［摘  要］三峡至万县I回500kV送电线路工程是华中与西南联网的第1条超高压线路，该线路所经的鄂西地区(指宜昌、秭归及巴东等地，以下同)与湖北其他地区相比高山大岭多、山势陡峭，海拔较高。通过沿途调查收资及分析计算，确定该输电线路工程的设计冰厚取10 mm，局部按20 mm覆冰验算是合适、安全的。在线路终勘定位时应尽量选择有利路径和塔位，避开高海拔重冰区并注意微地形因素的影响。

［关键词］鄂西地区  输电线路  覆冰取值

举世瞩目的三峡输电工程已经进入全面的、大规模的设计和施工阶段。根据三峡电站接入系统规划，500 kV 交流出线共15回，其中左岸电站有2回送往四川的500 kV 线路要经过鄂西地区。鄂西地区只有110 kV 及以下线路在运行，无500 kV 线路的运行经验。鄂西山地的海拔较湖北其他地区高，山势陡峭，地形地貌复杂。本文结合三峡至万县I回500 kV 送电线路工程，探讨鄂西地区超高压线路覆冰取值。

1设计冰厚的取值原则

按规程规定，电线覆冰以沿整个档距电线四周均匀覆上密度为0.9 g/cm³的冰层厚度表示，而且覆冰厚度原则上取30年一遇的数值。

湖北地区冬季常有降雪、雨雾淞等气候现象。电线覆冰情况极其复杂，微地形影响又很大，它与海拔高度、电线走向、风向、风速、气温等多种因素有关，电线覆冰厚度取值是否合适对工程的经济指标有较大的影响。目前，由于气象台积累的观冰资料甚少，而且数据不齐全，因此一般参考有限的观测资料采取保守计算，并依照当地线路运行经验确定。

2设计覆冰厚度的选取

2.1电线覆冰参数

根据收资调查情况，湖北省巴东等地区气象台覆冰观测站雨淞架高度为2 m，观测电线为8号钢丝，直径4 mm。覆冰观测参数概念如下：

长径a：电线覆冰截面的最大长度，测量时包括电线在内。气象观测规范把这一个量称为“直径”，见图1。

短径c：电线覆冰截面上与长径正交的轴线长度。气象观测规范将这一个量称为厚度，见图1。

等效直径D：长径(直径)和短径(厚度)的几何平均值，D=√ac。气象观测规范上无此名称，它是前苏联电线覆冰研究中常用的名称。这个量可以概略反映出沿电线圆周围均匀覆冰的大小。

覆冰重量W：1 m长电线上的覆冰质量。

送电线路设计用覆冰厚度b：将实际覆冰折算成均匀裹覆于电线的圆筒形的冰层厚度，电线表面量至冰层表面； 在送电线路设计中，为简化起见，根据规程规定，导、地线覆冰厚度是将不同密度的覆冰统一换算为密度为0.9 g/cm³时的厚度。

2.2积冰资料及分析

  表1是宜昌、绿葱坡2站1988～1997年9年间的电线覆冰数据及换算出的密度。

表1覆冰数据中除密度、覆冰直径与覆冰厚度之比值(a/c)外，其他均为原始数据，密度按下式计算：

从表1可以看出，绿葱坡覆冰性质多为雾淞或雾淞和雨淞混合物，最大覆冰密度为0.43 g/cm³，覆冰直径与覆冰厚度的平均比值约为1.5。

2.3等值冰厚的换算

用(2)式将表1中绿葱坡历年的覆冰观测值换算成密度为0.9 g/cm³的覆冰厚度，计算结果见表2。

从表2可以看出，近10年中海拔为1 820 m 高的绿葱坡站，密度折算成0.9 g/cm³时的2 m高雨淞架上出现的最大电线覆冰厚度为19.7 mm。

2.4海拔高度对覆冰厚度的影响

从鄂西地区部分观冰站观测记录的覆冰等值直径D与海拔高度的关系表3中可以看出，随着海拔高度的增加覆冰明显增加。

从表3可以看出，覆冰等效直径与海拔高度有一定的关系，而且在同一地形地貌的较小范围内，其关系较为密切。鄂西自治州气象局通过对邮电线多年覆冰情况的分析，提出该州覆冰等效直径D_z(mm)与海拔高度Z(hm)有如下关系式：

D_z=AZ^B     (3)

