110kV500kV输电线路杆塔标准规定设计第一部分总论1_第1页
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1、第一部分总论概述设计范围设计原则3.1主要技术原则目录203.1.1基本风速.3.1.2覆冰取值.3.1.3导线截面.3.1.4地线3.1.5回路数.3.1.6杆塔型式.3.1.7地形条件.3.1.8海拔高度.3.1.9悬垂串型式3.2杆塔规划3.3塔头设计规定133.3.1绝缘配合原则3.3.2绝缘子片数.3.3.3空气间隙.3.3.4间隙圆图.3.3.5防雷保护.13.131.618336塔头布置203.6.4铁塔与基础的连接方式38.3.4杆塔荷载233.4.1气象条件的重现期23.3.4.2基本风速离地高度23.3.4.3杆塔荷载计算原则及规定23.3.4.4荷载组合293.5杆塔设计

2、一般规定313.6杆塔结构设计方法333.6.1承载力极限状态3.4.3.6.2正常使用极限状态343.6.3杆塔材料34第一部分总论1概述标准设计V1.0继续采用模块化思路;整体框架分层级,使体系结构更加清 晰,应用更为方便。模块的数量根据已制定的建设规划进行调整,编制深度较2011年版有所突破,其主要特点包括:1)杆塔模块库进一步完善,达到使标准模块覆盖率逐年提高的应用效果;2)整体框架设置四层,设计深度逐层加深,不同设计阶段选择应用不同层级或其组合的设计成果;3)模块深度达到施工图设计,实现杆塔施工图与司令图的一一对应,使标准设计能统一、规范、直接应用于施工图阶段。110kV500kV输

3、电线路杆塔标准设计的总体原则为智能、高效、可靠、绿色,其设计思路主要包括:1)严格执行国家和电力行业有关规程、规范及国家有关强制性条文,符合南方电网公司企业标准及反事故措施等要求;2 )结合南方电网的实际情况及运行特点,贯彻绿色设计理念,运用先进设 计手段,力求安全、经济、智能、高效,体现标准设计的科学性和统一性,并融 入企业文化内涵,凸显南方电网公司企业文化特征;3)采用模块化结构进行设计,对影响杆塔设计的因素进行组合,形成不同设计条件的模块。实际使用中,根据工程具体情况选择相应模块;4)杆塔设计标准化,统一设计依据、设计流程,统一材料属性、型钢规格,统一运行设施构造要求。110kV、220

4、kV2设计范围本版标准设计主要是对南方电网公司电网基建项目所需的 和500kV三个电压等级的输电线路杆塔进行标准化、系列化设计工作。由于大 跨越工程有其特殊性,需结合工程的实际情况进行“量身订做”,故不在标准设 计的范围。考虑到110kV和220kV在城区线路部分沿绿化带走线需采用钢管杆标准设计除传统的空间立体桁架式铁塔外,还包含部分110kV、220kV的钢管杆。杆塔标准设计深度达到G3层杆塔结构图,满足施工图阶段的要求。工作内容主要包括:1)将2011版标准设计已完成的大部分模块的司令图 深化为施工图;2)完成2012年下半年至2013年所需新增模块的司令图和施 工图设计。3设计原则3.1

5、主要技术原则3.1.1基本风速按照新颁布的110kV750kV架空输电线路设计规范(GB50545-2010), 结合南网五省的实际情况,500kV基本风速取值27 m/s39 m/s,220kV和 110kV基本风速取值23.5 m/s37 m/s,考虑到经济性、安全性和通用性,标准设计的基本风速取值按 23.5 m/s39 m/s范围考虑,按2 m/s逐级递增。为便于统计对比,将离地面10m高的基本风速风区与110kV500kV导线平均 高度处的折算风速列于下表:表3.1-1 基本风速分区表(m/s)基本风速分区23.52527293133353739500kV20m平均高折算风速/30.

6、232.434.636.939.141.343.6220kV110kV15m平均高折算风速2526.728.830.933.135.237.339.541.6在具体设计中,计算杆塔荷载时根据导地线平均高度和杆塔分段高度的不同,以离地10m高为基准考虑增大系数即风压高度变化系数 (Z)。3.1.2覆冰取值考虑2008年冰灾后工程设计冰厚的取值情况,标准设计将110kV500kV 线路覆冰厚度划分为:无冰、10mm、15mm、20mm(重)和30mm。具体设计中,应根据南网五省各地区气象条件特点,合理确定风冰气象组合。3.1.3导线截面根据南网五省电网规划,综合考虑现有工程及远期规划中的导线截面选

