1、 iec標準解讀架空線路設計原則（60826）目錄4概述14.1目標14.2系統設計24.3系統可靠性25主要設計原則35.1方法35.1.1可靠性要求45.1.2穩定性要求65.1.3安全性要求65.2氣象荷載強度要求65.2.1極限荷載65.2.2系統設計要求75.2.3每個元件的設計公式86荷載96.1簡述96.2氣象荷載之風和相關溫度96.2.1使用范圍：96.2.2地表粗糙度96.2.3參考風速 vr106.2.4風速和溫度的組合136.2.5風對線路元器件的作用136.2.6線路元器件風荷載的估算146.3氣象荷載，無風冰荷載186.3.1簡述186.3.2冰數據186.3.3通過

2、氣象數據分析方法估算年最大冰荷載196.3.4參考極限冰荷載206.3.5結冰溫度226.3.6桿塔的冰荷載226.4氣候荷載，風和冰的聯合荷載236.4.1聯合的概率-主要原則236.4.2冰荷載的確定256.4.3風和覆冰同時發生時溫度的確定256.4.4覆冰條件下風速的確定256.4.5覆冰導線的拉拽系數266.4.6桿塔荷載的確定276.5建設和維護荷載（安全荷載）286.5.1概述286.5.2桿塔的建設286.5.3建設中吊線和掛線296.5.4維護荷載306.6用于故障工況下的荷載306.6.1概述306.6.2安全要求316.6.3安全相關的荷載扭轉、縱向和附加的安全方法317

3、元件的強度和極限狀態327.1概述327.2元件強度的通用公式337.2.1強度系數值n337.2.2對應于強度配合的強度因數347.3元件計算的相關數據357.3.1線路元件的極限狀態357.3.2線路元件的強度數據367.3.3桿塔的設計強度377.3.4基礎設計強度387.3.5導線和地線設計原則387.3.6絕緣子串設計原則394概述4.1目標標準要實現下面兩個目標a)標準給出了基礎線路可靠性概念的架空線設計原則，基于可靠性的方法特別適合于重要的氣象和強度數據可以獲得的地區。這種方法同樣也適用于要耐受特定的氣象荷載，氣象荷載的數據是從經驗或從已經安全運行了很長時間的線路的標準中獲取的情

4、況。在這些情況中，線路元件間的設計一致性可以得到，但是實際可靠性水平可能不知道，特別是對于之前的線路故障沒有數據或經驗時。需要說明的是這里的設計標準不能夠構成一個完整的設計手冊。然而，標準中給出了如何提高線路的可靠性，如何去調整單個元件的強度來實現他們之間的強度配合。標準還給出了最低安全要求來保護人員不受傷害，以及確定了一個可以接受的安全運行水平（安全和經濟設計）b)它通過可靠性的概念以及概率和部分概率的方法為線路設計的國家標準提供了一個框架。國家標準中需要建立用于本標準的氣象數據以及各個國家的具體的氣象數據。設計標準適用于新線路條件，然而線路會隨著時間而老化和損失強度。由于老化而產生的強度的

5、減少值很難得到，因為它不僅各個元件之間不一樣，而且還取決于材料類型，生產過程和環境的影響。這個問題目前也正在研究。標準中提出了具體的要求，在附錄a和c中給出了額外的非正式的數據和解釋。4.2系統設計該方法是基于把要設計的線路作為一個由桿塔、基礎、導線、絕緣子構成的系統的概念。這種方法使設計者能夠將元件強度與系統進行配合，同時認識到傳輸線是由一系列元件組成而每個元件的故障都有可能導致電能傳輸能力的喪失。希望這種方法能夠實現總體上的經濟設計同時又沒有不協調的情況。由該系統設計方法的結果可以知道線路可靠性是由最不可靠的元件控制的。架空傳輸線可以分為四個主要元件，如表1所示。然后每個元件有可以分成幾個

6、部分。4.3系統可靠性設計標準的目標是為了設計可靠安全的線路。線路的可靠性是通過設計線路元件的強度要求大于在特殊天氣時造成的負載來實現的。標準中會對氣候荷載詳細說明并且提出計算他們給輸電電路帶來的影響的方法。然而，還需要認識到設計過程中沒有提到其他條件也可能發生并由可能造成線路的故障，如物體的影響，材料的缺陷等。標準中提到的一些方法，使線路能夠有足夠的強度來減少損傷以及擴大事故的發生。5主要設計原則5.1方法表2中總結處了設計輸電線路元件的推薦的方法。也可以描述如下：a)收集初步的線路設計數據和氣象數據說明：在一些國家，在其國標中給出了諸如50年重現周期設計風速。b1）依據極限荷載的重現周期選

7、擇可靠性等級說明：一些國家標準或實際原則中有時會提出一些直接的或間接的設計要求可能會約束提供給設計者的選擇。b2）選擇穩定性要求b3）列出由強制性規則和建設和維護荷載提出的安全性要求。c)依據選擇的極限荷載的重現周期計算氣候變量d1)計算元件的氣象極限荷載d2)依據穩定性要求計算荷載d3)依據施工和維護中的安全要求來計算荷載e）確定線路元件間的合適的強度配合f）選擇用于荷載和強度公式中的合適的荷載和強度因數g)計算元件的特征強度h)設計有上面強度要求的線路元件。標準對bg進行了詳細說明，a和h不在標準范圍之內。5.1.1可靠性要求5.1.1.1可靠性等級（氣候相關的荷載）可靠性要求目的是確定線

