35kV-110kV输电线路钢管杆通用设计技术要求

1、35kV-110kV输电线路钢管杆通用设计技术要求说明书(征求意见稿二一年六月目录1 总论 (11.1 目的和原则 (11.2 设计依据 (11.2.1 主要规程规范 (11.2.2 国家电网公司的有关规定 (22 主要设计原则 (22.1 设计气象条件 (32.2 导线和地线 (32.3 绝缘配合及防雷保护 (42.4 塔头布置 (82.5 联塔金具 (82.6 杆塔设计一般规定 (92.7 杆塔规划 (92.8 杆塔荷载 (102.9 杆塔使用材料的原则和要求 (10附录 1 35110kV 输电线路钢管杆通用设计主要设计原则及模块划分和编号附录 2 35110kV 输电线路钢管杆通用设计

2、修订模块主要技术条件附录 3 联塔金具标准件图例附录 4 35110kV 输电线路钢管杆通用设计模块杆塔规划使用条件附录 5 输电线路通用设计钢管杆制图和构造规定1 总论1.1 目的和原则目前,输电线路设计相关国家标准、行业规范即将颁布实施。为进一步深化标准化建设,公司组织开展本地区输变电工程通用设计(35110kV 线路部分修订和应用工作。本次修订充分借鉴已有的成果,应用即将颁布执行的新版设计标准,应用“两型三新”、全寿命周期设计、高强钢等新技术、新材料。为了满足通用设计成果标准化、统一化、规范化的要求,公司颁布制定了35110kV 输电线路钢管杆通用设计修订主要设计原则及模块划分和编号。1

3、.2 设计依据1.2.1 主要规程规范110kV750kV 架空输电线路设计规范(GB50545-2010重覆冰区架空输电线路设计技术规程(DL/T5440-2009高压架空送电线路和发电厂、变电所环境污秽分级及外绝缘选择标准(GB16434-1996圆线同心绞架空导线(GB/T1179-2008铝包钢绞线(YB/T124-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合(DL/T620-1997高海拔污秽地区悬式绝缘子片数选用导则(DL/T562-1995架空送电线路杆塔结构设计技术规定(DL/T5154-2002钢结构设计规范(GB50017-2003建筑结构荷载规范(GB50009-2001架

4、空送电线路钢管杆设计技术规定(DL/T5130-2001输电线路铁塔制图和构造规定(行标报批碳素结构钢(GB/T700-2006低合金高强度结构钢(GB/T1591-2008紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱(GB/T3098.1-2000紧固件机械性能螺母粗牙螺纹(GB/T3098.2-2000紧固件机械性能螺母细牙螺纹(GB/T3098.4-20001.2.2 国家电网公司的有关规定国家电网公司十八项电网重大反事故措施(试行(国家电网生计2005400 号;国家电网公司安全工作规程(线路部分(国家电网安监2009 664号;协调统一基建类和生产类标准差异条款(输电线路部分(办基建20081 号

5、;国家电网公司新建线路杆塔作业防坠落装置通用技术规定(试行(国家电网基建2010184 号。2 主要设计原则2.1 设计气象条件本次通用设计各模块适用于本辖区,根据本地区线路采用的气象条件以及本地区已建多条35kV110KV线路工程的运行情况,结合气象局提供的气象资料,综合各种情况,确定冰风组合条件见下表:表2-1 模块气象条件表 2.2 导线和地线1导线导线采用 2008 年颁布的圆线同心绞架空导线(GB/T1179-2008 标准编制,具体参数可参考表2-2。35110kV 钢管杆导线安全系数取68,年平均运行张力12%。经过技术经济比较:一般转角占比较大的线路安全系数取8,转角占比较小的

6、线路安全系数取6较经济。2地线地线参数可参考表2-3。计算地线荷载时,按导电率为20 选取地线参数;计算地线支架高度、校核导地线间隙时,按导电率为40 选取地线参数。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,但地线安全系数应大于导线安全系数。同时,为提高通用设计的适用性,本次通用设计的地线35kV设计按照单地线考虑;110kV设计按照两根地线一侧架设O PGW 光缆、一侧架设地线考虑,OPGW 侧荷载同另一侧地线荷载。导地线参数见表2-2、2-3。表2-2 导线技术参数及机械特性 表2-3 地线技术参数及机械特性 2.3

