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1、第三章 设计用气象条件 三峡大学输电线路研究所 空输电线路设计 一、主要的气象参数及其对线路的影响 第一节 影响线路的主要气象参数 风 覆冰 气温 气象条件三要素 3） 引起架空线舞动 ， 使架空线相间闪络 、产生鞭击 。 2） 微风振动使疲劳破坏断线 1）架空线的垂直载荷增加，张力增大，可能成断线。 2）迎风面积增加，风载荷增加 5） 脱冰跳跃可引起相间闪络 。 4）使舞动的可能性增大。 1） 气温低 ， 架空线变短 ， 拉力增大 ， 有可能断线 1） 形成风压 ， 产生横向荷载 。 使架 空线的应力增大 ， 杆塔产生附加弯矩 。 4） 引起风偏 ， 悬垂绝缘子串偏摆 ， 导线间及与杆塔构件
2、间 、 边坡间的空气间距减小而发生闪络 3） 使弧垂增大 ， 电气距离减小 3） 最高气温下 ， 导线温升 、 强度降低 ， 可能超过允许值 。 2） 气温高 ， 张力小 、 弧垂大 ， 对地电气距离可能不够 。 1、 主要气象资料的搜集内容及用途见表 3 2、 注意： 气象资料应选用线路附近 100 站 ） 的记录 。 当此范围内的气象台 （ 站 ） 较少时 ， 可以扩大搜集地区范围或向省级气象台搜集 ， 并应加强对电业 、 邮电 、 铁路和军事部门等非专业气象单位的调查搜集工作 ， 所得结果还应交有关气象单位鉴定 。 必要时应进行实地考查 ， 访问当地群众 。 若沿线气象台 （ 站 ） 的
3、记录存在很大差异且线路较长 （ 100时 ， 应考虑分为若干气象区段 。 对附近已有线路的运行经验 ， 应当给予足够的重视 。 二 、 主要气象资料的搜集内容 搜集内容 用途 1 最高气温 计算架空线的最大弧垂 ， 保证对地或跨越物具有一定的安全距离 。 2 最低气温 计算架空线可能产生的最大应力 ， 检查架空线的上拔 、悬垂绝缘子串的上扬等 。 3 平均气温 微风振序号 动的防振设计条件 ， 计算内过电压下的电气间距 ， 耐张绝缘子串的倒挂等 。 4 历年最低气温月的平均气温 计算架空线和杆塔安装 、 检修的气象参数之一 。 5 最高气温月的最高平均气温 计算导线的发热和温升 。 6 最大风
4、速及相应月的平均气温 考虑架空线和杆塔强度的基本条件 ， 也用于检查架空线 、悬垂串的风偏 。 7 地区最多风向及其出现频率 用于架空线的防振 、 防腐及绝缘的防污设计 。 8 覆冰厚度 架空线和杆塔强度的设计依据 ， 计算架空线的最大弧垂 ，验算不均匀覆 （ 脱 ） 冰时架空线的不平衡张力 、 上下层架空线间的接近距离等 。 9 雨天 、 雾凇天 、 雪天的持续小时数 计算电晕损失的基本数据 。 10 平均雷电日数 （ 或小时数 ） 防雷设计的依据 。 11 土壤冻结深度 用于杆塔基础设计 。 12 常年洪水位及最高航行水位 、 相应气温 用于确定跨越杆塔高度 ， 验算交叉跨越距离 。 一、
5、气象条件的重现期 1. 气象条件的重现期：是指该气象条件 “ 多少年一遇 ” ，如年最大风速超过某一风速 强风平均每 R 年发生一次 ，则 R 即为风速 0545 110 750 范 、 0665 1000 空输电线路设计 规范 规定了不同电压等级线路和大跨越的基本风速 、 设计冰厚的重现期 ， 见下表： 电压等级 （ 110 330 500、 750 1000 重现期（年） 30 50 100 第二节 气象参数值的选取 一、气象条件的重现期 2. 基本风速 ： （ 1） 10距平均 的 年最大风速 为样本 ； （ 2） 采用 极值 型分布 作为概率模型； （ 3） 统计风速的高度 ： 一般线
6、路取 离地面 10m， 大跨越取离历年 大风季节平均最低水位以上 10 m。 第二节 气象参数值的选取 3. 大跨越 ： 指跨越通航大河流 、 湖泊或海峡等 ， 因档距较大 （ 在1000m 以上 ） 或杆塔较高 （ 在 100 ， 导线选型或杆塔设计需特殊考虑 ， 且发生故障时严重影响航运或修复特别困难的耐张段 。 2. 风速的测量方法： 自记 10距；风压板一天观测 4次的 2 需要进行风速的次时换算 。 3. 设计高度： 导线的平均高度 。 110 330500 7500m。 需要进行风速的高度换算 。 4. 最大设计风速的选取步骤： 次时换算：将 高度换算 。 重现期计算：需要根据 3
