽管丰富了条文和内容，但依然没有摆脱第一代“设计技术规程”的模式。主要问题在编辑方面，规范的总体编排混乱，规范的章节标题不准确，条文中的用语存在概念模糊、逻辑混乱的现象。针对上述问题，特编写本纲要，以求再次修订时能完成一本名副其实的“设计规范”。本纲要供《架空输电线路设计规范》的修订和架空输电线路设计文件的编制参考。

架空输电线路设计规范除应包括统一规定的前言、总则、术语和符号等内容外还应包括下列主要内容：

1输电线路设计条件；

2输电线路路径设计；

3架空线设计*；

4杆塔及其基础设计；

5杆塔定位设计；

6输电线路附属设施设计。

*注：寿祝昌编辑校注《110-750kV架空输电线路设计规范》中的“架线设计”均应修改为“架空线设计”。

架空输电线路设计文件的编制亦不外乎应包括上列内容。可行性研究和初步设计不包括第5和第6项。施工图设计，第5项“杆塔定位设计”完成的设计文件包括“线路平断面图”、“线路明细表”和“交叉跨越表”。这三个文件（图纸）在架空输电线路设计中，是属于总图和总表，应该在施工图设计文件中予以明确。

下面逐一对各部分内容做具体说明。

1输电线路设计条件

架空输电线路的设计条件包括设计气象条件、导线截面积和电力线路的电压等级。

1.1设计气象条件

影响架空线设计和输电线路杆塔设计的气温、风、覆冰是输电线路设计的主要气象条件。气温，风和覆冰的各种组合应称为“工况”。然而设计规范历来将“工况”称做“情况”。“情况”这一称谓使得对“设计气象条件”的认知产生过严重的误解。

“工况”一词有两层含义，一层含义表明它是一种“设计标准”，另一层含义表明它是一种“设计条件的组合”的规定。而“情况”一词往往容易使人误解为实际可能出现的状况。“情况”一词会误导一些用户甚至设计人员，说某年某日实际的气象条件如何，实际的气象条件组合如何，所以设计应按此考虑等等。

“设计规范”是本专业的专家，根据计算理论、设计经验和当时的国力所作的一种“约定”。它确定的是一种“设计标准”，对于安全性，限定在约定的保证率之内。那些实际可能出现的情况可以用作制定规范时的参考，却不能直接拿来作为规范的设计标准。“工况”还表明它规定了“设计条件的组合”，这些组合也是一种约定的“设计标准”。正是由于这些原因，才称为“设计气象条件”而不能简单的说成“气象条件”。

1958年第一代设计规范对设计气象条件规定9种工况。现行第四代设计规范涉及气象条件有16种工况，包括最大风工况、覆冰工况、最低气温工况、平均气温工况、最高气温工况、安装工况、架线工况、雷电过电压工况Ⅰ、雷电过电压工况Ⅱ、操作过电压工况、带电作业工况、长期荷载工况、断线工况、断链工况、邻档断线工况、验算工况等。

设计规范中16种“设计条件组合”的规定，分述如下：

一“最大风速工况”风速应采用基准风速，无冰，未断线，并宜按下列要求采用同时气温：

1 最低气温为-20℃及以下地区，应采用-5℃；

2 最低气温为-10℃及以上地区，应采用+10℃。

二“覆冰（包括不均匀覆冰）工况”气温应采用－5℃，风速应采用10 m/s或15 m/s，覆冰，未断线。

三“最低气温工况”风速应采用0 m/s，无冰，最低气温，未断线。

四“最高气温工况”风速应采用0 m/s，无冰，气温+40℃，未断线。

五“年平均气温工况”风速应采用0 m/s，无冰，年平均气温，未断线。

六“安装工况”风速应采用10m/s，无冰，并宜按下列要求采用同时气温：

1 最低气温为-40℃的地区，应采用-15℃；

2 最低气温为-20℃的地区，应采用-10℃；

3 最低气温为-10℃的地区，应采用-5℃；

4 最低气温为-5℃的地区，应采用0℃。

七“架线工况”风速应采用0m/s，无冰，相应气温。

八“雷电过电压工况Ⅰ”（设计杆塔头部尺寸及检验定位后的空气间隙用）气温应采用15℃，当基本风速折算到导线平均高度处其值大于等于35m/s时雷电过电压工况的风速取15m/s，否则取10m/s；

九“雷电过电压工况Ⅱ”（校验导线与地线之间的距离用）气温应采用15℃，风速应采用0 m/s，无冰。

十“操作过电压工况”（设计杆塔头部尺寸及检验定位后的空气间隙用）气温应采用年平均气温，风速取基本风速折算到导线平均高度处值的50%，但不宜低于15m/s，无冰。

十一“带电作业工况”风速应采用10m/s，气温应采用15℃，无冰。

十二“长期荷载工况”风速应采用5m/s ，气温应采用年平均气温，无冰。

十三“断线工况”风速应采用0m/s，覆冰，气温应采用-5℃，断线。

十四“断联工况”风速应采用0m/s，无冰，气温应采用-5℃，断联。

十五“邻档断线工况”风速应采用0m/s，无冰，气温应采用15℃，邻档断线。

十六“验算工况”是为杆塔结构设计设置的工况。工程设计中，要求按超出正常设计条件的组合进行验算时，确定为验算工况。验算工况的荷载组合系数为0.75。

各种设计涉及的工况分述如下：

一架空线设计特性曲线的4个控制工况包括：

最低气温工况、平均气温工况、覆冰工况和最大风工况。

二架空线设计有关工况包括：

最低气温工况、平均气温工况、覆冰工况、最大风工况、最高气温工况、架线工况、断链工况等。

三杆塔头部尺寸设计（塔型策划）：

通过最大风工况、操作过电压工况、雷电过电压工况Ⅰ、带电作业工况等四种工况的窗口间隙圆图，确定塔头的相关尺寸。通过最高气温工况和覆冰工况确定导线最大弧垂，用以计算塔头的线间距离。通过雷电过电压工况Ⅱ计算导地线间距离，确定塔头地线支架的相关尺寸。

四杆塔结构及其基础设计有关工况包括：

最大风工况、覆冰工况、最低气温工况、安装工况、长期荷载工况、断线工况、验算工况。

《设计规范》将最大风工况、覆冰工况和最低气温工况统称为正常运行工况，这是因为上述三种工况在规范中具有一些相同系数的规定。例如可变荷载组合值系数，正常运行工况取1.0，安装工况、断线工况、不均匀覆冰工况取0.9，验算工况取0.75。长期荷载工况是计算杆塔桡度的工况。