7、择情况,确定标准设计各电压等级导线截面选取的主要原则如下:500kV 线路:主要考虑 4 X300mm 2、4 X400mm2、4 X500mm630mm 2、4 X720mm 2 截面导线;220kV 线路:主要考虑 2 X240mm 2、2 X 300mm2、2 X400mm500mm 2、2 X630mm 2、4 X300mm 2 截面导线;110kV 线路:主要考虑 1 X185mm 2、1 X240mm2、1 X300mm400mm 2、1 X500mm 2 和 1 X630mm 2 截面导线。110kV500kV导线安全系数取值应满足相关规程规范。在确定导线型号时,需根据不同气象条

8、件组合,选择合适铝/钢截面比的钢芯铝绞线型号,常用的型号如表 2.1-2所示;设计冰厚30mm的重冰区,应通过选型方案比较后选取合适的钢芯铝合金导线。表3.1-2常用钢芯铝绞线型号设计冰厚0mmJL/G1A-185/25JL/G1A-400/35、JL/G1A-240/30、JL/G1A-630/45 、JL/G1A-300/40、ACSR-720/50设计冰厚JL/G1A-185/25、JL/G1A-240/30、JL/G1A-300/40、10mmJL/G1A-400/35(或 400/50)、JL/G1A-500/45、JL/G1A-630/45设计冰厚JL/G1A-185/30、JL/

9、G1A-240/40、JL/G1A-300/40、15mmJL/G1A-400/50、JL/G1A-500/45设计冰厚JL/G1A-185/45、JL/G1A-240/40、JL/G1A-300/50、20mmJL/G1A-400/50、JL/G1A-500/453.1.4地线220kV、500kV 一般采用JLB-150铝包钢绞线;110kV 一般采用JLB-100铝包钢绞线。无冰区线路建议选取导电率为40%铝包钢绞线。覆冰区线路应综合考虑机械特性、短路电流大小和抗雷击性能等,选择合适 导电率的铝包钢绞线,重冰区线路还可改选镀锌钢绞线。地线安全系数、年平均运行张力百分数的选择应根据不同的电

10、压等级、不同 的覆冰厚度、导地线配合、荷载计算等具体条件确定并满足相关规程规范。3.1.5回路数根据南网五省电网规划,标准设计中500kV铁塔考虑单回路和双回路,110kV220kV铁塔和钢管杆考虑单回路、双回路和部分四回路。3.1.6杆塔型式单回路直线塔可分导线水平排列的酒杯塔和三角形排列的猫头塔,应充分考 虑电压等级、气象条件、走廊宽度、地形条件等各种因素,进行多方案技术经济 比较,合理选择直线塔型。单回路耐张塔主要采用干字型塔。双回路的直线塔和耐张塔可采用伞型塔(无冰区)和鼓型塔(有冰区)。110kV220kV四回路主要用于经济发达、走廊紧张的市区或负荷中心,为减小占地走廊,四回路的直线

11、塔和耐张塔一般采用每一横担左右两侧各布置一 相导线的方式;在走廊不受限区域,也可以采用每一横担左右两侧各布置两相导 线的方式。3.1.7地形条件输电线路的地形一般分为泥沼、平地、丘陵、山地和高山大岭五种类,从影 响铁塔指标考虑,可合并为平地和山地两大类。考虑到南网五省地区主要以山区 为主,故标准设计110kV500kV杆塔主要按山地设计。3.1.8海拔高度考虑到南网五省地区海拔高度的不同分布情况,根据各省公司线路工程不同特点,为使设计成果更好的服务于实际工程,标准设计将110kV500kV线路2500m A 2500 3000m、海拔高度划分为01000m >10002000m >

12、2000 3000 3500m、3500 4000m 的 6 个范围。3.1.9悬垂串型式悬垂绝缘子串可采用“I”型或“V”型串等型式。两者各有优劣,如I型串杆塔横担较短,塔头略小,但占地走廊较大,V型串杆塔可节省走廊宽度,但塔 头层间距较大,横担较长,单基塔重指标较高,金具用量较多。具体设计时,各 子模块负责单位应充分考虑线路走廊的拆迁、砍伐等通道赔偿费用和本体投资增 量等因素,通过技术经济比较后选择悬垂串型式。3.2杆塔规划杆塔规划是标准设计的一项重要内容,对标准设计的经济性将产生重要影响。杆塔规划必须技术上可行、经济上合理。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

13、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,取得较好的经济效益。本版标准设计主要按山区进行规划设计,大部分杆塔按全方位长短腿设计,少部分按平腿设计。根据上述原则,杆塔规划的具体方案是:(1)每个杆塔模块中包含两大类杆塔,分别是悬垂型杆塔和耐张型杆塔,其中悬垂型杆塔包括直线塔和悬垂转角塔,耐张型杆塔包括普通转角塔和终端塔。对于设计条件相近的模块,若铁塔的荷载相近且塔重的测算差值较小,可考虑适 当合并该部分铁塔,并按不同设计条件分别进行荷载计算和结构设计。单、双回路模块中杆塔系列划分原则如下:1)直线塔500kV无冰、轻冰区单、双回路按 5直线塔+ 1悬垂转角塔;中冰区单、双回路按

