QGDW 1949-2013 输电线路跨越(钻越)高速铁路设计技术导则

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QGDW 1949-2013 输电线路跨越(钻越)高速铁路设计技术导则

附录A (规范性附录) 本标准用词说明 A1表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”; A2表示严格,在正常情况下均应这样做的: 正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”; A3表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的: 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”: A.4表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可

跨越高速铁路输电线路的可靠度计算

表B1可靠指标与失效概率的关系

GB/T 40229-2021 家用移动机器人性能评估方法B.1.2本附录不适用于分析电磁感应对高速铁路运行

B=Hus Vor+a,

式中,β一可靠指标 抗力的平均值和标: HS、o5一荷载效应的平均值和标。 当抗力和荷载效应不服从正态分布时,输电线路各组成部分的可靠指标按《工程结构可靠性设计 标准》(GB50153—2008)附录E的方法计算

B.3.1跨越高速铁路输电线路的设计基准期采用50年

B.3.1跨越高速铁路输电线路的设计基准期采用50年 B.3.2根据输电线路的重要性和输电线路各组成部分失效对输电线路及所跨越高速铁路的影响,输电线 路的设计应按表B.2划分安全等级。

表B.2输电线路的安全等级

B.3.3跨越高速铁路输电线路及其各组成部分的目标可靠指杨应在对现行国家标准110kV~750kV架空 输电线路设计规范》(GB50545一2010)校准和现行铁路相关设计材份析的基础上,经综合分析确定 B.3.4一级输电线路各组成部分的可靠指标β不应小于3.7,二级线路各组成部分的可靠指标β不应小 于3.2,三级线路各组成部分的可靠指标不应小于2.7,且一级和二级线路各组成部分的可靠指标 均不应低于表B.3.4中的基准值β:三级输电线路各组成部分的可靠指标β不应小于表B.3中的基准值 B,减0.5

表B.3杆塔杆件、导地线、绝缘子和金具的可靠指标基准值B

B.4.1输电线路各组成部分的可靠指标国家标准《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB 50545—2010)设计表达式中重要性系数或安全系数的关系可按下列公式确定; 杆塔杆件:

=0.75号+0.25 β 0.25 β. 0.20 =1.35 β 0.35 B

式中, 现行《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB505452010)规定的杆塔设计 的重要性系数: B 输电线路各组成部分的可靠指标可按第B.3.4条采用: 一可靠指标基准值,按表B.3.4确定: K一一设计采用的安全系数: K—现行《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545—2010)规定的安全系数 B.4.2跨越高速铁路输电线路可采用可靠度方法进行设计,也可采用现行国家示售《110kV~750kV架 空输电线路设计规范》(GB50545—2010)的方法讲行设计

采用可靠度方法进行设计时,可靠指标按B.2.3条的方法计算,并满足第B.3.4条的要求。 按现行国家标《110kV750kV架空输电线路设计规范》(GB50545—2010)的方法进行设计 时,自重与大风组合时应采用50年重现期的风荷载,经计算杆塔重要性系数取1.1:导地线、金具、 绝缘子的设计安全系数与《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545—2010)中规定的安 全系数一致

附录C (资料性附录) 典型跨越(钻越)方式示意图

.4跨越方式示意图说明

C.4.1定位图中应标出跨越档距及定位温度值 C.4.2定位图中应标出α值,α为输电线路与高速铁路的交叉角度。 C.4.3定位图中应标出d1和d2值,d1和d2值为输电线路杆塔外缘至高速铁路轨道中心的最小距离 C.4.4定位图中应标出高速铁路轨顶或承力索、接触线、铁路施工机械顶高程,并标最小垂直距离h 和h2值,hl和h2值采用表2相应数值。 C.5高速铁路桥梁段电缆地埋排管钻越方式示意图见图C.5