8、路可以耐受確定的氣象極限荷載（重現周期t下的風，冰，冰和風）以及從系統的計劃生命周期內發生這些氣象事件時得到的荷載，同時要確保在這些氣象條件下運行的連續性。 輸電電路設計有不同的可靠性等級。標準中把參考可靠性水平定義為氣象條件的重現周期為50年以及強度的排除極限為10%（用于選作最低可靠性的元件）。參考可靠性水平一般認為是可以實現運行和安全持續性的可接受的可靠性水平。排除極限re，如果強度有e%的概率不能實現則稱re為線路的排除極限。re的值與強度的概率密度函數相關。通常排除極限這樣來取值，就是讓大多數的試驗元件荷載等于標稱強度時都可以通過試驗，不能夠通過的元件的百分比就是排除極限。可以通過增

9、加氣象條件的重現周期來提高線路的可靠性水平。線路更高的可靠性水平可以通過線路在網絡中的重要性來進行校驗。標準中提出了三個可靠性等級，認為這三個等級包含了大多數輸電線路的可靠性范圍。表1中按照重現周期來描述了可靠性水平。對于臨時線路，一些木質桿或重要性等級要求不高的線路，可能取25年的重現周期比較合適。表1 傳輸線的可靠性水平可靠性水平123氣象重現周期t50150500說明：一些國家標準或實際原則中有時會提出一些直接的或間接的設計要求可能會約束提供給設計者的選擇。重現周期介于50-500年之間的如100、200、400年根據當地的實際情況也可以考慮使用。5.1.1.2年可靠性的估計值荷載q和強

10、度r 都是隨機變量，如果知道r和q的統計函數知道的話就可以進行可靠性計算。線路可靠的條件是荷載小于線路的耐受強度，可以用下面的公式來表示年可靠性=1-年故障概率=1-0+f(q)×f(r)×dq其中:f(q) 為荷載概率密度函數f(r) 是強度r的分布函數說明：分布函數是概率密度函數的積分。f(r)=-+f(r)×dr當超過90%概率（排除極限時10%）的特征強度設置成與荷載qt(重現周期為t)相等時,各種概率的組合會致使理論上年最小可靠性大約為1-1/2t。當輸入的荷載和強度的數據不夠精確時實際的可靠可能并不是這么多。在后面的情況中，絕對可靠性可能并不知道，但是

11、當線路的參數與參考值有可比性時，可以計算出相應的可靠性數值。5.1.2穩定性要求穩定性要求是依據特殊的荷載和測量來減少不可控的嚴重故障的風險。這些方法在6.6中進行了詳細的討論。說明：一些穩定性方法可以提高耐受不平衡冰荷載的可靠性。5.1.3安全性要求安全性要求包括那些線路要進行針對性設計的特殊荷載，來確保建設和維護工作不會對人身造成危害，6.5中進行了詳細討論。5.2氣象荷載強度要求5.2.1極限荷載與氣象相關的荷載是隨機變量。考慮三種與氣象相關的荷載情況：風，冰，冰和風同時作用。當冰或風的統計數據可以獲得時，就可以計算選擇的重現周期下和指定qt下每個線路元件的氣象荷載。在計算過程中，線路的

12、空間范圍和計算的方向要考慮進去。需要說明地震等極端氣象條件沒有考慮在內。在目前的標準中，荷載qt稱作重現周期為t的系統極限荷載。在對每個元件的計算過程中，需要對下面的條件進行檢查：設計極限荷載<設計強度或者更精確表達為：荷載因數×極限荷載的影響qt < 強度因數×特征強度rc提出的方法中，氣象極限荷載qt用于設計兒不需要外加荷載因數，因此，取1。因此前面的公式變為：極限荷載的影響qt <×rc6.2-6.4中詳細介紹了qt下面這個公式用來計算每個元件特征強度rc的最小值為了讓其能夠耐受極限荷載rc>極限荷載的影響qt/qt可以通過對氣象數據

13、的統計分析得到。在一些國家標準中，規定了參考氣象變量（經常是50年的重現周期）在某些情況下，任何重現周期下的氣象變量都可以用50年重現周期參考變量乘以表2中給出的荷載因數t來估算。表2 荷載因數t，用來調整重現周期不是50年的荷載說明：上面的t已經足夠精確對于cov到0.16的風速，0.30的冰厚以及0.65的單位冰重，它是從gunbel分布函數中獲得的。5.2.2系統設計要求三種設計條件需要考慮，可靠性，穩定性和安全性。表3中總結了荷載的內容、性能要求和各種條件下的極限狀態。表3 系統設計要求條件/要求荷載類型性能要求相應的極限狀態可靠性由于風、冰、風和冰產生的氣象荷載，重現周期為t確保可靠

14、和安全的電力傳輸能力損傷極限穩定性扭轉、垂直和縱向荷載減少發生不可控制的擴大故障的概率（故障工況下）故障極限安全性建設和維護荷載確保安全建設和維護條件損傷極限5.2.3每個元件的設計公式當設計單個元件時公式“極限荷載的影響qt <×rc ”可以擴展成：u×極限荷載的影響qt <r×rc u是使用系數因子，它是從使用系數u 的分布函數中得來的，它表達了有效的（實際的）與設計（原始）條件之間的關系。使用因數u是一個隨機變量，它的值等于由于氣象原因作用于元件的有效極限荷載（實際線路條件）與同樣氣象條件下元件的設計極限荷載的比值。引入u是因為元件都是成組設計而

