一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法与流程

本发明涉及特高压输电线路塔头设计，更具体地讲，涉及一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法。

背景技术：

1、对于特重冰区特高压输电线路，往往途经高海拔、大高差地区，地形较以往更加恶劣，导线电晕可听噪声和无线电干扰等电磁环境问题也尤为突出。近年来，国内冬季输电线路断线、导地线间闪络等故障频发。根据故障分析，主要原因是重覆冰。

2、由于覆冰量级、脱冰跳跃、无线电干扰、可听噪声、电晕等因素，平原轻冰区地区的塔头设计已无法满足高海拔、重冰区地区输电线路塔头设计要求。随着近年特高压输电线路增多，此现象已不可忽视。

3、因此，需要一种改进的塔头设计来有效解决高海拔重冰区存在的电磁环境、脱冰跳跃、电晕等问题，提高输电线路在高海拔重冰区的安全性，为构建“坚强电网”和新型电力系统提供技术支撑。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法，有效解决高海拔重冰区存在的电磁环境、脱冰跳跃、电晕等问题，提高输电线路在高海拔重冰区的安全性；

2、本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

3、一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法，具体包括以下步骤：

4、步骤s1:根据电气间隙控制，选取最小塔头尺寸；

5、步骤s2:根据电磁环境要求，计算相间距，并使得在满足可听噪声、无线电干扰限值时相间距趋于最小；

6、步骤s3:确定水平排列的导线线间距离，使得塔头相间距不小于水平排列的导线线间距离；

7、步骤s4:在脱冰条件下，确定的地线支架高度；

8、步骤s5:计算不同地线表面最大电场强度em和电晕临界电场强度e0,推算最小地线支架高度；

9、步骤s6:选择满足要求的最小地线支架高度；

10、步骤s7:确定档距中央导线与地线之间的距离。

11、在一些可能的实施方式中，所述步骤s2具体是指：

12、通过塔头相间距与导线对地距离多组合，计算导线表面最大电场强度、无线电干扰、可听噪声、导线表面最大电场强度和电晕临界电场强度之比的电磁环境，得出相间距的取值；

13、在满足可听噪声、无线电干扰限值时，选取最小相间距的取值。

14、在一些可能的实施方式中，所述步骤s2中可听噪声的计算方法为，

15、lw.i＝-177.6+120lg(gmaxi)+26.4lg(n)+55lg(d)；

16、其中，gmaxi为导线表面最大电位梯度有效值；

17、d为导线直径；

18、n为导线分裂数；

19、lw.i为第i相导线单位长度可听噪声的a计权声功率级。

20、在一些可能的实施方式中，所述无线电干扰计算方法为：

21、γ＝55-576.5/gmaxi+42.4lg(2r)-0.714lg(n)；

22、其中，γ为激发函数；

23、n为导线分裂数，有效范围为4～12；

24、r为导线半径，有效范围为2.4cm～4cm。

25、在一些可能的实施方式中，所述步骤s5中计算不同地线表面最大电场强度em具体是指：采用markt and mende l法、success ive images法、simu l ator charges法或moment methods法计算不同地线表面最大电场强度em。

26、在一些可能的实施方式中，所述步骤s5中计算电晕临界电场强度e0，具体是指：

27、

28、其中，e0为电线电晕临界电场强度；

29、m为导线表面系数；

30、σ为相对空气密度；

31、r为导线半径；

32、p为气压；

33、t为气温。

34、在一些可能的实施方式中，所述步骤s4具体包括：

35、选取典型冰区典型耐张段进行建模；

36、进行脱冰跳跃计算；

37、根据脱冰跳跃计算结果，在满足静态接近距离和动态接近距离且兼顾导地线水平偏移值时，确定的地线支架高度。

38、在一些可能的实施方式中，根据地线对导线的保护角、导地线水平位移多组合，选择满足要求的最小地线支架高度。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果：

40、本发明有效解决高海拔重冰区存在的电磁环境、脱冰跳跃、电晕等问题，提高输电线路在高海拔重冰区的安全性，为新型电力系统提供技术支撑。

技术特征：

1.一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法，其特征在于，所述步骤s2具体是指：通过塔头相间距与导线对地距离多组合，计算导线表面最大电场强度、无线电干扰、可听噪声、导线表面最大电场强度和电晕临界电场强度之比的电磁环境，得出相间距的取值；并使得取值在满足可听噪声、无线电干扰限值时趋于最小。

3.根据权利要求2所述的一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法，其特征在于，所述步骤s2中可听噪声的计算方法为，

4.根据权利要求3所述的一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法，其特征在于，所述步骤s2中无线电干扰计算方法为：

5.根据权利要求1所述的一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法，其特征在于，所述步骤s5中计算不同地线表面最大电场强度em具体是指：采用markt and mendel法、successive images法、simulator charges法或moment methods法计算不同地线表面最大电场强度em。

6.根据权利要求5所述的一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法，其特征在于，所述步骤s5中计算电晕临界电场强度e0，具体是指：

7.根据权利要求1所述的一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括：

8.根据权利要求6所述的一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法，其特征在于，根据地线对导线的保护角、导地线水平位移多组合，选择满足要求的最小地线支架高度。

技术总结
本发明涉及特高压输电线路塔头设计技术领域，具体公开了一种用于实现高海拔重冰区的塔头设计配置方法，具体包括以下步骤：步骤S1:根据电气间隙控制，选取最小塔头尺寸；步骤S2:计算相间距，并使得在满足可听噪声、无线电干扰限值时相间距趋于最小；步骤S3:确定水平排列的导线线间距离；步骤S4:在脱冰条件下，确定的地线支架高度；步骤S5:计算不同地线表面最大电场强度E<subgt;m</subgt;和电晕临界电场强度E<subgt;0</subgt;，推算最小地线支架高度；步骤S6:选择满足要求的最小地线支架高度；步骤S7:确定档距中央导线与地线之间的距离。本发明有效解决高海拔重冰区存在的电磁环境、脱冰跳跃、电晕等问题，提高输电线路在高海拔重冰区的安全性。

技术研发人员：马海木呷,罗鸣,刘炯,梁明,李鑫,黎亮,吴怡敏,马海云,胡全,黄兴,任炜,彭豪,安志勇,毛宇翔,鄢艺,刘璐,刘柯
受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/13