说明:地理排管断面尺寸和布置方式按照《电动工程电缆设计规范》(GB50217)执行

说明:电缆沟断面尺寸和布置方式按照《电动工程电缆设计规范》(GB50217)执行

C.7高速铁路桥梁段电缆隧道钻越方式示意图见图C.7

图C.6高速铁路桥梁段电缆地埋电缆沟穿越方式示意图

图C.7高速铁路桥梁段电缆隧道钻越方式示意图

寸和布置方式按照(电动工程电缆设计规范》(GB50217)势

C.8高速铁路桥梁段电缆支持式架空敷设钻越方式示意图见图C.8

说明:电缆支持方式和布置方式按照(电动工程电缆设计规范》(GB50217)执行

C.9高速铁路路基段非开挖式电缆穿越方式示意图见图C.9

图C.9高速铁路路基段非开挖式电缆穿越方式示意图

本标文部分共17章节,主要内容有:范围、规范性引用文件、术语、总则、跨越(钻越)位 、跨越(钻越)方式、气象条件、导地线、金具、绝缘子串、绝缘配合、防雷和接地、杆塔、基础 交叉跨越、防舞动、电缆钻越电气设计、电缆钻越土建设计、附属设施。 附录部分共3部分,主要内容有:本标词说明、输电线路可靠度计算、典型跨越(钻越)方式 示意图。 为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标时能正确理解和执行条文规定 公标编制组按章、节、条顺序编织了本规范的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意 的有关事项进行了说明,但是,本条文说明不具备与导则正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和 巴握导则规定的参考。 发文消明

对于35kV及以下输(配)电线路,设计中多采用以高速铁路为界进行分区供电或电缆钻越的方式 当线路跨越高速铁路时,设计参照本标行

4.1采用独立耐张段是保证跨越段安全可靠的主要措施,一是跨越高速铁路自成一个耐张段后,提高 线路跨越段的可靠度,减少对高速铁路运行的影响:二是当其他线路段出现事故时,能缩小事故范围,

减小对跨越段的影响,便于快速抢修

4.2《建筑结构可靠度设计统一标》(GB50068一2001)中规定,对破坏后果很严重、建筑物类型属 于重要的建筑物视为安全等级一级,输电线路跨越高速铁路段破环对高速铁路乘客的人身安全构成了威 胁,且会产生严重的社会影响,故新建输电线路跨越高速铁路段的建筑结构安全等级按一级设计。 已运行多年、未按建筑结构安全等级按一级设计的跨越高速铁路输电线路,应根据线路运行状况, 结合设计条件对架空输电线路进行评估和隐惠排查,结合投资主体要求实施分步改造。 4.5为日后抢修,更新作业虑,供敷设电缆用的土建设施应考患电网远期规划设计。 4.7跨越高速铁路隧道等非直接跨越的输电线路,损坏后不会对高速铁路安全运行带来影响,故应按 常规线路设计

5.1综合技术经济的方案包括多路径方案的工程投资比较、跨越或钻越方式选择方案的比较、跨越(钻 越)位置的运行安全性比较、施工及运行维护等工作量比较等内容。设计时应根据工程特点、地域特点、 外部因素等综合确定跨越(钻越)位置 5.2影响输电线路安全运行的地带包括河道不稳定、地震断裂、崩塌滑坡、山洪冲刷、易发生泥石流 的地带及其他影响线路安全运行的地带 5.3本条采用《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB505452010)中表13.0.11中附加要求中 的内容。

7.1我国建设部颁布的《建筑结构荷载规范》

路部门的要求以及在设计基本风速取值、实际水平档距、杆塔应用型式上均已适当留有裕度。 7.310mm及以下冰区一般不会出现稀有覆冰情况,故不考虑覆冰验算;对于15mm及以上冰区,导 地线验算覆冰增加厚度的取值原则与当前设计工作的取值原则相同。 根据《关于特高压交直流输电线路跨越铁路有关标的函》(铁建设函(2009)327号)的相关要求, “为提高特高压线路跨越铁露的抗冰能力,突出铁路安全,在覆冰区段,特高压输电线路跨越铁路时, 导线最大设计验算覆冰厚度应比同区域常规线路增加10mm,地线设计验算覆冰厚度增加15mm”本标 准之一致

宜采用防腐性能好的导线、地线(含OPGW光缆)类型。防腐性能好的导地线主要包括增加了防腐材 科的钢芯铝绞线、铝合金芯铝绞线、铝包钢绞线、铝包钢芯铝绞线、铝合金绞线及其他具有防腐性能的 线型,可根据工程实际选择适用的线型。 8.3铝包钢绞线承受短路电统能力较强,具有较好的防腐性能和成熟的运行经验。故良导体地线宜采 用铝包钢绞线 8.4本条引自《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB505452010)5.0.7条。 8.5《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545一2010)中只要求在跨越档内不得接头。本 标要求不应接头的范围由跨越档扩至整个跨越的独立耐张段。一般情况下,跨越高速铁路的独立耐张 段不超过1km。单段导、地线制造长度在2公里以上,可以满足要求。 8.6导地线防振设计应根据工程实际特点,经综合比选后采用相应防振措施。防振措施主要包括以下几点 a)采用预绞式线夹、普通线夹增加预绞丝护线条等措施减小线夹出口处的集中应力: b)采用防振锤、阻尼线等改变导、地线的振动频率: c)降低导、地线的平均运行张力改变导、地线的振动频率