14、5直线塔;单回路重冰区按2直线塔。220kV无冰、轻冰区和中冰区单回路按 4直线塔,双回路按5直线塔;单回路重冰区按2直线塔。110kV无冰、轻冰区和中冰区单、双回路按3直线塔,单回路重冰区按 2直线塔。跨越塔归并到普通直线塔中。2)悬垂转角塔500kV模块设计悬垂转角塔,角度为 313(10) °。110220kV模块原则 上不设计悬垂转角塔。3)耐张塔500kV无冰、轻冰区单、双回路按 4转角塔+1终端塔,划分为020 °、2040 °、4060。和6090。四个角度系列,并单独设计终端塔;中冰区按 4转角塔,划分为020 ° 2040 °

15、 4060。和6090。(兼终端)四个角度系列。220kV无冰、轻冰区和中冰区单回路按 4转角塔,划分为020 ° 2040 °、4060。和6090。(兼终端)四个角度系列;220kV无冰、轻冰区双回路按4转角塔+1终端塔,划分为020 ° 2040 ° 4060。和6090。四个角度系列,并单独设计终端塔。中冰区双回路按4转角塔,划分为020 °、040 °40 60。和6090 °兼终端)。20mm 重冰区的500kV 和220kV 均按3转角塔,划分为05 °、530 °、3060 °三

16、个角度系列;30mm 重冰区按3转角塔,划分为05°、520 °2040。三个角度系列。110kV无冰区、轻冰区和中冰区的单、双回路均按4转角塔,划分为0 20 °、040 °4060。和6090 °兼终端)四个角度系列;20mm 重冰区按3 转角塔,划分为05 °、530 °、3060 °三个角度系列;30mm 重冰区按3 转角塔,划分为05 °、520 °、2040。三个角度系列。所有电压等级的无冰、轻冰区和中冰区双回路需选取部分合适的转角塔兼作 分歧塔;中冰区和重冰区需选取部分合适的转角塔

17、兼作气象分界塔。4)终端塔终端塔按090。的角度范围。双回路终端塔需兼分歧塔的设计条件。 四回路模块中杆塔系列划分原则如下:1)直线塔220kV无冰、轻冰区按4直线塔;110kV无冰、轻冰区按3直线塔。跨越塔归并到普通直线塔中。2)悬垂转角塔220kV和110kV模块原则上不设计悬垂转角塔。3)耐张塔220kV和110kV模块均按4转角塔+1分歧塔,划分为020 ° 2040 °、4060。和6090。(兼终端)四个角度系列,并单独设计分歧塔。(4)单、双回路钢管杆模块中杆塔系列划分原则如下:1)直线杆220kV无冰、轻冰区按3直线杆;110kV无冰、轻冰区按2直线杆。大使

18、用条件的直线杆可考虑带03。的直线小转角。2)耐张杆220kV和110kV按3耐张杆,划分为 030 °、3060。和6090。(兼终 端)三个角度系列。(5)所有铁塔呼称高统一为3的倍数,级差按3m考虑。(6) 直线塔按“塔高每降低一定高度,杆塔水平档距相应增大一定百分比”的设计方法,直线塔在一定呼称高范围内,最小水平档距值对应最高的呼称高, 水平档距随着呼称高的降低而变大。 在设计每个直线塔型时,对不同呼称高对应定的水平档距值都进行外负荷计算和结构计算, 使得同一直线塔型的不同呼称 咼的铁塔总体受力接近。确定呼称高按照每降低6m进行一次水平档距的折算,一般来说,每次折算 的水平档

19、距增大百分比约为5%8%,各院应结合具体子模块的情况进行测算, 以各呼称高共用段主材规格相同为宜。以呼称高为2748m的直线塔为例,规划呼称高 48m对应水平档距为 400m,按呼称高每降低6m、水平档距增大6%折算,呼称高为30m时,对应的水平档距为476m,为此需要外负荷和结构计算的次数为 4次份别为48m、 42m、36m和30m呼称高);当呼称高为27m时,对应的水平档距仍取476m 。(7)对于钢管杆模块,由于多用在城市的走廊狭窄地带,其设计主要取决于 具体根开限制,故杆塔使用条件不作统一规定。(8)在规划500kV直线杆塔时,建议2型直线塔地线横担应适用 OPGW开断情况,即地线支

