35kV铁塔设计总论.doc

第七卷 35kV架空线路标准设计第一篇 总论12第1章 总论1.1 设计依据1.1.1 设计依据性文件南方电网公司关于配网工程标准设计的编制原则和指导意见。1.1.2 主要设计标准、规程规范GB 50061-2010 66kV及以下架空电力线路设计规范 GB 50009 建筑结构荷载规范 GB50545-2010 110kV750kV架空输电线路设计技术规范GB50010-2002 混凝土结构设计规范GB/T16434-1996 高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准GB/T 4623-2006 环型混凝土电杆 DL/T5154-2002 架空送电线路杆塔结构设计技术规定DL/T5130-2001 架空送电线路钢管杆设计技术规定DL/T5219-2005 架空送电线路基础设计技术规定DL/T 620-1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL/T 599-1996 城市中低压配电网改造技术导则 DL/T 621-1997 交流电气装置的接地 Q/CSG 10012-2005 中国南方电网城市配电网技术导则 Q/CSG 10703-2009 110kV及以下配电网装备技术原则 Q/CSG 11501-2008 35kV及以下架空电力线路抗冰加固技术导则Q/CSG 11503-2008 中重冰区架空输电线路设计技术规定(暂行)1.2 设计内容35kV架空线路标准设计包括杆塔的标准设计、机电组装图及加工图的标准设计。杆塔的标准设计，即对于不同的杆塔材质、气象条件、导线截面、回路数等条件的组合，设计出一套系列化的标准设计杆塔。机电组装图及加工图标准设计则包含张力弧垂放线表、金具组装图和接地装置图、铁附件加工图和等径杆加工图。1.3 模块划分及命名原则1.3.1 模块划分原则在本次标准设计中，架空线路针对一定电压等级、材质、气象条件、导线截面和回路数的组合而设计的一系列杆塔称为一个模块；张力弧垂放线表、金具组装图、接地装置图、铁附件加工图和等径杆加工图各为一个模块。根据上述原则，本标准设计共有21模块。其中杆塔模块16个，共108种杆塔，其中混凝土杆4个模块，60种杆型；角钢塔6个模块，24种塔型；钢管杆6个模块，24种杆型。机电组装图及加工图共5个模块，分别为张力弧垂放线表，金具组装图、接地装置图、铁附件加工图和等径杆加工图。本标准设计各模块的划分及负责单位见表1.3-1表1.3-4。表1.3-1 35kV架空线路标准设计混凝土杆模块模块编号气象区回路数导线型号负责单位CSG-35K-SE31E单回路LGJ-150/25广西电网公司CSG-35K-SE41LGJ-240/30CSG-35K-SB31B单回路LGJ-150/25贵州电网公司CSG-35K-SB41LGJ-240/30表1.3-2 35kV架空线路标准设计角钢塔模块模块编号气象区回路数导线型号负责单位CSG-35K-LE31E单回路LGJ-150/25广西电网公司CSG-35K-LF31FLGJ-150/25CSG-35K-LF41LGJ-240/30CSG-35K-LE32E双回路LGJ-150/25CSG-35K-LF32FLGJ-150/25CSG-35K-LF42LGJ-240/30表1.3-3 35kV架空线路标准设计钢管杆模块模块编号气象区回路数导线型号负责单位CSG-35K-GE31E单回路LGJ-150/25广西电网公司CSG-35K-GE41LGJ-240/30CSG-35K-GF31FLGJ-150/25CSG-35K-GF41LGJ-240/30CSG-35K-GE32E双回路LGJ-150/25CSG-35K-GE42LGJ-240/30表1.3-4 35kV架空线路标准设计机电组装图及加工图模块模块编号名称负责单位CSG-35K-HC张力弧垂放线表海南电网公司CSG-35K-JJ金具组装图CSG-35K-JD接地装置图CSG-35K-TFJ铁附件加工图贵州电网公司CSG-35K-DJG等径杆加工图1.3.2 模块命名原则1.3.2.1 模块命名原则（CSG）-（电压等级+分类代码）-（模块代码）-(子模块代码)模块名称由上式的三部分或四部分组成，其中杆塔模块和金具组装图模块名称由上式四部分组成，张力弧垂放线表、接地装置图、铁附件加工图和等径杆加工图由上式的前三部分组成。