9.2在《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545一2010)中对本条涉及的内容未详细说明 银据高速铁路运行安全的重要性,本标群细说明了绝缘子串独立挂点的相关要求和联数的使用要求。 9.3本条参考《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545—2010)的6.0.5条:“地线绝缘 时宜使用双联绝缘子串,鉴于跨越高速铁路的重要性,对地线绝缘时使用双联绝缘子串提出了更严 格的要求。 9.4本条引自《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545一2010)中6.0.7的内容。 9.6防振锤和导线间隔棒的预绞式线夹较普通线夹相对具有导地线局部受力性能好、减少导地线磨损 和防滑等优势。 9.7铁路列车高速通过时,所产生的空气动力对高速铁路轨面正上方的输电线路影响最大,正上方导 线间隔棒等金具产生此类风扰振动的次数最多,加大了破坏的几率。同时也为防止间隔棒等金具故障掉 落时直接落到轨面或列车上,导线间隔棒安装位置尽量避开高速铁路轨面区域正上方。 9.9锻造类连接金具通常采用拉强度不低于500Mpa的材料,如35号钢、0345等材料:通过耐磨材料 的研究,35CrMo、45Mn2合金结构钢具有较好的耐磨性能,且易于采购、制造及热处理工艺成熟。并 结合低温性能,推荐推荐35CrMo替代40Cr作为锻造球头的材料、35CrMo替代40Cr锻造碗头、替代35 钢锻造联塔金具和直角挂板等锻造类金具、替代45钢等材料制造螺栓紧固件。

9.2在《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB505452010)中对本条涉及的内容未详细说明 根据高速铁路运行安全的重要性,本标解细说明了绝缘子审独立挂点的相关要求和联数的使用要求 9.3本条参考《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545—2010)的6.0.5条:“地线绝缘 时宜使用双联绝缘子串,鉴于跨越高速铁路的重要性,对地线绝缘时使用双联绝缘子单提出了更产 格的要求。 9.4本条引自《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545一2010)中6.0.7的内容。 9.6防振锤和导线间隔棒的预绞式线夹较普通线夹相对具有导地线局部受力性能好、减少导地线磨损 和防清等优势 9.7铁路列车高速通过时,所产生的空气动力对高速铁路轨面正上方的输电线路影响最大,正上方与 线间隔棒等金具产生此类风扰振动的次数最多,加大了破坏的几率。同时也为防止间隔棒等金具故障推 落时直接落到轨面或列车上:导线间隔棒安装位置尽量避开高速铁路轨面区域正上方 9.9锻造类连接金具通常采用拉强度不低于500Mpa的材料,如35号钢、Q345等材料。通过耐磨材料 的研究,35CrMo、45Mn2合金结构钢具有较好的耐磨性能,且易于采购、制造及热处理工艺成熟。并 合低温性能,推荐推荐35CrMo替代40Cr作为锻造球头的材料、35CrMo替代40Cr锻造头、替代35 钢锻造联塔金具和直角挂板等锻造类金具、替代45钢等材料制造螺栓紧固件

O绝缘配合、防雷和接地

0.2、跨越高速铁路段的绝缘配合较带规段线路的绝缘配合适当留有裕度,是为了进一步减少调整输电 20

10.3对于靠近高速铁路的输电线路段,特别是长距离平行接近的线路段,当输电线路发生单相接地故 便得用航的心线与屏微层铝装之日产生电 铁路数字信号用锁、内屏散铁路数字信号用缆、 结论表明 计算结果表 多数330kV及以下电压等级的输电线路都符合此条件 对于电压等级较高,短路电统水平较高的输耳线路,存在对高速铁路信号和通信电缆的危险影响超 过标的可能性,此极端情况需满足如下条件:(1)在接近距离仅为30m的情况下平行长度超过10km 个完整的铁路信号电缆物理连接段:(2)发生单相接地故障的位置位于铁路信号电缆端 部附近:(3)该区域土壤电率较高。但即便上述条件均满足,铁路信号电缆的实际耐压水平(小于1s 时)也应高于3600V:综上所述,为避免导致输电线路和高速铁路路径选择出现困难,本标进行特 殊规定,但建议在邻近高速铁路线路的区域通过接地装置远离(增大入地电流到铁路的距离)、架空地 我逐塔接地(增大地线电流对感性稠合的屏蔽效果)等措施,以尽量减小输电线路单相接地故障时对高 速铁路信号和通信电缆的危险影响程度。对于采取上述措施的杆塔的范围,根据经验,建议取距离高速 铁路60m之内、电压等级为500kV及以上