20、架按悬垂和耐张两种情况进行设计,同时挂点配置悬垂、耐张 两类挂点,工程应用时可根据实际需要选择地线的挂线型式。(9)为保证标准设计的经济性和通用性,杆塔模块中的塔型种类应考虑满足 绝大部分工程的需要;对于特殊杆塔(如较高呼称高的耐张塔等),可在具体工程 中单独设计。3.3塔头设计规定为保证本次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、绝缘子片数和串长、空气间隙取值、间隙圆设计、防雷保护、塔头 布置、联塔金具等。3.3.1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, 满足线路在工频电 压、操作过电压和雷电过电压等各种情况下安全可靠运行。根据南方电网

21、五省区的线路设计情况,ac级污区的线路,导线悬垂绝缘 子串可采用玻璃绝缘子,de级污区,导线悬垂绝缘子串可采用复合绝缘子。标准设计应考虑杆塔挂玻璃绝缘子串和复合绝缘子串两种情况,其中,玻璃绝缘 子爬电比距按c级污区上限值配置片数,即爬电比距2.50cm/kV(按额定电压 计算);110kV和220kV复合绝缘子爬电比距2.88cm/kV(按额定电压计算),500kV复合绝缘子爬电比距2.75cm/kV(按额定电压计算)。1000m 以上海拔 地区的爬电比距需进行相应的修正。为保持高塔的耐雷性能,绝缘子片数应根据塔高的增加而增加, 雷电过电压 最小间隙也相应增大。对于同塔双回及以上线路,采用平衡

22、高绝缘设计。若使用复合绝缘子,应使其雷电冲击绝缘水平与盘型绝缘子串水平一致(即要求复合绝缘子干弧距离间的正极性雷电冲击 50%闪络电压不小于盘型绝缘子串的闪络电压值)。3.3.2绝缘子片数绝缘子片数采用爬电比距法计算,同时考虑海拔高度的影响。对同塔双回及以上回路,按平衡高绝缘配置,考虑增加绝缘子片数。各电压等级绝缘子片数计 算结果参考表3-1中数值。当杆塔全高超过40m时,高度每增加10m,应比设计规范规定的最少绝缘子片数(110kV为7片,220kV为13片,500kV为25片)增加1片高度为146mm 的绝缘子,全高超过100m的杆塔,绝缘子片数应根据运行经验结合计算确定。表3.3-1悬垂

23、玻璃绝缘子片数选择一览表电压 等级(kV)回路海拔高度(m)片数整串结构高度(mm)单片爬电 距离(mm)爬电比距(cm/kV)对应复合 绝缘子结 构高度(mm)500单<100028(155)43405502.774450双31(155)48055503.074750单1000 200030(155)46505502.975060双33(155)51155503.275525单2000 250031(155)48055503.074750双34(155)52705503.375200单2500 300032(155)49605503.174900双35(155)54255503.475

24、350单3000 350033(155)51155503.275050双36(155)55805503.565500单3500 400034(155)52705503.375200双37(155)57355503.665650单<100015(146)21904502.762300双16(146)23364502.952450四17(146)24824503.132600单1000 200016(146)23364502.952580双17(146)24824503.132730单2000 250017(146)24824503.132600双18(146)26284503.312750

25、单2500 300017(146)24824503.132600双18(146)26284503.312750单3000 350018(146)26284503.312750双19(146)27744503.502900单3500 400018(146)26284503.312750双19(146)27744503.502900单、双<10009(146)13143202.621540四10(146)14603202.911690单、双1000 200010(146)14603202.9117002000 250010(146)14603202.9116902500 300011(146

26、)16063203.2018403000 350011(146)16063203.2018403500 400011(146)16063203.201840220110注:1)玻璃绝缘子参考南方电网公司电力线路盘形悬式绝缘子技术规范中玻璃绝缘子技术参数表,500kV绝缘子选用160kN悬式耐污型,220kV绝缘子选用lOOkN悬式耐污型,110kV绝缘子选用70kN悬式标准型,标准型绝缘子爬电距离的有效系数取1,耐污型绝缘子爬电距离的有效系数取0.9 ;2)括号中的数值为单片绝缘子的高度,单位mm ;3)表中所列玻璃绝缘子片数由五省区省级电力设计院提供。由于耐张绝缘子串自洁性较悬垂绝缘子串好,

27、 耐张绝缘子片数按污秽条件选择并已达到规范所规定的最少片数时,不再考虑另行增加片数。3.3.3空气间隙标准设计的空气间隙按照规范的相关规定选择, 采用平衡高绝缘时,空气间隙按照配合系数相应修正,推荐采用的空气间隙值见表3.3-2。回路海拔高度(m)空气间隙(m)工频操作雷电带电作业单<10001.302.703.703.20双4.10单1000 20001.503.003.953.50双4.35单2000 25001.603.154.103.70双4.50单2500 30001.703.304.303.90双4.70单3000 35001.803.454.404.10表3.3-2空气间隙