15、不是一個一個來設計。然而，由于元件經常在還沒有知道具體的實際線路參數之前就進行了設計，所以對于新線路取u=1是可取的。說明：這是等價于考慮設計是受線路最大檔距影響。還要說明的是這種簡化會對可靠性有一定積極的影響。然而，u對可靠性的影響可以充分考慮使用系數全部已知的現有線路。rc是特征強度。它的取值要保證新元件處于合適的狀態，通常取90%98%的概率，它的值也叫做安全強度，最小強度，最小故障荷載。當不規定或計算時，rc的排除極限可以保守地取10%（典型取值通常在2%-10%）。通常認為線路元件像所有結構元件一樣會隨著時間老化，產生強度的減小。隨時間強度減小的限制沒有包含在本標準中，這里提到的可靠

16、性數值都是基于新線路條件。往往標準中只給出了故障元件的單個額定值，而前面提到的方法要求考慮兩種極限，損傷極限和故障極限。如果關于rc的損傷極限沒有在標準中規定，表14和17可用來得到這些數值。r 是用于設計元件的總體強度因數。它考慮了：a） 系統特點在任何單一氣象事件發生時承受極限荷載qt的元件的數量（n）（n）元件之間的強度配合（s）b)元件的特點在出廠試驗和安裝過程中元件質量的差異q實際的排除極限和假設的e=10%之間的差值c所有因數是相互獨立的所以有：6荷載6.1簡述荷載分為以下幾類：a）氣象荷載，包括風荷載，有冰無風和有冰有風三種情況a）建設和維護要求的荷載c）故障工況下荷載6.2氣象

17、荷載之風和相關溫度6.2.1使用范圍： a.檔距，在200m800m，大于800米時可選擇800的系數，小于200米時可選擇200的系數。 b.桿塔高度，小于60米。大于60m時也可以遵循同樣的原則進行設計，但是計算出來的風的結果需要進行校核。 c.海拔，不超過1300米，高于它時需要有專門的研究結果 d.地形，地形特征不能嚴重影響風的形態。 龍卷風，山體滑坡等極限條件沒有考慮在內6.2.2地表粗糙度 表4 地形分類地形類型地形特征 轉換系數 a 廣闊的水域或平坦的沿海地區 1.08 b 只有少量障礙物的空曠野外，如機場或少量數目和建筑的耕地 1.00 c 有很多低矮障礙物的地區，如圍欄，樹木

18、，房屋 0.85 d 近郊地區或有很多高大樹木的地區 0.67 注意： 1. kr為各種地形下風速的轉換系數，以b類型為基準。 2. 當地形介于兩種類型之間時，保險起見取更平滑類型。 3. 當線路沿著峽谷時，始終選擇c型 6.2.3參考風速 vr選取方法：通常是在10m高，平均周期10分鐘，b地形條件的氣象站獲得，記為 vrb當測量的高度，時間，地形與標準條件不一樣時，轉換方法如下： a. 高度不同 z為高度b. .地形不同 x表示地形類型c. c.時間不同的值見下圖梯度風速 vg的確定 梯度風速指距離地面800m-1000m的風速。 當氣象站離線路非常遠時，可利用梯度風速來估算設計風速。 式

19、中：vg年最大梯度風速的平均值vm（b）b地形，10m高的年最大風速平均值vg通常從國家氣象機構獲得設計參考風速 vr計算方法：由年最大風速平均值計算得來，計算公式為： vr設計參考風速vm年最大風速平均值標準差t重現周期c1、c2由觀測年限決定c1、c2的取值，見下表vr/vm取值，見下表vx是變化系數，歐洲的一些國家取0.12注意：上面用到的各種風速認為是在大氣溫度為日最低氣溫的平均值下得到的。或者認為是50年重現期的年最低氣溫加上15度得到的。 平均日最低氣溫可以通過分析線路附近氣象站的溫度記錄來獲取。 減弱的風（reduced wind） 減弱的風風速考慮發生在50年重現期或發生概率為

20、2%的年最低氣溫下。 計算公式：0.6*vr 6.2.4風速和溫度的組合 通常認為最大風不發生在最低氣溫下，所以，通常只考慮兩種情況： 1. 大風，發生在平均日最低氣溫下 2.減弱的風，發生在一定重現期的年最低氣溫下 需要說明的是線路設計并不總是有減弱的風和最低氣溫的組合控制，只有在檔距在200m以下時，或溫度-30度以下，或者終端塔時才著重考慮 6.2.5風對線路元器件的作用由于風對線路元件（導線，絕緣子，桿塔的所有部分）的吹動產生的單位作用的特征值a（n/m2） a=q0cxg q0 為動態參考風壓（n/m2或pa），它是由參考風速vr通過地表粗糙度校驗得來的。 q0=12krvrb2 （

21、vrb單位m/s，q0單位n/m2） 單位體積的空氣量，在15度，101.3kpa下取1.225kg/m3 空氣密度校正系數，當限制風速需要進行海拔校正或者溫度偏離150很多時，它的取值見表5，其他情況下去1.0。 cx 為拉拽系數，取決于元件的形狀和表面特性。 g 聯合風系數，考慮了元件離地表高度、地形、陣風和動態反應（元件作用）的影響。在導線荷載的情況下，該系數要分成為兩個系數gl和 gc。對于每個線路元件這些參數都應該分開考慮。表5 基于海拔和溫度的動態參考風壓q0的校正系數 6.2.6線路元器件風荷載的估算 6.2.6.1導線風荷載 ac（n） 計算公式： 式中： q0動態參考風壓cx