7、绝缘配合及防雷保护2.3.1 绝缘配合原则依照110kV750kV 架空输电线路设计规范(GB50545和交流电气装置的过电压保护和绝缘配合(DL/T620-1997进行绝缘设计,使线路能在工频电压、操作过电压和雷电过电压等各种情况下安全可靠接地。在钢管线路的绝缘设计上,因位于城区,以防污设计为主。根据以往工程的设计经验,大量的线路处于、级污秽区,因此按级污秽区进行绝缘配合设计,对于通用设计 35110kV 部分按级中限考虑,爬电比距2.8cm/kV(相当于 d 级。若在具体工程的设计中,线路经过较严重的污秽地区时,可以通过采用防污型绝缘子,同时也可采用防污性能较优的复合绝缘子的方式来满足要求

8、。对于同塔双回路,因存在两个回路同时遭受雷击闪络的可能性,两回路同时跳闸将对系统产生较大的冲击,严重影响系统的可靠性,为有效防止两个回路同时闪络很重要。根据国内外经验,调整两回路之间的绝缘水平,采取平衡高绝缘配置,对降低或避免因塔顶遭受雷击而引起的双回路同时跳闸事故是有效的措施,所以同塔双回路采用平衡高绝缘设计。表2-4 绝缘子模型参数表 表2-5 绝缘子片数选择一览表 注:爬电比距为按照瓷绝缘子能达到的最大数值。耐张绝缘子串受力比悬垂绝缘子串大,容易产生零值绝缘子,因而通常使用耐张绝缘子片数比同级悬垂串绝缘子片数增加 12 片。根据现行规范,并考虑到耐张绝缘子串悬挂方式不同于悬垂串,自清洗能

9、力较强,因此,按污秽条件选择并已达到规范所规定的片数时,不再考虑另行增加片数。2.3.2 绝缘子串强度及长度本节中未特别标注海拔高度的表格数值均为海拔1000m 以下、级污区时的绝缘子串配置情况,均为统计数值,仅供参考。135kV 部分35kV 线路绝缘子强度级别选择可参考表 2-6。表2-6 绝缘子强度级别选择 2110kV 部分110kV 线路绝缘子强度级别选择可参考表 2-7。表2-7 绝缘子强度级别选择 3平地单、双回路塔悬垂绝缘子串长度配置参考取值见表2-8。表2-8 悬垂绝缘子串参考长度配置表(mm 2.3.3 空气间隙通用设计的空气间隙完全按照规范的相关规定选择,采用平衡高绝缘时

10、,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2-9。表2-9 空气间隙推荐采用数值 2.3.4 间隙圆图计算直线塔悬垂串风偏角时,除跨越塔外,各塔型均以下导线为基准高度(35110kV 下导线平均高度取15m,跨越塔的下导线基准高度取40m,由此分别推算下、中、上导线高空风压系数。2.3.5 带电作业通用设计中的所有杆塔均依照35kV110kV 架空输电线路设计规范行带电检修间隙的设计,同时满足国家电网公司安全工作规程(线路部分(国家电网安监 2009 664 号中的相关规定,与以往设计的杆塔一致,因此通用设计的所有杆塔均能满足带电检修作业的要求。2.3.6 防雷保护35kV按单地

11、线设计;110kV杆塔均按照双地线设计。地线和导线以及地线和地线间的距离要满足规范要求;地线对导线的保护角:对于同塔双回或多回路,110kV 线路不大于10°对于单回路,110kV线路不大于15°35kV 单回路或同塔双回线路不大于25°。2.4 塔头布置导地线布置要求参照以下原则执行。1 110kV 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2-10。表2-10 水平偏移取值(m 2110kV 双分裂导线子导线间距最小为400mm。3导线垂直排列时,相邻导线间最小垂直线间距离不小于水平线间距离计算值的75%;双回路塔不同回路的不同相导线间的最小

12、水平(或垂直距离应较水平线间距离(或垂直间距计算值大0.5m。4地线支架按照新规范执行。535110kV 转角塔内、外侧跳线串安装按跳线间隙计算确定,原则推荐按表2-11设计。表2-11 35110kV 跳线串安装原则表 2.5 联塔金具直线塔的导线挂线点采用“I”型串,分别按照单挂点和双挂点进行设计,制图时分别绘制两套挂点详图。耐张塔采用单挂点。地线采用单挂点。金具强度要与绝缘子强度相匹配。导线“I”型悬垂串联塔金具采用 UB 或 EB 挂板,导线耐张串联塔金具采用 U 型挂环,跳线串采用 UB 挂板 (标准件图例见附件3。地线悬垂串的第一金具采用 UB 挂板,耐张串的第一金具采用 U 型挂

