0  概述

    《國家電網公司輸變電工程典型設計10 kV架空線路分冊》（以下簡稱《典設》）在編制時，對國網系統內各個省份的氣象條件進行了梳理歸并，選取了A、B、C三個氣象區。《典設》2006年版、2013年版和2016年版使用并延用了A、B、C三個氣象區的方案。

    在A、B、C三種氣象區基礎上，為便于橫擔結構尺寸的統一、轉角桿型的精簡，《典設》針對不同氣象區，導線采用了不同的安全系數。

1  氣象區歸并

    《DL/T 5220-2005 10 kV及以下架空配電線路設計技術規程》（以下簡稱《規程5220》）中附錄A是全國九類典型氣象區，詳見表1。

    九類氣象區對10 kV配網設計顯得過于復雜，《典設》編制組對國網系統內各個省份的氣象條件進行了調研匯總，得到各個省份的最大風速、最低氣溫、覆冰厚度。詳見表2。

    通過對各省最大風速、最低氣溫、覆冰厚度等氣象資料詳細分析，并結合實際設計經驗，編制組認為《典設》擬采用的氣象區應當在《規程5220》Ⅰ～Ⅸ類典型氣象區的基礎上進行合理歸并，并將不具代表性的氣象區去除，使得歸并后的氣象區更加精簡，同時又不失普遍性和適用性，這將為桿型設計提供極大的便利。

    最終提出《典設》采用A、B、C三種氣象區，詳見表3。超出A、B、C三個氣象區的情況，應對《典設》桿塔校核，確保滿足要求后使用。

2  導線安全系數設定

2.1  各氣象區導線弧垂特性分析

    A氣象區風速大，覆冰厚度小；B、C氣象區風速小，覆冰厚度大。以JKLYJ-10/240導線為例，在同等安全系數情況下A、B、C三個氣象區的導線弧垂特性，詳見表4、表5、表6。

    通過上表可見：在同等安全系數情況下，B、C氣象區的導線弧垂比A氣象區大，這將會導致B、C氣象區的導線線間距離會比A氣象區大，導致橫擔規格不同。為達到《典設》歸并、統一、精簡的設計要求，加大A氣象區的導線安全系數，增加A氣象區的導線弧垂，詳見表7。

    調整后A、B、C三種氣象區的弧垂趨于一致，使得三種氣象區的橫擔尺寸變得統一，有利于桿（塔）型歸并。

2.2  轉角桿受力分析

    10 kV架空線路轉角桿的受力取決于電桿的桿身風荷載、導線的風荷載及導線的線條張力，電桿的根部彎矩則由桿身風荷載、導線風荷載及導線線條張力各自產生的彎矩疊加而成。

    若A、B、C三種氣象區采用同樣的導線安全系數，導線線條張力產生的彎矩相同，而由于A氣象區風速高于B、C氣象區，相應的A氣象區的導線風荷載比B、C氣象區大，因此A氣象區轉角桿的根部彎矩必定大于B、C氣象區，這就需要為A類氣象區特別設計一套轉角桿型。

    如果將A類氣象區導線的安全系數適當增大，A氣象區導線線條張力產生的彎矩則小于B、C氣象區，但由于A氣象區的導線風荷載大于B、C氣象區，就使得A、B、C三個氣象區電桿的根部彎矩趨于平衡，便于各氣象區轉角桿型的統一歸并。

2.3  “一桿多用”桿型設計原則的需求

    “一桿多用”是《典設》的基本原則，是指每一種桿型均能適用于A、B、C三類氣象區的多種外荷載。

    將A類氣象區導線的安全系數適當增大，不僅僅體現在便于各氣象區橫擔尺寸的統一，更主要的作用是使得轉角桿的根部彎矩在A、B、C三種氣象區都趨于平衡，使得每一種轉角桿均能適用于三種氣象區，同時典設讓每種桿型在同一氣象區均能適用于多種外荷載形式（如：一種桿型既能用于雙回路線路的較小轉角度數，又能適用于單回路線路較大轉角度數），這樣，每一種轉角桿就能適用于A、B、C三類氣象區多種外荷載，很好地貫徹了“一桿多用”的設計原則。

    正是基于“一桿多用”的桿型設計原則，桿型的數量得到了大量的精簡，典設不需要針對每一種氣象區設計多個桿型，而是通過計算將適用于一個氣象區的為數不多的桿型覆蓋至A、B、C三個氣象區。

2.4  導線安全系數取值表

    基于上述論證分析，典設給出了不同氣象區下的10 kV導線安全系數，詳見表8。

3  總結

    氣象區的歸并及導線安全系數的設定是典設編制的核心內容，在此基礎之上的桿頭和桿型的設計變得簡潔、清晰，同時適用性強，覆蓋面廣，《典設》已成為指導國網系統架空配電線路建設的重要技術標準。

作者信息:

宗  強1，龐明遠2

（1.南通電力設計院有限公司，江蘇 南通 226000；

2.國網甘肅省電力公司經濟技術研究院，甘肅 蘭州 730050）