22、c導線牽引系數，對于標準導線和風速取1,通過直接測量或風漩渦試驗得到的值也可以使用。gc導線聯合風系數gl檔距因數d導線直徑，單位米l水平檔距風向和導線的夾角導線高度認為是在導線弧垂的下三分之一處（懸掛點減去三分之二弧垂），當對桿塔進行計算時，認為高度取導線與桿塔連接點的高度，這種假設是保守的，它補償了掛在桿塔頂端的地線增加的高度。6.2.6.2風對導線張力的影響 風會導致導線機械應力的增加，可以用標準的弧垂-張力方法進行計算。 如果一系列的檔距由耐張絕緣子隔開，控制檔距就需要引入到張力計算中，控制檔距是假設所有的檔距遭受同樣的風壓，這種假設是很保守的，所以當檔距很多或絕緣子串較長時，輔以實際

23、經驗，可以對公式中計算得到的風荷載進行減少，但最多不能減少超過40%，地線風壓不能減少。 6.2.6.3絕緣子串風荷載 風對絕緣子的荷載由兩部分組成，一部分是通過導線傳過來的風對導線的荷載，另一部分是風壓直接作用于絕緣子串的荷載。 風壓直接作用荷載ai式中： q0動態參考風壓cxi牽引系數，取1.20gt聯合風系數，高度取絕緣子串重心的離地高度si絕緣子串水平地投影到與絕緣子軸線平行的豎直面上的面積，為保險起見，對于多聯絕緣子串可以取所有絕緣子投影面積之和6.2.6.4桿塔的風荷載 桿塔的風荷載包括有導線和絕緣子傳遞過來的荷載以及風直接作用于桿塔的荷載這里給出了兩種桿塔類型風對桿塔荷載的計算例

24、子，格構塔和帶有圓柱形元件的塔，然而，這種方法也可以用于其他類型塔中 6.2.6.4.1矩形橫截面的格構塔計算中要把格構塔分割成多個單元來計算，每個單元的高度一般取在腿和桿塔的交叉點間。對于矩形或方形橫截面的格構塔，風荷載at，單位n，沿著風的方向作用于單元的重心，計算公式為：6.2.6.4.2大直徑圓柱形部件塔風荷載atc，單位n，沿著風的方向作用于單元的重心，計算公式為：6.3氣象荷載，無風冰荷載6.3.1簡述導線的冰荷載包括多種，主要分為兩類：沉淀結冰和云中結冰。沉淀結冰主要包括凍雨，濕雪沉淀，干雪沉淀云中結冰是指云中溫度很低的雨滴，遇到物體后迅速結冰。如位于云層以上的山上的線路結冰的情

25、況。云中結冰主要包括：軟霧凇，霜淞和結晶冰在有些地區，可能兩種冰荷載都存在，兩種情況分開來考慮，如果兩種冰對設計荷載造成的影響差別很大，往往不重要的會被略去，只考慮影響大的那種冰荷載。這一節只考慮有冰的情況，不考慮風的存在。6.3.2冰數據冰荷載有兩種表達方式，一種是導線單位長的覆冰重量g，單位n/m；另一種是導地線徑向的覆冰厚度t，單位mm，兩者間的轉換公式為:其中：g為導線單位長的覆冰重量n/m 為冰密度kg/m3t為導地線徑向的覆冰厚度，認為在導線周圍是均勻的，mmd為導線直徑m如果，公式變為如果t和d單位都用mm，公式變為g的單位是n/m現場的地形條件對結冰有很大的影響。設計中，最理想

26、的情況是能從要假設線路附近的氣象站獲得覆冰數據，但往往不具備這種條件，就需要借助于已有線路的運行經驗數據。6.3.3通過氣象數據分析方法估算年最大冰荷載氣象分析模型可用來計算一定年份的年最大冰荷載。用于數據統計方法的數據可以通過分析20年來的天氣和氣候數據以及最少5年的線路觀測數據來獲得。用來確認和調整預測模型的線路現場的信息可以從已有輸電線和配電線的運行經驗，暴風雪現場的實際觀測以及從覆冰對植被的影響中獲取。這樣一個預測模型可能很簡單也可能很復雜，取決于覆冰嚴重程度，地形，當地氣候條件以及數據采集站的個數。模型分析得到的記過用來得到年最大覆冰的平均值g，和標準差g如果可以取得10年以上的年最

27、大冰荷載的記錄，平均值g可以通過這些數據直接計算得到，標準差g可以按下表計算或估算得到只要可以得到一定年份的冰荷載最大值gmax，那么g應當取0.45gmax，標準差g取0.5 g6.3.4參考極限冰荷載6.3.4.1基于統計數據把gr和tr記為選擇重現周期t下的參考極限冰荷載gr和tr可以通過對直接測量、覆冰模型或二者結合的方法得到的數據進行分析來獲得下面分析中都是以gr作為變量，它和tr之間可以通過公式（）來轉換如果數據測量是在標準條件（導線直徑30mm，高度10m）下進行的，則不需要對數據進行調整，如果不是在標準條件下進行的，則得到的gr需要再乘以直徑系數kd和高度系數kh。kd的數值如

28、下圖：對于兩種類型的覆冰，當kdxg大于100n/m時，kd的值就不再增加。如果g大于100n/m并且d大于30mm, kd取1.kh描述了g隨導線高度變化的情況，其值如下表為了簡化，通常認為相同檔距下導線和地線的值相同kd和kh的值也可以用下面的公式來進行估算對于云中結冰：對沉淀結冰：上面沉淀結冰中kh的值是由一個簡單的覆冰模型得來的，該覆冰模型的條件為10m高25km/h風速和水滴下落速度5m/s6.3.4.2基于運行數據當覆冰數據和可靠的覆冰模型無法建立時，唯一的辦法就是要依靠基于導線冰荷載觀測以及故障事故總結歸納的運行經驗。在這兩種情況下，冰荷載的重現周期和線路可靠性水平都不知道。另外