7、0年 （ 或 50年 ）一遇的重现期 ， 经过概率计算得到最大设计风速值 。 二 、 最大设计风速的确定 1. 风级的视力鉴别方法 ， 见表 33。 5、 10、 15、 35m/ 风 力 等 级 名称 相当风速（ m/s） 海面物征象 陆地物征象 范 围 中值 一般 浪高 （ m） 最高 浪高 （ m） 海岸渔船动态 0 无风 0 海面平静 。 静 、 烟直立 。 1 软风 微波如鱼鳞状 ， 没有浪花 。 一般渔船正好使舵 。 烟能表示风向 ， 但风向标不能转动 。 2 轻风 渔船张帆时可行 2 。 人面感觉有风 ， 树叶有微响 ， 风向标能移动 。 3 微风 渔船感觉簸动 ,可随风移行 5
8、 。 树叶和微枝摇动不息 ， 旌旗展开 。 4 和风 渔船满帆时 ,可使渔船倾斜一方 。 能吹起地面尘土和纸张 ， 树的小枝摇动 。 5 劲风 8 渔船收帆 （ 即收去帆之一节 ） 。 有叶的小树摇摆 ， 内陆的水面有小波 。 6 强风 渔船加倍收帆 ,捕渔需注意风险 。 大树枝摇动 ， 电线呼呼有声 ， 举伞困难 。 7 疾风 渔船不再出港 ， 在海者下锚 。 全树摇动 ， 大树枝弯下来 ， 逆风步行感觉不便 。 8 大风 所有近海渔船都要靠港 ， 停留不出 。 可折毁树枝 ， 人向前行感觉阻力甚大 。 9 烈风 汽船航行困难 。 建筑物有小损 ， 烟囱顶盖和平瓦移动 。 10 狂风 汽船航
9、行颇危险 。 陆上少见 ， 见时可使树木拔出 ， 建筑物损坏较重 。 11 暴风 汽船遇之极危险 。 陆上很少 ， 有则必有广泛破坏 。 12 飓风 海浪滔天，能见度严重受到影响。 陆 上绝少见，其摧毁力极大。 （ 1）风速的次时换算 欲将定时 4 次 20距平均风速 需要有两种观测方法的 平行测量记录 ， 然后通过相关分析建立二者之间的回归方程式 。 常用的是一元 线性回归方程 (最小二乘法 ） ： 1 0 2v A v B2 1 0 2 1 0122221v nv 1 0 2B v A v次时换算系数 两种观测方法的第 分别为两种观测记录的平均值 两种观测方法的平行观测记录的总对数 由此得
10、到的回归方程 ， 需经过相关检验才能应用 。 可按下面公式计算： 2 1 0 2 1 01 1 12 2 2 22 2 1 0 1 01 1 1 1( ) ( )n n ni i i ii i in n n ni i i ii i i in v v v vn v v n v v 地 区 A B 应 用 范 围 华 北 东 北 西 北 西 南 四 川 湖 北 湖 南 广 东 江 苏 山 东 浙 江 京 、 天津 、 河北 、 山西 、 河南 、 内蒙 、 关中 、 汉中 辽宁 、 吉林 、 黑龙江 陕北 、 甘肃 、 宁夏 、 青海 、 新疆 、 西藏 用于贵州 、 云南 限于四川 湖北 、 江
11、西 广东 、 广西 、 福建 、 台湾 上海 、 江苏 山东 、 安徽 限于浙江 风速的次时换算系数 （ 2） 风速的重现期计算 设年最大风速 v 的概率符合极值 型分布 ， 即 ( ) e x p e x p ( )F v a v b 式中 a 分布的尺度参数 。 ； b 分布的位置参数 ， 即分布的众值 。 ； 、 分别为随机变量 2 55a 由于搜集来的年最大风速样本是有限的 ， 需要用有限样本的均值 和标准差 s 作为 和 的近似估计 。 均值 和标准差 s 为 : v 211 ()1v ()() v e () 11 ( ) 1 a v v e R 1 l n l 重现期 为 R 年 ， 说明大于某一风速 强风的发生概率 为1/R ， 则有 从而 1式中 修正系数 ， 与样本中的年最大风速的个数 可查表 3 12时 ， 尺度参数和位置参数分别按下二式取值 n c1 c2 n c1 0 15 20 25 30 35 40 45 50 0 70 80 90 100 250 500 1000
