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1、对三回同(杆)塔设计探析 摘要：本文主要通过阐述220KV三回同(杆)塔的设计与应用，进一步探讨输电线路铁塔结构设计的现状。输电线路铁塔结构是高压输电线路重要组成部分，输电线路铁塔结构设计必须贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，并提出相应的优化措施。关键词：线路结构；铁塔设计与应用；优化措施中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：随着近些年国民经济的快速增长,电力需求的迅速增加,在确保运行安全可靠的前提下如何提高输电线路走廊单位土地面积的输送容量、节约走廊用地,减少输电线路对环境的影响、降低建设投资,使铁塔结构更加合理,它已经成为设计人员关注
2、的一个问题。1、某市220KV线路三回同(杆)塔的设计220kV输电线路2x630mm2大截面导线三回路同塔的设计在行业内尚处于初期阶段,尚无成熟的设计资料和技术成果。三回路输电技术涉及多领域、多学科的综合技术,在技术上、经济上、生态环境上会带来一些新的问题,如在杆塔结构与导线布置型式、相导线排列方式、相间距离、绝缘方式、绝缘子串型式、耐雷水平、地面场强、环境保护等方面都与常规单、8双回输电有所不同,所以,如何在经济合理的前提下确保其运行安全和可靠性,进行相关方面分析是设计过程中必须予以注意的。1.1杆塔结构的设计1.1.1杆塔结构设计的主要原则1)
3、根据线路走廊狭窄的特点,采用垂直排列的挂线方式,塔头尺寸尽量压缩,铁塔根开尺寸受地形限制亦不能过大。2)根据现场定位后的档距分布情况,控制铁塔的最大使用档距不宜超过400m,水平档距使用条件按250m和400m两种设计,垂直档距按350m和500m设计。3)控制塔高,适当考虑高跨电力线及其他建筑物,铁塔过高时须采取其它方法特殊处理(如在塔身中装设独立爬梯和休息平台),以减少电气距离而不增加铁塔高度和宽度等。4)靠近城市周边,注意环保意识,根据地形条件采用不同高低塔腿,尽量不破坏自然原状地形,三回路塔造型尽量美观,减少对周边的景观影响,于环境相协调。1
4、.1.2单线布置单线布置采用了3个方案进行比较(见图1)1.1.3塔身主材及构件的采用形式对各塔型进行多方案比较,8以达到经济合理的目标,对各种塔型都做了多种口宽和塔身坡度的比较,以得出经济合理的指标。直线塔塔头采用酒杯型加三层横担。方型塔身可提高整塔的稳定性,增加塔的纵向刚度。上述塔头结构,外型上较美观,从全塔的外型来看亦较协调,而不会出现突变现象。三回线路导线多,对塔本体钢材强度要求高,用Q-235和Q-345时,用钢量较多,给施工、运输带来一些不便,因此必须开展高强度钢材和不等边角钢的应用工作。对高塔而言,自身风荷载比重相当可观。由于钢管结构塔
5、塔身风荷载体型系数比角钢塔要小40%左右,因此,在输电线路铁塔选型上,也可采用钢管结构塔可以有效地降低塔重、减小基础作用力。图1三回路铁塔单线图1．2电气部分的设计主要研究内容包括缩短导、地线横担后,导地线及相邻回路之间的间距；采用短横担后,采取特殊措施满足电气间隙要求方面；增加三回线路的绝缘配合和防雷措施等方面。1.2.1提高电气间隙的措施8为提高电气间隙,本次设计三回路塔为紧凑型线路,边相采用新设计的L型横支撑绝缘子串(如图2所示),中相(边相也可)采用V型绝缘子串把三相导线悬挂在杆塔上(如图3所示)。图2L形悬垂绝缘子串组装图图3V形悬垂绝缘子
6、串组装图L型横支撑绝缘子串:设计思路是用两个互相垂直的绝缘棒分别承担导线产生的荷载,悬垂绝缘棒承担导线产生的垂直荷载,水平绝缘棒承担导线产生的水平风荷载。由于水平绝缘棒起着支撑导线的作用,因此杆塔横担宽度仅取决于电气安全间隙要求,不受导线规格、风速大小、垂直档距与水平档距比值等因素的影响。采用L型绝缘子串限制其风偏摆动,在满足电气安全间隙的情况下,将杆塔横担尺寸缩小,但从杆塔的结构形式来讲,其杆塔形状与常规垂直排列的双回路塔型形状没有本质的区别,电气安全间隙也符合现行规范要求,对运行维护、检修亦未突破现行运行规范的要求,因此不需改变或重新制定运行检修
7、操作程序。2)V形悬垂绝缘子串:8在国内外的超高压送电工程中已广泛地应用,它具有减少塔头尺寸、降低耗钢量；减少线路走廊宽度节省线路走廊费用；绝缘子污秽积存量少、自清洗能力较强、污闪性能较悬垂串好及当发生绝缘子中断裂时可防止事故扩大等众多优点,部分地段走廊比较拥挤,该地区经济树木较多,为减少线路走径难度,减少房屋拆迁和经济树木的砍伐费用,拟使用V形悬垂绝缘子串。图3为拟使用的V形悬垂绝缘子串组装图。V形串夹角为90b左右,塔头宽度比使用常规I形串减少2～3m,每基节省1000kg钢材左右。V形串夹角的大小直接影响塔头尺寸和绝缘子串受力情况及作用于悬挂点
8、的力。国内外对V形串的实验研究表明,可在80b～110b的范围内确定绝缘子串之间的最合适的角度,此时是可靠的