29、：覆冰對架構的影響也要考慮覆冰增加了結構的垂直負載，可能會成為基礎和一些桿塔部件設計的控制冰重可以通過桿塔部件的幾何結構以及相應的覆冰厚度來進行進算。或者借助于下表進行估算6.3.5結冰溫度覆冰條件下的溫度宜取-50c6.3.6桿塔的冰荷載在確定桿塔的荷載的時候應當考慮導線三種不同的結冰情況。這三種情況是最重要的，也包括了可能發生的大部分結冰情況。1）均勻冰，重力情況2）不均勻冰，縱向和橫向彎曲情況3）不均勻冰，扭轉情況6.3.6.1荷載情況描述在對不同荷載情況進行描述時，冰荷載的值是作為參考設計冰荷載的函數。要知道由于當地地形的影響，一條線路不同檔距的可能不同，呈現出 不均勻的情況。我們的目

30、標是要提出典型的荷載情況來達到計算導線張力的目的，并作為已知的發生的冰荷載的典型情況。當計算來自導線的對桿塔的荷載時，絕緣子的搖擺，桿塔和基礎的偏移和旋轉以及與其他線路的相互作用都要考慮進去。6.3.6.2非均勻冰最大冰重條件假設導線最大非均勻冰荷載發生在導線冰荷載等于才考極限冰荷載時，每單位長度導線的全部荷載=w+，w是導線單位長度的自重6.3.6.3導線和地線的非均勻冰相鄰的檔距不均勻的冰積聚或脫落時會導致桿塔上產生嚴重不平衡的縱向荷載。不平衡的冰荷載會產生在結冰的過程或脫落的過程中。非均勻冰的推薦配置參考表6，桿塔類型見圖12：圖12 典型的桿塔類型注意：對于多回線路，遭受非均勻冰荷載的

31、相數可能不同，但不能少于雙回線路。表6 非均勻冰荷載情況桿塔的類型縱向彎曲情況橫向彎曲情況扭轉情況左檔距右檔距左檔距右檔距左檔距右檔距單回路xyabcxyabcxyabcxyabcxyabcxyabc雙回路xabcdefxabcdefxabcdefxabcdefxabcdefxabcdef說明：表中，字母abcdef代表導線和檔距承受荷載為0.7gr,字母abcdef代表導線和檔距承受荷載為0.4x0.7 gr，系數0.7和0.4是推薦系數，根據經驗證實過的其他系數也可以采用。當導線所處的環境隨檔距不同而變化時，不平衡荷載會比前面描述的要大，這種情況需要考慮進去。在計算由于不平衡冰荷載而產生的

32、對桿塔的徑向荷載時，結構和絕緣子的彈性需要考慮進去在計算徑向力時。簡化條件是可以允許的只要他們計算出保守的結果。當ohl特殊段處于在嚴重的云中冰下，相鄰檔距遭受不同程度的含水分的風吹，可以考慮桿塔的一邊為最大冰荷載，另一邊為裸導線。6.4氣候荷載，風和冰的聯合荷載風和冰的聯合荷載是指風作用于覆冰導線。風對覆冰桿塔的作用和風對覆冰絕緣子的作用必要的話可以采用類似的方法來處理，著重考慮拉拽系數。6.4.1聯合的概率-主要原則風對覆冰導線的作用包括至少三個變量：結冰時的風速，冰重和冰的形狀（拉拽系數的影響）。這些會導致同時橫向和縱向的荷載。理想地，導線覆冰期間的風速的統計數據應當用來計算冰和風的聯合

33、荷載依據選擇的可靠性水平。由于一般情況下很難獲得冰重，冰的形狀和同時的風的詳細數據和觀測結果，提出了將這些變量聯合起來，這樣負載的組合會與各個可靠性水平具有同樣的重現周期t。假定最大荷載最可能發生在三個變量的組合中至少有一個變量取最大值的情況下（或者風速，冰重或冰的形狀），提出了一個簡化的方法：將一個變量的低值與另外兩個變量的最大值進行組合。這種簡化等于是將重現周期為t的變量與其他所有變量的年平均值聯系起來。見表7表7 冰和風荷載組合的重現周期可靠性等級重現周期較低發生概率的變量重現周期剩余變量的重現周期15050年最大平均值2150150年最大平均值3500500年最大平均值風和冰荷載結合的

34、情況荷載情況冰重風速有效拉拽系數密度情況1glvihcih1情況2ghvilcih1情況3ghvihcil2大值是指年最大值的平均值，低值是指對應重現周期t的值。覆冰種類的不同冰的密度也不同，推薦低密度冰與高可能拉拽系數組合，反之亦然。通常，低概率拉拽系數與大概率冰和大概率風的組合不會造成最壞的負載情況，然而，如果之前的運行經驗和計算證實了這種組合可能造成最壞的負載情況，那么在設計時就得考慮這種組合。因此在這個標準中將會考慮兩種負載組合：低覆冰（重現期為t）和覆冰期間的年最大風速平均值，覆冰期間的低風速和年最大覆冰的平均值。低覆冰或風速（參考值）在前面章節里已經分開討論過了，這些要符合設計用的