（1） 中国南方电网公司缩写CSG表示中国南方电网公司缩写（2） 电压等级+分类代码 电压等级：一般为2位数字， 3535kV； 1010kV分类代码：B-表示变配电部分；K-架空线部分；D-电缆部分（3） 模块代码：杆塔模块代码；JJ-金具组装图；HC-张力弧垂放线表；JD-接地装置图；TFJ-铁附件加工图；DJG-等径杆加工图；其中杆塔模块代码按照材质、气象条件等级分别编排，由四部分组成，即： (材质)(气象条件)(导线标称截面代号)(回路数)材质： S混凝土杆；H焊接角钢塔；L螺栓角钢塔； G钢管杆气象条件：1位字母表示；气象分区ABCDEFG风速（m/s）25252525253035冰厚(mm)5102030000导线标称截面代号，1位数字，用数字按导线标称截面大小顺序编号；导线代号123456导线类型LGJ-JKLYJ-截面（mm2）70120150240120240回路数，1位数字， 1单回路； 2双回路；4四回路；（4） 子模块代码1） 杆塔子模块代码杆塔子模块代码由两部分组成，即： (塔型)(塔型系列号)-(呼高)塔型，1-4段字符或数字组成，其中第1段表示杆塔类型，第2段表示导线排列方式，第3段表示10kV混凝土杆的横担型式或35kV杆塔有无地线，第4段表示10kV混凝土杆为单横担或双横担，各段意义如下：第1段：Z非预应力混凝土直线杆或直线钢管杆和铁塔；YZ-预应力混凝土直线杆； J转角杆塔；DJ终端杆塔；第2段：1-上字排列；2-三角形排列；3-水平排列；4-垂直排列；5-鼓形排列；第3段：C-瓷担；Z-针式/柱式；X-悬式；D-表示有地线（省略表示无地线），其中前三项和第四项分别针对10kV混凝土杆和35kV杆塔。第4段：D-单横担（省略表示双横担），此项只针对10kV混凝土杆。塔型系列号，用1-2位数字表示直线或耐张塔的塔型序号。a） 直线塔第一位数字代表水平档距，由小到大表示为1、2、3；第二位数字：1-无拉线混凝土杆；2-人字形拉线混凝土杆；3-十字形拉线混凝土杆；只有一种形式时可以省略。b） 耐张塔第一位数字代表水平档距，由小到大表示为1、2、3,只有一个水平档距时省略；第二位数字代表转角度数, 由小到大表示为1、2、3；呼高，杆塔的呼高（角钢塔、钢管杆）和全高（混凝土杆）。2） 金具组装图子模块代码金具组装图子模块代码由2段字符组成，各段字符意义如下：第1段：D导线； B避雷线；T跳线；第2段：X-悬垂；N-耐张； （5） 杆塔命名举例例：CSG-35K- LD32J4315代表中国南方电网35kV架空线部分螺栓角钢塔、气象分区为D区、子导线标称截面LGJ-150、双回路导线垂直排列、无地线、3型转角塔、呼高15m。1.3.3 图纸编号1.3.3.1 图纸编号原则如下：CSG 图纸编号：01-99 子模块代码 模块代码：杆塔：杆塔代码见杆塔命名 HC：张力弧垂放线表JJ：金具组装图JD：接地装置图TFJ：铁附件加工图 DJG：等径杆加工图 分类代码：B变配电部K架空线部分D电缆部分电压等级 中国南方电网公司1.4 设计原则1.4.1 设计气象条件1.4.1.1 基本风速根据南方电网五省区的气象条件，结合66kV及以下架空电力线路设计规范中的典型气象区，考虑到经济性、安全性和通用性，本标准设计最大设计风速采用离地10m高，30年一遇10min平均最大风速，分别取25m/s、30m/s和35m/s。1.4.1.2 覆冰取值综合考虑南方电网五省区2008年冰灾后工程设计冰厚的取值情况，本标准设计的覆冰取值主要原则如下：最大设计风速为25m/s时：无冰、5mm、10mm、20mm和30mm；最大设计风速为30m/s时：无冰；最大设计风速为35m/s时：无冰。根据上述原则，再对其他气象要素进行适当归并，本标准设计的设计气象组合见表1.4-1。