式中，A、B值与线路走向有关，东西向和南北向分别为0.003 9，3.6和0.000 69，405。南北向和东西向A、B取值的不同，主要反映了常年主导风向不同及地形地貌的差别。表3中观冰数据见南北电线覆冰的调查资料，按(3)式计算的值见D_z。比较D与D_z值可以发现，二者非常接近，其中计算相对误差最大为-10.5%，最小为0.5%，平均误差-3.9%，说明(3)式能基本表证鄂西地区电线覆冰等效直径与海拔高度及线路走向的相对关系，有较重要的参考价值。

本工程线路大部分为东西走向，所经之地的海拔高度绝大多数在800 m以下，较少部分约1 000 m。按(3)式计算海拔1 000 m高东西向的覆冰等效直径为15.6 mm，南北向为7.74 mm。考虑(3)式的计算偏差，按最大误差-10.5%的平均值校正，选取17.3 mm作为本工程线路雨淞和雾淞混合物的积冰等效直径值。

由于各地各年份雨淞、雾淞或二者混合物的密度是不一致的，而且分散性很大。参考绿葱坡站多年覆冰性质及密度，选用其密度极大值0.43 g/cm³，将上述覆冰等效直径16.2 mm 换算为送电线路设计用密度为0.9 g/cm³的覆冰厚度，计算结果是4.13 mm。

2.5电线覆冰厚度取值的高度修正换算

气象台站雨淞架高度为2 m，而超高压线路导地线高一般为20～50 m，高度影响反映风速及温度影响，间接会对覆冰厚度产生影响。根据国内有关统计及经验，一般取电力线上冰厚为气象台2 m雨淞架上冰厚的1.5～1.8倍，本工程取其较大值1.8倍，这样经高度修正，上述线路覆冰厚度值为7.44 mm。海拔为1 820 m高的绿葱坡站雨淞架上的最大电线覆冰厚度值19.7 mm，换算成电力线上的覆冰厚度为28.5～36 mm。

2.6设计覆冰厚度取值

覆冰是影响线路安全运行的一个重要因素，从表3可以看出，海拔高度越高，覆冰越严重。根据对宜昌、秭归及巴东县境内现有的110 kV线路、通信线及自然物上的覆冰调查情况获知，海拔高度1 000 m以下，电线覆冰并不严重或少有覆冰，1 000 m以上的山峰覆冰厚度明显增加，尤其是以山峰及山口处最为严重。基于三万线在系统中的特殊性，全线路路径立足于避开高海拔地区，绝大部分路径控制在800 m以下。

表2中列举的绿葱坡观冰站位于巴东县城以南约25 km，海拔高度1 820 m。该观冰站离本线路最近处有26 km远，是鄂西地区海拔较高，覆冰较严重和频繁的地段，由于该观冰站所处地理位置及环境气候的特殊性，它反映的是鄂西及川东地区电线覆冰的极值状态。

向沿线各电力公司调查获知，与本线路走向基本平行，平行距离2～14 km的110 kV已建线路有：1981年建成的莲观线、观黄线、黄西线，1987年建成的西杨线，这些线路建成后从未发生过风冰事故，据了解，线路电线上覆冰较轻，覆冰时间也很短。湖北省多年以来，超高压送电线路设计冰厚均采用10 mm，从第1代500 kV平武工程，葛上直流到最近的双汉线，双南线，包括地处鄂西南的葛换线均采用这个设计覆冰取值，投产以来运行情况良好。根据以上各节对覆冰资料及覆冰调查的分析研究和计算，结合本工程线路经过的地形条件，同时考虑三峡库区蓄水后冰会略有增加的这一情况，选取10 mm作为本工程设计覆冰取值是合适的，安全的。

2.7微气象地形影响的考虑

  本工程穿越鄂西临近川东，所经地区地形条件复杂，对于将在电力系统上担任华中与西南电网联络的第1条超高压线路，在设计中必须对微地形加以特别考虑。线路尽量避开微气象区，实在难以避让时，对于诸如海拔较高处、台地山峰、迎风坡、分水岭，风口、垭口等微地形区，应缩小杆塔使用条件，校核导地线强度，以提高杆塔和导地线的抗害能力。鉴于以上因素并结合线路踏勘的结果局部线路按20 mm覆冰验算考虑。

3小结

通过对鄂西宜昌、秭归及巴东地区的覆冰资料的分析计算，本工程输电线路覆冰厚度取10 mm，局部按20 mm覆冰验算是合适的、安全的。线路终勘定位时应尽量选择有利的路径和塔位，避开高海拔重冰区，同时注意微地形因素对线路安全的影响。