35、重現周期。對于風速，要知道覆冰時要考慮的風數據是指呈現在導線上的風速，往往這時很難得到的，通常允許從年風速統計數據中推斷得到。6.4.2冰荷載的確定兩種主要的覆冰類型，沉淀結冰和云中結冰，需要單獨確定有風時的最大冰荷載。如果沒有風速和覆冰相結合的數據，可以假定gl=gr,和gh=0.4gr,如果風和覆冰結合的數據可以得到，統計的方法可以用來估算在選擇的重現周期或年最大平均風速下結合變量的值。6.4.3風和覆冰同時發生時溫度的確定對于所有的覆冰類型，考慮風和覆冰結合時的溫度都應該取-50c。6.4.4覆冰條件下風速的確定6.4.4.1凍雨（沉淀結冰）覆冰期間的風速可以通過對已知數據的計算來得到，

36、但當沒有數據時，按照下面的方法，參考風速要乘以衰減系數bi。，其中，bi的范圍認為對應于覆冰存在期間的參考風速（t=50,150或500年），其中，bi的范圍認為對應于覆冰期間的年最大平均風速上面公式中的給定值范圍代表了覆冰期間風速的典型值，而且考慮了覆冰期間很少出現的最大風速。當聯合的數據可以獲得時，風和冰負載的過程可以用來依照重現周期對每一種覆冰類型選擇一個合適的值。當風數據沒有和覆冰嚴格地關聯在一起時，需要借助于結冰期間且大氣溫度保持在00c以下記錄的年最大風速確定相應的最大風速（建議最大時間為72小時）6.4.4.2濕雪（沉淀結冰）基于當地氣象條件和經驗，風速vr的減少可以采取與凍雨類

37、似的方法（參考上一節），在沒有具體的經驗數據時，建議使用與凍雨相同的衰減系數。6.4.4.3干雪（沉淀結冰）在沒有關于干雪的具體數據時，采用與濕雪同樣的數據。6.4.4.4霜淞（云中結冰）在某些特定的地區，如在山頂，導線最大的霜雪覆冰往往發生在最大風速時，然而，在其他地區，最大冰往往發生在低于相應的荷載風速時。基本的氣象信息和地形信息用來估算沿著輸電線路發生沿著云中覆冰的概率，相應的數據應當用在計算中。否則，就用凍雨的給定值。6.4.5覆冰導線的拉拽系數只要可能，覆冰導線的拉拽系數都應當基于實際的測量值。在沒有數據時，表8給出了有效的拉拽系數和冰密度。表8-覆冰導線的拉拽系數濕雪干雪霜淞結晶冰

38、有效拉拽系數cih1.01.21.11.0相應的冰密度(kg/m3)600600900900有效的拉拽系數是對實際的覆冰形狀假定成圓柱形的一個乘積因子，見圖13.兩個證據可以證明覆冰導線拖拽系數的增加，一是由于不平衡直徑的影響，二是由于覆冰的實際形狀與假設的圓的光滑圓柱的差別。說明：導線均勻冰厚對應于最小的整體直徑，如最緊密的陰影區域。假定ci的值對于覆冰重現周期50、150、500年都是一樣的6.4.6桿塔荷載的確定6.4.6.1風對覆冰導線的的單位作用風水平或垂直吹向導線時，對覆冰導線的單位風作用計算公式為：根據不同的荷載情況，gc是導線聯合風系數，見6.2.6.1gl是檔距因數6.2.2

39、.1 是密度較正系數6.2.5.16.4.6.2桿塔的荷載風荷載和冰荷載結合的情況應當考慮他們同時產生的垂直荷載。由于風作用的水平檔距l和風向和導線的夾角的影響，荷載ac，單位n，的表達式如下：對于兩種推薦的負載情況，風對覆冰導線的作用為：情況1（覆冰期間最大冰荷載值結合平均年最大風速）說明：這兩種情況應該是最嚴重的在上面的公式中，dh和dl（m）是各種類型冰的等價圓柱形的直徑gl和gh=冰荷載（n/m）其中：是對應的冰的最大密度kg/m3是風向和導向的夾角當桿塔元件對于較低的導線對桿塔的垂直荷載很關鍵時，還應當考慮減少的垂直荷載和氣動升力存在的影響。建議單位長度的升力不超過覆冰導線單位長度拉

40、拽力50%。6.5建設和維護荷載（安全荷載）6.5.1概述建設和維護工作發生在當線路元件可能導致損傷或影響線路壽命時。這些工作應當規定要消除那些不必要的和臨時荷載，這些荷載可能要求對所有桿塔進行昂貴的加固，特別是在有冰的地區。國標中對于公共安全只有很少的安全規定和要求。另外，建設和維護荷載的情況將這個標準里作為推薦部分來進行闡述。系統這些負載下的應力不會超過破壞極限，桿塔的張力將通過實驗或者可靠的計算方法來進行校驗。6.5.2桿塔的建設所有提升點或所有元件的張力要用提出的建設方法帶來的靜態荷載的至少兩倍來進行校驗。如果施工控制的很好的話也可以用系數1.5。6.5.3建設中吊線和掛線6.5.3.

