混凝土电杆与导线配合的风偏校验怎么做?老李在审查线路设计时,发现风偏校验这一栏经常是空白。他问设计人员为什么不算,对方说凭经验就行。但老李知道风偏不够会导致相间短路或者对地放电,凭经验可不行。风偏校验是确保线路在大风天气安全运行的关键计算,必须按规范来。
风偏的基本概念很简单:风从侧面吹来,导线受到水平风力作用,向下风侧偏移。偏移后导线的位置比静止时更靠近杆身、更靠近其他相导线、也更靠近地面。如果偏移量太大,就会造成安全距离不足,引发事故。
老李查了规程,风偏校验要算两个指标:导线对杆身的空气间隙和导线相间的空气间隙。10kV线路在大风工况下,导线对杆身的空气间隙不小于0.2米,相间空气间隙不小于0.4米。这两个数值是考虑了操作过电压和雷电过电压后的安全距离,不能缩减。
老李把风偏角的计算公式找了出来。风偏角φ的正切值等于水平风荷载和导线重力的比值:tan(φ) = Wh / Wv。Wh是导线单位长度的水平风荷载,和风速、导线直径有关。Wv是导线单位长度的重力,包括导线自重和覆冰重量。
以常见的LGJ-120导线为例,自重0.49千克每米,直径15.2毫米。在标准风压0.5千牛每平方米下,水平风荷载约0.23千克每米。无冰时tan(φ)=0.23/0.49=0.47,风偏角约25度。覆冰10毫米时,导线等效直径35毫米,风荷载增到0.53千克每米,重力增到0.95千克每米,tan(φ)=0.56,风偏角约29度。
老李发现,设计人员常犯的一个错误是:风偏角算出来了,但只校验了杆顶位置,没有校验档距中间位置。实际上,档距中间的弧垂最大,风偏后导线最低点下降最多,对地距离减小最明显。正确的做法是沿档距选几个点分别校验,特别是最大弧垂点和杆塔近旁。
老李总结了电杆选型和风偏校验的配合要点。第一,电杆高度要留足风偏裕量。杆顶高度减去最大弧垂再减去风偏后的下降量,还要满足对地安全距离。10kV线路对地最小距离5.5米,考虑2米弧垂和0.5米风偏下降,杆顶至少要8米以上。
第二,横担长度要足够。导线风偏后向杆身方向摆动,如果横担太短,导线会打到杆身。老李的经验是:10kV直线杆横担长度不小于1.5米,耐张杆不小于1.8米。双回线路上下层横担的垂直间距也要加大,防止上层导线风偏后打到下层横担。
第三,线路走廊要清理到位。有些设计算出来的风偏没问题,但运行时导线风偏后打到旁边的树木上。老李建议设计阶段就把走廊宽度算进去,导线最大风偏位置外加1.5米作为保护带,保护带内不准有高大树木。
老钱还给老李提了一个细节:风速不是均匀分布的,阵风的风偏角比平均风大。设计风速取的是10分钟平均风速,但阵风系数通常在1.3到1.5之间。如果严格按平均风速算风偏,阵风来临时可能还是不够安全。老李建议在重要跨越段,风偏校验用阵风风速,留足动态裕量。
总之,混凝土电杆与导线配合的风偏校验,要算风偏角、校空气间隙、验对地距离,沿档距逐点检查。电杆高度、横担长度、走廊宽度都要和风偏计算配合。不能凭经验省略,大风天的安全就靠这些计算来保证。