28、推荐采用数值电压等级(kV)500电压等级(kV)回路海拔高度(m)空气间隙(m)工频操作雷电带电作业双4.80单3500 40001.903.604.504.30双4.90220单、双<10000.551.451.901.80四2.10单1000 20000.601.602.002.00双2.1单2000 25000.651.702.102.10双2.25单2500 30000.751.902.202.20双2.25单3000 35000.802.002.302.30双2.35单3500 40000.852.052.302.45双2.35110单、双<10000.250.701.

29、001.00四1.15单、双1000 20000.300.801.251.10单、双2000 25000.300.851.251.20单、双2500 30000.400.901.301.25回路海拔高度(m)空气间隙(m)工频操作雷电带电作业单、双3000 35000.400.951.301.30单、双3500 40000.451.001.351.35电压等级(kV)注:1)对操作人员需要停留工作的部位,还应考虑人体活动范围0.5m ;2)表中所列空气间隙值由五省区省级电力设计院提供。3.3.4 间隙圆图(1)悬垂串风偏角计算单回直线塔统一取下层横担悬垂绝缘子串风偏角来规划整个塔头(500kV

30、导线平均高度一般取20m , 110220kV导线平均高度一般取15m , 500kV跨越塔的导线平均高度取 45m , 220kV跨越塔的导线平均高度取 40m , 110kV跨越塔的导线平均高度取35m)。双回路直线塔统一取中层横担悬垂绝缘子串风偏角来规划整个塔头。即计算 风偏角时,导线张力仍按平均高度的风速计算,而导线的风压需考虑换算至中层 导线的平均高度(该换算高度宜取中、下导线层高),悬垂绝缘子串的风压按中层 横担的高度计算。四回路直线塔则以第二层和第五层悬垂绝缘子串风偏角来规划 塔头。风压不均匀系数a应根据计算工况的设计基本风速值选取。当风速27 m/s时,a取0.61 ;当20

31、W风速27 m/s时,a取0.75 ;当风速20m/s 时,a取1.0。对跳线计算,风压不均匀系数取1.0。间隙圆采用复合绝缘子串的风偏角绘制。 复合绝缘子的风压取对应玻璃绝缘子片数(按复合绝缘子串长除以玻璃绝缘子单片高度,500kV片高取155mm, 110220kV片高取146mm)的风压值的40%。(2)间隙圆设计直线塔按照单、双联“I”型悬垂绝缘子串规划塔头,分别绘制间隙圆图。双联串的允许摇摆角所对应的摇摆角系数 Kv值应满足规划要求。绘制塔头间隙圆图时,应考虑塔头宽度的影响,在子导线的下导线处考虑小 弧垂引起的垂直下偏量和水平偏量,然后在此基础上绘制间隙圆。间隙圆内应包含结构裕度。2

32、20500kV铁塔在外形布置时,结构裕度对应 于准线选取,塔身部位取300mm,其余部位取200mm ; 110kV铁塔结构裕度取150mm200mm 。 220kV、110kV钢管杆在外形布置时,结构裕度对应于钢管构件外缘选取,220kV为200mm ,110kV为150mm。耐张塔塔头正面图的外角侧绘制装设跳线串情况的间隙圆,内角侧绘制不装 设跳线串情况的间隙圆;一般耐张串长度取可能用到的最短长度; 当转角度数过大,带电部分对横担的间隙不够时,应考虑增加耐张串长度(一般增加绝缘子片数)后,带电部分对塔身的间隙仍满足要求。在校验塔头正面间隙时,220kV跳线串偏角一般按20考虑。跳线(包括跳

33、线子导线)对塔身的电气距离在500kV跳线串偏角一般按15。考虑,110kV和俯视图中的投影满足:500kV双回路为4.9m左右,220kV双回路为2.8m左右,110kV为1.9m左右。在设计单回路杆塔时,应考虑带电部分对主材侧面和导线横担下表面的电气距离满足带电作业间隙;在设计双回及以上线路杆塔时,应考虑带电部分对主材侧面、本层导线横担下表面和下层横担上表面的电气距离满足带电作业间隙;除本层导线横担下表面外,以上部位均考虑0.5m人体活动范围。335 防雷保护所有杆塔均按照双地线设计。地线和导线的距离应满足档中导地线配合的要 求。无冰、轻冰和中冰区,杆塔上地线对边导线的保护角,对于同塔双回