41、1導線張力張力的計算應該在允許吊線和掛線的最低溫度下進行計算。在計算結構荷載的過程中，推薦導線張力要至少兩倍于導線移動時的掛線張力，至少1.5倍于的導線就位時的掛線張力。6.5.3.2垂直荷載桿塔的額外負載應該從垂直的角度進行計算，利用6.5.3.1中導線的張力。荷載應在加在導線連接點或導線拉線點上（如果不同的話），還應當考慮所有可能的導線吊線順序在與任何負載的結合中，以及沒有負載在代表導線吊線順序的幾個桿塔點。6.5.3.3橫向負載角度結構要能夠承受由6.5.3.1中導線張力產生的橫向負載。盡管微風會發生在建設和維護的過程中，但是在計算中將其忽略。6.5.3.4臨時終端桿塔的縱向（和垂直）荷

42、載a)縱向荷載在吊線和掛線過程中作為終端的桿塔要能夠承受由6.5.3.1中掛線張力導致的縱向荷載在與任何負載的結合中，以及沒有負載在代表導線吊線順序的幾個桿塔點。b)垂直荷載如果這些結構通過臨時的拉線來加固以滿足要求的縱向張力，這些拉線將會增加連接點的垂直荷載，并且如果是與剛性塔連接的話要有足夠的預應力。因此有必要檢驗拉線的張力，而且要考慮加于連接點的垂直荷載。6.5.3.5懸掛桿塔的縱向荷載當導線在吊線滑輪時，桿塔將會承受一個縱向的荷載。該荷載的值等于相導線的單位重w（n/m）乘以上升過程中相鄰檔距最低點的差值（m）。該荷載多數情況下是可以忽略的，而且是遠小于6.6.3中的故障下荷載，除非有

43、特殊檔距需要證實結構可以承受至少兩倍的負荷。在施工過程中，如導線栓系的過程中，荷載全部加在了導線節點上，這個需要考慮進去。6.5.4維護荷載所有導線桿塔點要能夠耐受至少兩倍的裸導線垂直荷載的掛線張力。臨時靠近導線正常連接點的用于維修和現場線路施工的提升或張掛點要能夠耐受至少兩倍裸導線荷載的掛線張力。上面的荷載如果施工控制的好的話可以采用系數1.5不用2.維護時應當詳細說明提拉的安排以確保桿塔不要應力過度。所有的結構元件可能都會要求能夠桿塔起一個施工人員，也就是1500n的荷載垂直作用于中點處，通常與維護時的應力一并考慮。所有這些都是基于無風和施工允許的最低溫度下進行的。6.6用于故障工況下的荷

44、載6.6.1概述安全測量的目的是減小失控的擴大故障的發生，因為這種故障范圍可能會遠遠超過本故障段。下面將要詳細介紹的安全測量方法給出了最低安全要求和可能會用到的更高安全要求。6.6.3中描述的荷載給出了常見的格型結構減小連鎖故障的方法。這些要求是有已有的格型構筑物的運行經驗得到的，但是也是可以用于其他類型構筑物。使用不同類型構筑物和材料的運行經驗可以要求不同的或附加的可以取代上面說的那些要求的預防措施。這些荷載下的系統應力不會超過故障極限。6.6.2安全要求除非使用了特別的限制設備，否則6.6.3中提到的荷載都考慮大多數線路的最低要求。在需要提高安全性的情況下，（如非常重要的線路，跨河線路或重

45、冰區線路，）附加的方法或負載可以根據現場實際和過去的經驗來應用，6.6.3.3中列出了各種方法。6.6.3安全相關的荷載扭轉、縱向和附加的安全方法6.6.3.1扭轉荷載在任何一個地線或導線的連接點處，相應的由相鄰檔距的整條導線或地線張力釋放而產生的剩余靜態荷載（rsl）都會作用于它。rsl應當考慮在無風無冰掛線溫度下。直線桿塔的rsl應當按平均檔距進行計算，用于減輕因絕緣子串擺動而產生的荷載的金具裝配，結構、基礎。人造橫擔或人造桿塔的偏差和旋轉以及與其他相導線的相互作用都會影響該負載。rsl的值可能被特殊的裝置（例如線夾）限制，在這種情況下，最低安全要求應當進行相應的調整。在掛線時裸導線荷載要

46、作用于所有其他連接點。6.6.3.2縱向荷載縱向荷載要同時作用在于所有的連接點。它們應該等于由從同架構出來的同一個方向的左右檔距的裸導線的張力產生的不平衡荷載以及一個假想等于另外一個方向的所有絕緣子的重量w的過載。平均檔距應當與裸導線吊線張力同時考慮，并且所有6.6.3.1中提到的所有可能產生放松影響的因素都要考慮。另外一種方法是在連接點取50%的吊線張力。圖14.模擬的縱向導線荷載（單回路桿塔情況）6.6.3.3附加的安全辦法設計者可以通過采用表9中列出的要求來提高安全性表9 附加安全方法附加安全方法的描述說明在任何一個連接點處乘以1.5來提高rsl需要很高安全性的線路增加承受rsl荷載的任

47、意兩相或兩根地線的扭轉荷載作用點的個數建議用于雙回路或多回路借助于3年重現周期的風或雪荷載來計算高于日常荷載的張力的rsl建議用于角度構筑物或惡劣氣候條件下的線路一般每十級插入一個防止連鎖故障的塔，這些塔應按所有破損導線的極限荷載來設計用于重冰區的重要線路7元件的強度和極限狀態7.1概述本章目的是定義元件的極限狀態和他們的統計參數當荷載增加時，線路元件可能呈現出一定程度上的變形，特別是當故障模式呈現延伸性時。這種狀態叫做損傷或者運行極限狀態。如果荷載進一步增加，元件將發生故障，這種狀態叫做故障或者絕對極限狀態。認為傳輸線的元件工作在低于他們損傷極限之下時是完整的。如果超過了他們的損傷極限狀態稱