12.2软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑 地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层考虑。 12.4稳定和抗震措施可参照现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB50191和《电助设施抗震设计规 范》GB50260的规定

13.1本条引用了《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545—2010)中13.0.1的内容。并对 耐热导线的弧垂计算提出了要求 13.2本条综合相关现行规程和《关于特高压交直流输电线路跨越铁路有关标的函》(铁建设函(2009)

耐热导线的弧垂计算提出了要求。 13.2本条综合相关现行规程和《关于特高压交直流输电线路跨越铁路有关标的函》(铁建设函(2009 327号)的相关内容形成。 输电线路与高速铁路垂直距离的设计,还应考忠施工过程中,导线与施工封顶网骏全距离的要求 在已实施 全线 (2)交流输月载路在品速铁路价上) 生的工频电畅对检修人员的影响:(3)交流输电线路短路故障时对通信电缆或信号电缆的危险 影响(4)交流输电线路正常运行时对通信电缆的干扰影。通过建立仿真模型,结合220kV1000kl 交流输电线路以及高速铁路的实际参数进行了详细的计算分析,结果表明,当交流输电线路邻近或 跨越高速铁路时,按照已有针对一般电气化铁路的标行,各项电环境计算结果可以满足相关 限值的要求 以交流输电线路遭受雷击时对高速铁路牵引接触网的危险影响为例。中国电科院针对我国京津高速 铁路和京沪高速铁路采用的3种典型绝缘子进行了雷电击放电试验,井按照数值最小的F线瓷棒悬式 绝缘子(千弧距离390mm)的雷电波50%放电玉(303kV)作为评估限值:仿真计算结果显示,当交 叉跨越角度为30度、杆塔外缘到高速铁路的最小接近距离为30m(本标规定的最小接近距离)时, 220kV~1000kV交流输电线路造受雷击时在高速铁路接触网上产生的雷电过电压水平如表4所示:当交 流输电线路平行于高速铁路架设、杆塔外缘到高速铁路的最小接近距离为30m时,220kV~1000kV交 流输电线路遭受雷击时在高速铁路接触网止产生的雷电过电玉水平如表5所示。表中数据均未超过相关 限值,验证了将现行标提出的对一般电气化铁路的垂直距离、水平距离、交叉角度等基本要求同样 适用于输电线路跨越高速铁路的情况

生的雷电过电压 (以30交叉跨越高速铁路)

表5220kV1000kV交流输电线路遣受雷击时在高速铁路接触网上产生的雷电过电压 (平行干高速铁路)

表5220kV~1000kV交流输电线路造受雷击时在高速铁路接触网上产生的雷电过电压 (平行于高速铁路)

表5220kV~1000kV交流输电线路造受雷击时在高速铁路接触网上产生的雷电过电压 (平行于高速铁路)

13.3本条引自《电工程电缆设计规范》(GB502172007)表5.3.5和5.4.5的相关内容

14.2说明同9.1条文说明 4.3本条引自《架空输电线路防舞设计规范》(Q/GDW 4.4本条引自《架空输电线路防舞设计规范》(Q/GDW 14.5本条引自《架空输电线路防舞设计规范》(Q/GDW 螺栓少,整体刚度大,塑性变形好。在高速铁路跨越段采 全可靠性。

14.2说明同9.1条文说明

14.3本条引自《架空输电线路防舞设计规范》(Q/GDW )的5.0.5条。 14.4本条引自《架空输电线路防舞设计规范》(Q/GDW )的8.4.1条 14.5本条引自《架空输电线路防舞设计规范》(Q/GDW )的8.2.2条。与角钢塔相比,钢管塔连按 螺栓少,整体刚度大,塑性变形好。在高速铁路跨越段采用钢管塔可在一定程度上提高跨越段线路的安 全可靠性

15电缆钻越高速铁路电气设计

15.2根据《电工程电缆设计规范》(GB50217—2007)及钻越高速铁路处安全性要求较高的情况, 提出本条要求 15.3本条引自《电力工程电缆设计规范》(GB502172007)3.4.2相关内容及钻越高速铁路处安全性 要求高的情况,提出本条要求。 交联聚乙桥主继不存在供油系统雕属装置及其油带来的底情 其运行实成的经验较为丰言