34、或多回 路,220kV及以上线路的保护角均不大于 0 °,110kV线路不大于10 °对于单 回路,500kV线路的保护角不大于10 °,220kV及以下线路不大于15。重冰区单回路杆塔上地线对边导线的保护角,500kV线路不大于15 °,220kV及以下线路不大于20。保护角计算至分裂导线中心即可。3.3.6 塔头布置导地线布置要求参照以下原则执行。 覆冰区110500kV铁塔相邻导、地线间和垂直排列的上下导线之间的 水平偏移应满足表3-12 。表3.3-4上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的最小水平偏移(m)电压等级(kV)110220500设计冰厚

35、10(mm)0.501.001.75设计冰厚15(mm)0.751.252.00设计冰厚20(mm)中冰1.01.52.25设计冰厚20(mm)重冰1.52.03.0设计冰厚30(mm)2.02.53.5如果每相导线有多根分裂子导线,水平偏移距离应按照子导线计算。耐张塔的水平偏移距离应计入转角度数的影响。为了减少或避免导线间的闪络事故,中、重冰区如采用非水平排列方式,杆塔上应有足够的垂直距离和水平位移,以满足导线与地线或导线之间在不同期脱冰时静态和动态接近的电气间隙要求。静态接近距离不应小于操作过电压间隙值;动态接近距离不应小于工频电压间隙值。对于无冰区杆塔,为了防止施工架线时,上层已装相的导

36、线与下层正装相的导引绳碰触,相邻层导线间的挂点间应保持一定的水平偏移,500kV杆塔一般取 500mm,220kV 杆塔一般取 400mm , 110kV 杆塔一般取 300mm 。(2)杆塔上两根地线之间的距离,不应超过地线与导线间垂直距离的5倍。(3)导线垂直排列的垂直线间距离,宜取不小于水平线间距离计算结果的75% ;双回路及多回路杆塔不同回路的不同相导线间的水平或垂直距离,应较同回路的水平或垂直线间距离的要求值大 0.5m。一般来说,直线塔应按间隙圆控制层高,但需验算最大使用档距,并在模块说明部分中给出每种塔型的单侧容许最大使用档距。(4)双分裂子导线在无冰区按垂直排列布置,在轻冰区可

37、采用垂直排列或水平排列,在中、重冰区按水平排列布置。(5)单回路酒杯塔和猫头塔悬垂绝缘子串可采用“I”串或“ V”串;双回路塔一般按全“ I”串设计,基本风速较大的地区,可按全“V ”串设计。(6)“ V”串两肢之间夹角的一半可比最大风偏角小5 ° -10。,该夹角不宜小于80度,不宜大于120度。(7)“ I”串悬垂转角塔,可将悬垂串悬挂于导线横担下方的小挂架上;对于“V”串塔,相应的悬垂转角塔采用“ L”串。(8) 单、双和四回路1型耐张塔、四回路分歧塔一般呈中心对称,其余耐张塔一般外角侧横担较内角侧横担长,内角侧横担不宜过短(需满足跳线串向塔身方向偏5度要求)。(9) 在设计导

38、线横担尺寸时,所有耐张塔内、外角侧均考虑装设跳线串。(10) 对于无冰、轻冰和中冰区耐张塔,当最大转角度数不大于40度时,导线横担可采用拔梢形,当最大转角度数大于 40度时,导线横担采用方形。(11) 耐张塔导线横担外侧可根据间隙需要设计跳线支架,110kV原则上不设置跳线支架;220kV根据需要设置跳线支架,长度不超过1.0m ; 500kV根据需要设置跳线支架,跳线支架的长度不超过2.0m。337 联塔金具除110kV和220kV直线钢管杆导线挂点按单挂点设计外,所有直线塔的导线挂点均按单挂点和双挂点进行设计,500kV双挂点间距为600mm,220kV双挂点间距为500mm,110kV双

39、挂点间距为400mm ; 500kV耐张塔导线采用双挂点,220kV及以下等级耐张塔导线采用单或双挂点。所有电压等级地线均 采用单挂点。500kV耐张串两联之间的平行距离采用 450550mm, 220kV 耐张串两联 之间的平行距离采用400450mm。两挂点的间距按照最大转角度数进行相应 补偿。联塔金具应转动灵活且受力合理,其强度应高于串内其他金具强度。 覆冰区 悬垂串联塔金具顺线路方向设置,无冰区悬垂串联塔金具横线路方向设置。 各电 压等级联塔金具型式详见见表3.3-5。表3.3-5各电压等级联塔金具电压等级(kV)塔型导线挂点金具跳线挂点金具地线挂点金具110直线塔UB挂板或U型挂环/

