双回路垂直排列是指杆塔两侧各布置一回路,每一回路均为垂直排列的一种新型输电线路布置方式。主要应用于限宽、限高条件下的双回输电线路建设。该布置方式可有效降低地面电场强度,缩小线路走廊宽度,减少房屋拆迁面积,提高线路输送容量,利于保护环境,具有良好的经济效益和社会效益。
简介随着国民经济、城镇建设的持续发展,城乡规划区域不断外延,输电线路走廊日趋紧张,尤其是在经济发达区域,沿线房屋拆迁越来越难,线路走廊问题日益突出。优化塔头设计和导地线布置,缩减线路走廊宽度,提高单位截面输送容量,减少民房拆迁,是国内外缓解这一问题的有效方法,双回路垂直排列紧凑型新型线路提供了一种压缩线路走廊的新方法,其成果可以在房屋拆迁量大的地方推广使用1。
常见塔型及结构设计双回路垂直排列线路基本采用垂直排列鼓型、伞型塔型,直线塔悬垂串采用“I”型或“V”型串,如图1所示。“V”串紧缩型塔由于压缩了线间距离,常用于走廊拥挤地区。这2种塔型塔头高度基本在25m左右,整塔高度至少在55m以上,不适宜限高50m地区2。
整塔由上到下刚度协调,塔头位移相对较小。绝缘子串与塔架、挂架连接挂点均设置与水平面成一定角度的受力隔面,保证有效将荷载传递至曲臂。中间挂架可以前后小幅转动,可平衡因覆冰导致的前后侧设计荷载约10%的不平衡张力,能抵御25m/s大风和15mm覆冰等极端恶劣气候条件的能力。采用高强大规格角钢后,可减少铁塔重10%左右1。
主要应用对于双回卤垂直排列同塔输电线路,在城市规划区和房屋密集区,采用垂直排列紧凑型线路是合理的,其相间距离为7. 5 m,线路走廊宽度为17. 5m,减小线路走廊宽度48%,可以有效减少房屋拆迁面积。垂直排列紧凑型线路直线塔重量大于常规线路约40 t /km,当常规线路拆房费用高于垂直排列紧凑型线路拆除费用40 万元/km 时,建议优先采用垂直排列紧凑型线路3。
线路电磁环境限值标准交流架空输电线路的电磁环境限值的确定依据主要包括HJ/T24—1998《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》、GB15707—1995《高压交流送电线无线电干扰限值》、GB3096—2008《声环境质量标准》、GB50545—2010《110kV~750kV架空输电线路设计规范》、DL/T5217—2005《220kV~500kV紧凑型架空送电线路设计技术规定》等,主要指标如下:
(1)工频电场:居民区场强控制值取7kV/m,非居民区为10kV/m,线路临近民房时,房屋所在位置离地1.5m处的最大未畸变场强不超过4kV/m;
(2)可听噪声:距边相导线投影外20m处,湿导线条件下不超过55dB;
(3)无线电干扰:距边相导线投影外20m离地2m高处,频率0.5MHz时的无线电干扰限值为55dB2。
线路防雷性能双回路垂直排列线路地线采用负保护角方案,复合绝缘子由单回路紧凑型线路的4340mm加长至4900mm,通过简化连接金具,增加绝缘体子长度,提高了单支复合绝缘子U50%冲击放电电压;优化导地线布置,缩减导地线间距,增加导地线耦合水平,耐雷水平较常规线路提高约3~5%。经计算,铁塔冲击接地电阻20Ω以下时,耐雷水平可满足500kV线路大于125kA的要求。地线采用-14°保护角,较常规双回路线路0°保护角降低绕击率约60%,综合雷电跳闸率降低约12%。实践证明垂直排列双回路防雷性能高于常规鼓型双回路。今后可考虑充分利用塔窗尺寸裕度,进一步加长下“V”串复合绝缘子的长度,提高下相导线耐雷水平,使其在各种冲击接地电阻下均高于上相,进一步整体提高线路耐雷水平。随着运行经验的积累,也可考虑上回路采用盘型绝缘子,下回路采用复合绝缘子的差绝缘配置,进一步提高线路的安全运行1。
技术经济指标500kV双回路垂直排列紧凑型线路较普通常规双回路线路塔材指标增加约40t/km,基础混凝土增加约50m3/km,导线增加约4.5t/km,复合绝缘子增加约20支/km,线路本体投资增加约60万/km。由于边导线距离由常规线路的22m减少至7.5m,拆迁范围由32m压缩到17.5m,减少民房拆迁约40%,节约走廊占地约22亩/km。500kV线路采用常规线路架设如房屋拆迁费用达150万元/km时,可考虑采用双回路垂直排列紧凑型线路1。
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徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学