表1.4-1 35kV架空线路标准设计气象组合气象组合条件ABCDEFG大气温度(0C)最高气温40404040404040最低气温-10-10-20-20000最大风速-5-5-5-5202020设计覆冰-5-5-5-5000安 装-5-5-10-10555大气过电压15151515151515内部过电压15151515202020年平均气温15151515202020风速(m/s)最大风速25252525253035设计覆冰10101515000安装情况10101010101010大气过电压10101010101015内部过电压15151515151518设计覆冰（m m）5102030000冰的密度(g/cm3)0.90.90.90.91.4.2 导线和地线根据南方电网五省区电网规划原则，综合考虑现有工程及远期规划中的导线截面选择情况，本标准设计导线截面和型号按表1.4-2所示：表1.4-2 导线标称截面和型号导线截面 （mm2）导线型号适用范围50LGJ-50/810mm及以下冰区70LGJ-70/1095LGJ-95/15120LGJ-120/20150LGJ-150/25185LGJ-185/25240LGJ-240/30150LGJ-150/3520mm冰区240LGJ-240/40本标准设计杆塔模块的导线分别按150mm2和240mm2两种铝截面的钢芯铝绞线考虑，具体工程使用时请根据实际的导、地线荷载的校验杆塔使用条件。对应推荐使用的各种导线的主要技术参数见表1.4-3。表1.4-3 导线主要技术参数表型 号LGJ-50/8LGJ-70/10LGJ-95/15LGJ-120/20LGJ-150/25LGJ-150/35LGJ-185/25LGJ-240/30LGJ-240/40构造 (根数直径，mm)铝63.2063.80262.15262.70302.50262.38243.15243.42243.60钢/铝包钢13.2013.8071.6772.172.5071.8572.1072.6672.40截 面 积(mm2)铝48.2568.0594.39148.86147.26115.67187.04238.85244.29钢/铝包钢8.0411.3415.3324.2534.3618.8224.2538.9031.67总计56.2979.39109.72173.11181.62134.49211.29277.75275.96直径 (mm)9.611.4013.6115.0717.1017.5018.9021.6021.66单位质量 (kg/km)195.1275.2380.8466.8601.0676.2706.1922.2964.3综合弹性系数 (MPa)790007900076000760007600080000730007300073000线膨胀系数 (1/)0.00001910.00001910.00001890.000018918.910-617.810-60.00001960.000019619.610-6计算拉断力 (N)168702339035000410005411065020594207562083370角钢塔和混凝土杆的导线安全系数取2.5，钢管杆在无冰区导线安全系数取10，10mm冰区取8。本标准设计各类杆塔分别按照带地线和不带地线两种情况考虑，当带地线时，地线选用铝包钢绞线。在10mm及以下冰区，240mm2截面系列导线配LBGJ-55-27AC地线，150mm2截面系列导线配LBGJ-50-27AC地线；在20mm冰区，240mm2截面系列导线配LBGJ-55-23AC地线，150mm2截面系列导线配LBGJ-50-23AC地线。各种地线的主要技术参数见表1.4-4。表1.4-4 地线主要技术参数表型 号LBGJ-50-23ACLBGJ-55-23ACLBGJ-50-27ACLBGJ-55-27AC构造 (根数直径，mm)铝钢/铝包钢73.0073.2073.0073.20截 面 积(mm2)铝钢49.4856.3049.4856.30总计49.4856.3049.4856.30直径 (mm)9.009.609.009.60单位质量 (kg/km)313.34356.54295.38336.04综合弹性系数 (MPa)134100134100126000126000线膨胀系数 (1/)0.00001290.00001290.00001340.0000134计算拉断力 (N)534406080047200537101.4.3 回路数标准设计杆塔回路数的设计原则：混凝土杆均按单回路考虑；角钢塔和钢管杆在10mm及以下冰区考虑单回路和双回路，在20mm冰区仅考虑单回路。