输电线路绝缘子及其连接金具的选择

                                           河北兴源工程建设监理有限公司许荣生

最大使用应力=计算拉断力×新线系数×40%÷导线截面积

年平均使用应力=计算拉断力×新线系数×年平均系数÷导线截面积

实际使用应力=计算拉断力×新线系数÷安全系数÷导线截面积

一、已知条件见下图

该图为JL/G1A-240/30导线35kV输电线路的双联耐复合绝缘子串组装图。根据GB/T 1170-2008国家标准《圆线同心绞架空导线》，JL/G1A-240/30的额定拉断力为75.19kN,由于线路导线上有接续管、耐张管、补修管，而使得导线的计算拉断力降低，故设计使用的导线保证计算拉断力为其实际额定拉断力95%；根据2009年5月编制的“河北省南部电力系统污秽区分布图”该线路处于Ⅳ级污秽区，其线路标称电压爬电比距为3.2~3.8cm/kV。试选择该线路的绝缘子及其连接金具，满足设计规范要求的机械强度及电气强度。

二、计算依据

1.《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010；

2. 《圆线同心绞架空导线》GB/T 1170-2008；

3.《110kV~750 kV架空输电线路设计规范》GB 50545-2010。

三、计算

1．导线最大使用张力

根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第5.2.3“导线或地线的最大使用张力不应大于绞线瞬时破坏张力的40%”的要求，JL/G1A-240/30的导线最大使用张力为

75.19kN×95%×40%=28.572kN。

2．绝缘子及连接金具的机械强度

根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第5.36.1

“绝缘子和金具的机械强度应按下式验算：kF式中k——机械强度安全系数，

表5.3.2绝缘子及金具的机械强度安全系数

绝缘子的额定破坏荷载为大于F>kF

2.1合成绝缘子的额定破坏机械强度的选择：

2.1.1在运行工况下的合成绝缘子的额定破坏机械强度计算

式中k=3,——在运行工况下的合成绝缘子的安全系数；

F=28.572kN/2=14.286 （kN）——运行情况设计荷载,

代入F>kF=3×14.286kN=85=42.858 kN,

选70 kN>42.858 kN，满足规范要求；

2.1.2断线工况下合成绝缘子的额定破坏机械强度的选择

根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第8.1.13“断线工况下，耐张型杆塔的地线张力应取地线最大使用张力的80%,导线张力应取导线最大使用张力的70%”。

断线工况下设计荷载F=28.572kN/2×70%=14.286=10 kN，

代入F>kF=1.8×10kN=18 kN,

选70 kN>18 kN，满足规范要求；

2.1.3断联工况下合成绝缘子的额定破坏机械强度的选择

断联工况下设计荷载F=28.572kN，

代入F>kF=1.5×28.572kN=42.858 kN,

选70 kN>42.858 kN，满足规范要求；

结论无论在任何工况下合成绝缘子的额定破坏机械强度选70 kN均符合设计规范的要求。

2.2连接金具的额定破坏机械强度的选择：

2.2.1  U型环、PH延长环、L型连扳的选择：

在运行工况下, 

该金具的设计荷载F=28.572kN, 

该金具额定破坏荷载为F>kF=2.5×28.572kN=71.43kN,

选金具额定破坏荷载为100 kN>71.43kN，符合设计规范的要求。

2.2.2在断联工况下,直角挂板、球头环、双联碗头的选择：

该金具的设计荷载F=28.572kN,

该金具额定破坏荷载为F>kF=1.5×28.572kN=42.858kN,

选金具额定破坏荷载为70 kN>42.858kN，符合设计规范的要求。

3．绝缘子电气强度计算

根据《110kV~750 kV架空输电线路设计规范》GB 50545-2010第7.0.7“复合绝缘子的爬距，在重污区不应小于盘型绝缘子最小要求值的3/4,且不应小于2.8cm/kV”,本线路处于Ⅳ级污秽区，其线路标称电压爬电比距为3.8cm/kV×0.75=2.85 cm/kV，其爬距不小于：

2.85 cm/kV×35Kv=99.75 cm

计算结果见下表：