48、之為損傷狀態。最后如果元件達到了他們的故障極限就認為他們有了故障，各種狀態如圖15所示：完好狀態損傷狀態故障狀態系統狀態損傷極限（運行極限狀態）故障極限（絕對極限狀態）元件的強度極限圖15 線路器件極限狀態表7.2元件強度的通用公式參考公式（3）和（4）qt的作用<nxsxqxxcxrc設計時，每個元件都應當滿足對可靠性、穩定和安全條件的荷載和強度。實際中，等式中的兩部分（可靠性和安全）決定了對元件要求的故障特征強度。在這些等式中，可靠性條件一般為主要元件的控制條件。7.2.1強度系數值n當有n個元件在只發生氣象荷載下承受同樣關鍵的荷載qt時，每個元件的特征強度要乘以強度系數n。這個系數

49、取決于n和強度r的強度分布函數特征。在沒有具體的經驗數據時，只考慮單一最大氣象荷載時桿塔的數量可以從下表中直接得到。表10 只考慮單一最大氣象荷載時桿塔的數量荷載平坦到起伏的地形山區最大風1（1-5）1（1-2）最大冰20（10-50）2（1-10）最大冰和風1（1-5）1（1-5）說明:括號中的值表示基于400m檔距的桿塔的典型范圍除了桿塔，元件的數量可以直接從選擇的桿塔的數量中得到。表11中給出了n的值，它是基于正態分布函數。在同樣的表格中，括號中的值是基于對數正態分布函數。如果要設計更多種代表性的元件，那么數值也可以從其他的分布函數中獲取。在vr和n的值很大的情況下（見表11的陰影部分）

50、，n 的值對于分布函數的選擇是非常敏感的。因此，工程判斷和拉力試驗結果應當用于合適的分布函數的選擇中。表11中，陰影部分外的值是從正態分布曲線中獲得的比較保守的值。在強度分布函數曲線知道的話，附錄a可用來得到正態和對數正態分布的具體數值。表11 對應遭受最嚴重荷載強度的元件數量的強度因數n7.2.2對應于強度配合的強度因數往往需要更多的花費將元件設計得更加可靠為了減少由于氣象原因引起的故障所帶來的后果（如修復時間，二次故障等）為了實現強度配合，強度減少因數s2用于更加可靠元件r2的強度，因數s2=1.0用于第一個故障的元件r1。因數s2，取決于兩個元件變量系數，如表12所示，它是基于90%的確

51、信度r2不會在r1之前故障。因此，90%為目標故障序列的確信度水平。表12s2的值說明：上表中，r2元件設計的比r1更可靠確定更好的強度配合原則在附錄a中進行了討論，通常選擇的強度配合如表13中所示，這個表中先給出了主要元件的強度配合然后給出了主要元件各部分的強度配合。表13 線路元件的典型強度配合主要元件與主要元件之間的配合最低可靠度直線塔塔，基礎，接口確信度要大于90%張力塔終端塔導線塔，基礎，接口塔，基礎，接口導線，絕緣子，接口在每個主要元件中，加下劃線的部件的確信度至少在90%以上根據表16中給出的強度極限，導線通常是線路元件中可靠性最高的7.3元件計算的相關數據7.3.1線路元件的極

52、限狀態表14到17給出了系統線路元件的損傷極限和故障極限。在沒有相關的數據時，就取這些值為設計極限。如果可以獲得當地數據和國家的運行經驗，可以來豐富和改進這些表格。表14 桿塔的損傷極限和故障極限桿塔損傷極限故障極限類型材料或器件負載模式格構塔，自立塔或拉線塔所有器件包括拉線拉力屈服（塑性）應力極限（破壞）拉應力剪切力90%（塑性）剪應力剪切（破壞）應力壓力從/500到/100非塑性變形不穩定引起的垮塌剛拉線拉力取以下值中最低值：屈服應力（70%-75%uts）對應搭張力減少5%的變形需要重調整張力極限拉應力桿塔桿鋼旋轉頂端1%非塑性變形或減小間隙的塑性變形受壓中的局部彎曲或手拉中的極限拉應力

53、壓力從/500到/100非塑性變形不穩定引起的垮塌木頭旋轉頂端3%非塑性移位極限拉應力壓力從/500到/100非塑性變形不穩定引起的垮塌混凝土永久或非永久荷載荷載釋放后開裂或0.5%非塑性變形桿塔桿的垮塌說明1：受壓元件的變形是線路連接點的最大缺陷。對于遭受旋轉荷載的元件，活動端垂直便宜事最大缺陷說明2：l是元件的自由長度說明3：混凝土桿塔桿裂紋的寬度還有待確定表15基礎的損傷和故障極限基礎損傷極限故障極限類型桿塔類型靜定位移上拉拉線是需要重新調整拉線的拉力平面過度的隆起（平面由其他三個基礎構成）5-10cm否桿塔張力減少5%自立是桿塔旋轉10否從y/300到y500的垂直位移值，最大2cm下壓所有類型是對應桿塔張力減少5%的移位平面過度的下沉（平面由其他三個基礎構成）5-10cm否從y/300到y500的垂直位移值，最大2cm旋轉桿塔桿是桿塔旋轉20過度旋轉50-100否由于偏離導致旋轉10%的增加說明1： 要考慮桿塔與基礎之間的相互作用說明2： 靜定位移是指不會導致結構內部轉向力的位移。如三條腿桿塔基礎的位移就是靜定位移，而四條腿桿塔的位移是非靜定位移。說明3： y是基礎間的水平距離說明4：一些剛性