13、环。2.6 杆塔设计一般规定关于防坠落措施问题根据国家电网公司安全工作规程(线路部分(国家电网安监2009664 号中规定:钢管杆塔、30m(呼高及以上杆塔和 220kV 及以上新建线路杆塔应装设杆塔作业防坠落装置。新建线路杆塔作业防坠落装置应按照国家电网公司新建线路杆塔作业防坠落装置通用技术规定(国家电网基建2010184 号要求,与杆塔设计、制造、安装、验收、投运一并考虑,做到“五同时”。因此,杆塔施工图中应包括完整的防坠落装置连接及安装施工图。考虑防坠落装置装设的方便性,脚钉统一按 400mm 步长配置。2.7 杆塔规划杆塔规划是否合理、经济,对通用设计的经济性影响很大,要合理规划各子模

14、块杆塔的水平档距和垂直档距,以使其在具体工程中的杆塔利用系数尽量接近 1.0。根据上述原则和原通用设计的成果,杆塔规划的具体原则是:1模块修订原则上沿用原有系列划分原则,在修订过程中如有需要也可提出新增,新增模块规划原则应一致。2耐张塔:划分为020°、2040°、4060°和6090°四个角度系列,并单独设计终端塔,终端塔应确定 090°的角度范围,即“4+1”系列。所有呼称高统一为 3的倍数,级差按3m考虑。直线塔和耐张塔最小呼高均为18m。表2-12 钢管杆呼称高度规划表 所有钢管杆统一考虑带双回10kV 。2.8 杆塔荷载1 气象条件的

15、重现期110kV 输电线路重现期取30 年。2 基本风速离地高度基本风速离地高度: 35110kV 输电线路为 10m。3通用设计杆塔荷载及特殊的考虑通用设计所有杆塔荷载和组合条件均满足110kV750kV 架空输电线路设计规范( 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中所规定的杆塔正常、事故、安装的强度要求。2.9 杆塔使用材料的原则和要求1杆塔材料钢材材质为现行国家标准碳素结构钢(GB/T700-2006中规定的Q235系列、低合金

16、高强度结构钢(GB/T1591-2008中规定的Q345、Q420和Q460系列。按实际使用条件确定钢材级别。表2-13 钢材的强度设计值 表2-14 通用设计材料推荐采用表 2组合钢管杆应用原则及范围1.满足下列条件的35kV 及以上大荷载杆塔,经比较具有技术经济优势时,应推广应用组合钢管杆:a高度超过 50m 的杆塔。b同塔多回线路、大导线杆塔。c大跨距线路杆塔。d采用多分裂、大截面导线,设计风速高、承受荷载大的杆塔。2.走廊狭窄或有景观要求的特殊地区大跨距转角,宜采用组合钢管杆。3.Q420 及以上强度高强钢,经技术经济比较具有优势时应优先采用。附录 1 35110kV 输电线路钢管杆通

17、用设计主要设计原则及模块划分和编号1 输电线路钢管杆通用设计主要设计原则1.1 设计基本风速按照新制定的110750kV 架空输电线路设计规范(GB50545,设计基本风速重现期110330kV 线路由15年提高到30年,基准高度110330kV 线路的15m 高统一调整为离地10m高,同时110330kV 不宜低于 23.5m/s(相当于修订前最大设计风速 25m/s。根据上述原则,考虑到经济性、安全性、通用性,本次通用设计修订基本风速110不低于 23.5m/s,并以 2m/s 递增。具体取值为: 35kV 线路: 23.5m/s、25m/s、27m/s110kV 线路: 23.5m/s、

18、25m/s、27m/s在具体设计中,按照标准规定,计算杆塔荷载时将依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。1.2 覆冰取值本次修订在以往通用设计成果的基础上,考虑2008 年冰灾后工程设计冰厚的取值情况,确定了各电压等级的覆冰取值主要原则如下: 35kV 线路: 10mm;110kV 线路:10mm。1.3 导线35kV 线路:主要考虑150mm2、185mm2截面导线;110kV 线路:主要考虑 240mm2、300mm2、400mm2截面导线。1.4 地线35kV 采用GJ-35、GJ-50 钢绞线;110kV 采用J LB-100 铝