15.2根据《电工程电缆设计规范》(GB50217—2007)及钻越高速铁路处安全性要求较高的情况

交联聚乙烯电缆不存在供油系统附属装置及其油污带来的麻烦,其运行实践的经验较为丰富。 现行交流的交联聚乙烯电缆不适合直流输电因直流电场下交联残渣影响杂电椅的产生,当温度较 高时空间电积聚易形成局部高场强,这将会导致绝缘击穿强度降低,且其直流击穿强度还具有随温度

16电缆钻越高速铁路土建设计

16.1电缆终端塔如发生破坏,不会对高速铁路的运行安全产生影响,故应按常规线路设计。保护措施 可采取周围加装围栏、加装防爬、防盗措施等 6.2电缆的地理敷设方式一般包括直理、排管、电缆沟和隧道等方式电缆在钻越高速铁路路基段, 内确保路基完整,不能采用明挖方式敷设。暗挖法主要包括矿山法、顶管法和盾构法,工程设计中应通 过技术经济比较后确定敷设方案。在钻越高速铁路桥梁段,可进行开挖施工作业从节省工程投资的角 度考虑,宜采用排管或电镜沟的方式敷设 16.3本条引自《电助工程电缆设计规范》(GB50217—2007)中5.4.3的相关内容。

输电线路状态监测装置的安装依据《关于印发《统一坚强智能电网新建输电线路建设设计有关要求 的通知》(国家电网基建(2009)1152号)的相关要求, 7.3如在高速铁路跨越档的导线上安装舞动监测装置,产生了装置故障时直接掉落到轨面或列车上的 可能性,为提高高速铁路运行的安全,不宜在跨越档的导地线上安装舞动监测装置。 7.4工程设计中应告知铁路部门相对轨项的设施限高等信息,并建议铁路部门在铁路设施设置醒目的 标牌。

B.1.1现行的国家标准《110kV750kV架空输电线路设计规范》(GB505452010)对输电线路各组 成部分采用不同的设计方法。杆塔杆件采用分项安全系数设计法SN/T 2389.1-2021 进出口商品容量计重规程 第1部分:术语,绝缘子、金具和导地线采用安全系数

B.3.1可变何载是输电线路设计需考患的主要何载。 可变荷载的特点是随时间不断变化,时间越长, 出现“大值”的机会越大。所以,确定荷载的标值或进行可靠度分析,应规定一个统一的时间段,该 时间段即为设计基准期。《工程结构可靠性设计统一标(GB50153一2008)对设计基准期的定义为“为 确定可变作用等的取值而选用的时间参数。表B.3.3示出了我国客结构设计统一标靓定的设计基准 期。根据设计基准期的定义,可变荷载标值9取为荷载设计基准期内最大概率分布的统计特征值, 最常用的统计特征值有平均值、中值和众值,也可采用其他的指定概率p的分位值,即

除设计基准期外,工程中确定荷载标值的另一个时间参数是重现期。重现期工,定义为荷载连续两 次达到或超越某一值的平均时间间隔。重现期名义上指的是时间的长短,本质上描述的是荷载大小。用 重现期定义标值Q时,有

式中,F(Q)一荷载的任意时点概率分布函数 设计基准谢期和重现期7,均为确定可变荷载标准值采用的时间段。同一荷载标准值对应的重现期与 设计基准期有如下关系:

设计基谢期可用手确定各种可变荷载的标值,重现期常用手确定自然荷载(风、覆冰)的标髓 输电线路设计中的风荷载和覆冰荷载标都是用重现期描述的,但进行可靠度分析时,要使用设计基 期表示的时间参数 B.3.2跨越高速铁路的输电线路与一般的输电线路不同之处在于跨越高速铁路的输电线路既要考虑其 本身的安全性,又要考虑其失效的次生灾害对高速铁路的影响。设置独立耐张段后,将与高速铁路安全 运行有影响的线路段限制在跨越高速铁路的耐张段内。这样,从安全经济的角度考,只需提高跨越高 速铁路段线路的安全等级即可。跨越高速铁路输电线路耐张段的安全等级为一级。 B.3.3~B.3.4目标可靠指标输电线路各组成部分设计时采用的最低可靠指标决定着输电线路的安 全水平和经济性就结构设计而言,理论上确定目标可靠指标的方法有三种:经济优化法、风险分析法 和校准法

图B.4.1杆塔杆件%与BIB,的关系

图B.4.2绝缘子、金具、导线安全系数比值KIK与可靠指标比值BIB,的关系

QX/T 503-2019 气象专用技术装备功能规格需求书编写规则)导地线(自重+风+覆冰):悬挂点

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