40、UB挂板或U型挂环耐张塔U型挂环UJ螺丝或UB挂板U型挂环钢管杆U型挂环U型挂环U型挂环220直线塔ZBS挂板/UB挂板耐张塔GD型耳轴挂板或U型挂环UB挂板GD型耳轴挂板或U型挂环钢管杆U型挂环U型挂环U型挂环500直线塔ZBS挂板/UB挂板耐张塔GD型耳轴挂板或U型挂环UB挂板GD型耳轴挂板或U型挂环3.4杆塔荷载341气象条件的重现期500kV输电线路重现期取50年;110220kV输电线路重现期取30年。3.4.2基本风速离地高度基本风速离地面高度为10m。3.4.3杆塔荷载计算原则及规定(1)荷载计算原则杆塔标准化设计的荷载和组合条件均应满足110kV750kV架空输电线 路设计规范

41、(GB50545)、重覆冰架空输电线路设计技术规程(DL/T5440-2009)、架空送电线路杆塔结构设计技术规定(DL/T5154-2002)、架空送电线路钢管杆设计技术规定(DL/T5130-2001)等规程规范的要求。考 虑到覆冰、断线工况新、旧规程的内容变化较大,为方便使用,特将部分内容摘 录如下。1)各类杆塔均应计算线路正常运行情况(包括基本风速、设计覆冰、最低气温)、断线情况、不均匀覆冰情况和安装情况下的荷载组合,必要时尚应验算地 震等罕见情况。2)进行地线特性计算和档中导地线配合计算时,地线设计冰厚应与导线一致,但在杆塔荷载计算时,地线应按较导线冰厚增加5mm的覆冰厚度计算地线

42、覆冰工况的荷载(过载),事故工况的断线张力应按地线最大使用张力的百分比取 值。3)覆冰情况下(含不均匀冰)须考虑导、地线及杆塔的风荷载增大系数B,不同覆冰厚度时B的取值如下表:表3.4-1各风荷载增大系数覆冰厚度(mm)覆冰风荷载增大系数B导地线、绝缘子杆塔01.01.0101.21.2151.31.6201.51.8301.82.04)对覆冰线路,断线情况按-5 C、有冰、无风的气象条件进行计算;对最低温度为0 C的无冰线路,断线情况按+5 C、无冰、无风的气象条件进行计算。各类杆塔导、地线的断线张力的取值见下表,垂直冰荷载取100%设计覆冰荷载。表3.4-2断线张力冰区断线张力(一相导线或

43、一根地线最大使用张力的百分数)直线型杆塔耐张型杆塔单导线双分裂导线双分裂以上导线地线单导线双分裂及以上导线地线轻冰10mm及以下50%平丘25%山地30%平丘20%山地25%100%100%70%100%中冰15mm50%40%35%100100%70%10020mm50%45%重冰20mm55%100100%75%10030mm60%80%5)不均匀覆冰情况按-5 C、有不均匀冰、10m/s风速的气象条件进行计算。不均匀覆冰情况时,不平衡张力的取值见下表,垂直冰荷载取75%设计覆冰荷载。表3.4-3 不均匀覆冰不平衡张力冰区不平衡张力(一相导线或一根地线最大使用张力的百分数)直线型杆塔耐张型

44、杆塔导线地线导线地线轻冰10mm及以下10%20%30%40%中冰15mm15%25%35%45%中冰20mm20%30%40%50%重冰20mm25%46%42%54%重冰30mm29%50%46%58%6)各类杆塔的安装情况,应按10m/s风速、无冰、相应气温的气象条件进C、无冰、10m/s风速导、地线的施工误差系1.1,地线张力的过牵行计算。对最低温度为0 C的无冰线路,安装情况按+5的气象条件进行计算。所有直线塔需考虑2倍起吊荷载。数取1.025 ;动力系数取1.1 ;导线张力的过牵引系数取 引系数取1.06 ;由于采用降温法来补偿初伸长的影响,故导、地线安装张力按 安装气温降低补偿温

45、度后的张力取值。7)当杆塔全高不超过60m时,杆塔风荷载调整系数P z应按下表对全高采用一个系数:表3.4-4 全高不超过60m杆塔风荷载调整系数杆塔全高(m)20304050601.01.251.351.51.6当杆塔全高超过60m时,风荷载调整系数应分段计算,取值可参考下表,但加权平均值应不低于1.6 :表3.4-5 全高超过60m杆塔风荷载调整系数杆塔头部(横担及地线支架)横担或地线支架W 60m,取1.860m V横担或地线支架W100m,取 2.0身部分段高(m)1020304050607080901001.401.451.501.551.601.621.641.661.681.70