1.4.4 海拔高度根据南方电网五省区海拔高度的不同分布情况（广东、广西和海南主要为01000m，贵州主要为10001500m，云南主要为15002600m），确定本标准设计模块库海拔高度划分原则如下：无冰区按01000m考虑，10mm冰区按01500m考虑，20mm冰区按02500m考虑。1.4.5 导线排列方式综合考虑南方电网五省区以往35kV架空线路的工程经验，本标准设计杆塔导线排列方式如表1.4-5所示。表1.4-5 导线排列方式杆塔类型回路数塔型导线排列方式混凝土杆单回路直线上字形、水平排列转角水平排列角钢塔单回路直线/转角上字形双回路直线/转角垂直排列钢管杆单回路直线/转角上字形双回路直线/转角垂直排列1.4.6 杆塔规划杆塔规划必须技术可行、经济合理，针对南方电网五省区的特点，制定规划原则，既考虑统一性，又兼顾差异性，使其在具体工程的应用中杆塔的利用系数尽量接近1.0，达到较好的经济效益。本标准设计杆塔规划的具体方案是：（1） 杆塔水平档距的规划各种杆塔的水平档距如表1.4-6所示。表1.4-6 杆塔水平档距表气象条件杆塔型式杆塔材质水平档距（m）10mm及以下冰区直线杆塔混凝土杆200、400角钢塔300、500钢管杆100、150耐张杆塔混凝土杆、角钢塔350钢管杆10020mm冰区直线杆塔混凝土杆、角钢塔200、350耐张杆塔混凝土杆、角钢塔300（2） 垂直档距的规划杆塔的垂直档距取水平档距的1.5倍，并按50m向上取整。（3） 代表档距的规划代表档距的取值宜根据杆塔的水平档距确定，耐张杆塔还需考虑前后侧代表档距不同时的张力差；（4） 直线杆塔Kv值的规划：各种直线杆塔的Kv值宜按表1.4-7考虑，且原则上不得小于0.6。表1.4-7 直线杆塔Kv值直线塔塔型水平档距种类1型塔2型塔3型塔4型塔5型塔10.7520.80.730.80.750.740.80.750.70.7550.80.750.70.750.7（5） 耐张杆塔转角度数规划耐张混凝土杆转角度数统一按025、2545和4560三个角度系列规划。在10mm及以下冰区，耐张角钢塔和钢管杆转角度数按030、3060和6090三个角度系列规划。在20mm冰区，耐张角钢塔转角度数按030和3060两个角度系列规划。（6） 杆塔呼高的规划混凝土杆的全高分16.5、18、22.5m，角钢塔和钢管杆的呼高分12、15和18m，并适当考虑设计部分跨越塔。（7） 杆塔规划的其他要求本标准设计等径混凝土杆的杆径统一取300mm；角钢塔9m及以下部分采用防盗螺栓；1.4.7 塔头设计规定为保证本标准设计的通用性和一致性，对塔头设计作出统一规定，包括绝缘配合原则、绝缘子片数、空气间隙取值、防雷保护、塔头布置、间隙圆和联塔金具等。1.4.7.1 绝缘配合原则标准设计将依照设计规范和相关规定进行绝缘配合设计，满足线路在运行电压、内部过电压和雷电过电压等各种情况下安全可靠接地。1.4.7.2 绝缘子片数本标准设计35kV架空线路采用悬式绝缘子，在海拔高度02500m范围内导线悬垂串均采用4片146mm高度的悬式绝缘子，导线耐张串采用5片146mm高度的悬式绝缘子。1.4.7.3 空气间隙本标准设计的空气间隙按照66kV及以下架空电力线路设计规范（GB 50061-2010）的相关规定选择。1.4.7.4 防雷保护防雷保护要求按照66kV及以下架空电力线路设计规范（GB 50061-2010）的相关规定执行。1.4.7.5 塔头布置导地线布置要求按照66kV及以下架空电力线路设计规范（GB 50061-2010）的相关规定执行。1.4.7.6 间隙圆绘制各类直线塔的间隙圆图原则如下：（1） 绘制间隙圆时，导线悬垂串按单联合成绝缘子串考虑，长度取1000mm。选用重量较轻的合成绝缘子计算各种工况下的摇摆角，并按下导线和第一带电金具分别检查塔头的电气间隙。（2） 带电部分对杆塔的间隙裕度统一按150mm考虑，带电作业时不考