19、包钢绞线。1.5 地形条件充分考虑地形对铁塔设计影响程度、环保性及钢材耗量。1.6 海拔高度35kV110kV 具体为:1000m;1.7 回路数本次修订模块选择单回路、同塔双回路、同塔四回路设计。2 模块划分及编号说明本次将相同电压等级、回路数、导线型式的模块划分为一个模块,每个模块根据风速、覆冰、海拔高度不同划分子模块。杆塔名称由三部分组成,即编号塔型名称系列号1.编号(1模块编号对于单回路和双回路,模块编号由二部分字符组成。模块编号中数字代表电压等级:35-35kV; 1-110kV。字母:GG-代表钢管杆;J-代表紧凑型;JD-单回路紧凑型;Z-代表直流;其余字母A、B、C、 D(除G

20、、J、O、Z、X 外-代表模块代号。模块编号的原则是根据回路数和导线截面来划分的。(2子模块编号对于单回路和双回路,子模块编号由二位或四位字符组成。子模块编号的前两位与模块编号相同,是按照回路数和导线截面来划分的。对于同塔四回路塔型,模块编号为(X/XA、BX 为数字代表电压等级; 1-110kV。数字:1、2、3指的是模块系列号。2.塔型名称塔型名称全由字母组成,各字母分别代表如下意义: Z-直线塔; J-转角塔;SS-同塔四回路;S-同塔双回路; G-钢管塔; ZJ-直线转角塔;DJ-终端塔;K-跨越塔。比如:SSZC-表示同塔四回路直线塔(长短腿;SDJC-表示同塔双回路终端塔(长短腿。

21、3.系列号1、2、3,即塔型系列号。附录235110kV 输电线路钢管杆通用设计修订模块主要技术条件表2-135k V输电线路钢管杆通用设计修订模块主要技术条件 全部考虑带双回10kV,导线为LGJ-240/30, 导线安全系数为10。16表2-2 110k V输电线路钢管杆通用设计修订模块主要技术条件 全部考虑带双回10kV,导线为LGJ-240/30, 导线安全系数为10。1735kV-220kV输电线路钢管杆通用设计技术要求说明书附录3联塔金具标准件图例 (1UB 型挂板 (2EB 型挂板 35kV-220kV 输电线路钢管杆通用设计技术要求 说明书 附录4 35110kV输电线路钢管杆

22、通用设计模块杆塔规划使用条件 35GGX、1GGX 单回模块杆塔规划使用条件表 水平档距 垂直档距 转角度数 呼称高 Kv值 （m） （m） （m） （°） 150 200 0 2130 200 250 0 2130 150 150 150 150 150 200 200 200 200 200 020 2040 4060 6090 090 1827 1827 1827 1827 1824 计算高度 （m） 21 27 24 24 24 24 序 杆塔名称 号 1 ZG1 2 ZG2 3 ZGK 4 JG1 5 JG2 6 JG3 7 JG4 8 DJG 序 杆塔名称 号 1 SZG

23、1 2 SZG2 3 SZMK 4 SJG1 5 SJG2 6 SJG3 7 SJG4 8 SGDJ 35GGCX、1GGX 双回模块杆塔规划使用条件表 水平档距 垂直档距 转角度数 呼称高 Kv值 （m） （m） （m） （°） 150 200 0 2130 200 250 0 2130 150 150 150 150 150 200 200 200 200 200 020 2040 4060 6090 090 1827 1827 1827 1827 1824 计算高度 （m） 21 27 24 24 24 24 序 杆塔名称 号 1 SSZG1 2 SSZG2 3 SSZMK 4

24、 SSJG1 5 SSJG2 6 SSJG3 7 SSJG4 8 SSDJG 1GGF 四回模块杆塔规划使用条件表 水平档距 垂直档距 转角度数 Kv值 （m） （m） （°） 150 200 0 200 250 0 150 150 150 150 150 200 200 200 200 200 020 2040 4060 6090 090 呼称高 （m） 2130 2130 1827 1827 1827 1827 1824 计算高度 （m） 21 24 24 24 24 24 19 35kV-220kV 输电线路钢管杆通用设计技术要求 说明书 附录5 输电线路通用设计钢管杆制图和构造规定 本规定参照国家电网公司 110500kV 输电线路通用设计铁塔制图和 构造规定 一、图纸幅面尺寸 基本幅面代号 长×