46、对基础,当杆塔全高不超过60m时,风荷载调整系数P z取1.0 , 60m及以上时取值如下,但加权平均值应不低于1.3 :表3.4-6 全高超过60m杆塔计算基础力风荷载调整系数杆塔头部(横担横担或地线支架W 60m,60m V横担或地线支架W及地线支架)取1.4100m,取1.5身部分段高(m)102030405060708090100忆(计算基础作用力)1.201.221.251.271.301.311.321.331.341.35(2)荷载计算统一规定为了统一杆塔标准设计的荷载计算原则,特对如下情况作出规定:1)风压高度变化系数Z统一按B类地面粗糙度选取;2)对无冰、轻冰区:500kV线

47、路直线塔按代表档距400m计算各工况张力,耐张塔前后侧按代表档距250300m/500600m 计算各工况张力;110220kV线路直线塔按代表档距 350m计算各工况张力,耐张塔前后侧代表档距220kV按450m/200m 、110kV按400m/200m 计算各工况张力;对中、重冰区,直线塔和耐张塔的代表档距可相应减小;3)耐张塔前后挂点的垂直荷载按照2.5:7.5分配,且应分别考虑前侧上拔后侧下压、前侧下压后侧上拔、两侧下压的不同组合工况。耐张塔负荷结合代表档 距、水平档距和垂直档距,组成前后一侧为大水平荷载、大垂直荷载、大张力, 另一侧为小水平荷载、小垂直荷载、小张力等组合;终端塔应考

48、虑垂直荷载全部加在线路侧的情况;直线塔垂直荷载前后侧按4:6分配;4)应考虑各种正常运行情况的导地线垂直档距的变化情况;5)耐张塔前后挂点的水平风荷载按照2.5 : 7.5分配;6)导、地线平均高度的计算值规定为:导地线张力特性计算时,110220kV线路的导地线平均高度取15m, 500kV线路的导地线平均高度取20m ;500kV 导线对地距离取 20m,220kV 取15m,110kV 取12m (在实际工程中应用高塔时,应按实际导、地线平均高度进行验算)。对于双回路及以上的多回路,由下相导线平均高度加上层高后可计算出中、 上相导线的平均高度;当算得的下相导线平均高度低于 20m(500

49、kV)或15m(220110kV)时,风压高度变化系数Z应取1.0 ;7)对于220500kV所有直线塔均应考虑锚线工况;110kV由于耐张段较短、利用耐张塔锚线作业易实施,故 110kV的直线塔不考虑锚线工况;8)在安装情况,应考虑导地线安装时初伸长、过牵引、施工误差等因素9) 110220kV双回、四回和500kV双回路铁塔应考虑分期架设的情况;10)中、重冰区线路宜考虑验算覆冰工况,验算冰厚可取设计冰厚的1.3 1.5倍,并在子模块说明书中列出验算覆冰工况荷载;11)4分裂及以上线路垂直荷载需考虑间隔棒重量,覆冰工况应考虑绝缘子串覆冰后增加的重量;12)考虑到光纤复合架空地线 OPGW比

50、普通地线直径稍大,地线水平荷载、垂直荷载及线条张力均考虑增大系数1.05。3.4.4荷载组合(1)直线塔1)正常运行情况(a)基本风速、无冰、未断线(最大垂直荷载、最小垂直荷载分别与最大水平荷载组合),包括90 °、60 °、45 °、0。风;(b)设计覆冰、相应风速及气温、未断线(90。风最大垂直荷载与最大水平荷2)断线情况:单回路杆塔:单导线断任意一相导线(分裂导线任意一相导线有纵向不平衡 张力),地线未断;断任意一根地线,导线未断;双回路杆塔:同一档内,单导线断任意两相导线 (分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力);断一根地线,单导线断任意一相导线(分裂导线

51、任意一相导线 有纵向不平衡张力);四回路杆塔:同一档内,单导线断任意三相导线 (分裂导线任意三相导线有纵向不平衡张力);断一根地线,单导线断任意两相导线(分裂导线任意两相导线 有纵向不平衡张力);3) 安装情况所有直线塔应考虑检修吊装。对于220500kV所有直线塔应考虑锚线情况,110kV直线塔不考虑锚线 情况;4) 不均匀覆冰情况应考虑导、地线同时同向有不均匀覆冰的不平衡张力, 使铁塔承受最大弯矩 的情况,此时,应考虑90 °风和0°风两种风向下的不均匀弯组合,0度风时风向 应与导地线张力方向相同;中、重冰区直线塔还应考虑导、地线同时不同向有不 均匀覆冰的不平衡张力,使铁塔承受最大扭矩的情况。5) 验算覆冰情况验算覆冰应使所有导、地线同时同向有不平衡张力,使杆塔承受最大弯矩情 况。(2)直线转角塔主要工况同直线塔一致,

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