如何选择配电架空线路

1、如何选择配电架空线路使用的环形水泥电杆叶道仁编0一二年十二月三十日如何选择配电架空线路使用的环形混凝土电杆众所周知，配电架空线路所使用电杆一般有两种，一种是钢管电杆，钢管电杆又分为圆形钢管电杆和12等边形钢管电杆；钢管电杆再分为焊接式（一般采用两段焊接）或套接式。另一种是环形混凝土电杆，环形混凝土电杆又分为圆锥形环形混凝土电杆和等径环形混凝土电杆；环形混凝土电杆再分为预应力环形混凝土电杆和普通环形混凝土电杆；环形混凝土电杆按结构又分整根环形混凝土电杆和组装式环形混凝土电杆。今天要介绍的是专门谈环形混凝土电杆型式选用和校验抗弯强度。其实钢管电杆的选用和校验与环形混凝土电杆选用和校验是同理的。我们

2、先对配电系统（配电网）的概念要有一个了解，传统上将电力系统划分为发电、输电和配电三大部分组成系统。发电系统发出的电能经由输电系统的输送，最后由配电系统分配给各个用户。一般地，将电力系统中从降压配电变电所（高压配电变电所）出口到用户端的这一段系统称为配电系统，又称配电网。配电系统是由多种配电设备（或元件）和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。下面图1就是电力系统结线示意图。发电厂福电建路/、/20IKV500IKV50MV220KV20KT11OEVpOD+500KV变电所2200变电由高坯配电缱造中田配电境路电力用户X/,UOKV10KV10KT和也2皿K2-l

3、11。即熨电所101V配由新图1电力系统网络结线示意图在我国，配电系统可划分为高压配电系统、中压配电系统和低压配电系统三部分。由于配电系统作为电力系统的最后一个环节直接面向终端用户，它的完善与否直接关系着广大用户的用电可靠性和用电质量，因而在电力系统中具有重要的地位。我国配电系统的电压等级，根据现行行标城市电力网规划设计导则Q/GDW156-2006的规定：220kV及其以上电压为输变电系统，35、63、110kV为高压配电系统，20、10、6kV为中压配电系统，380、220V为低压配电系统。中压配电系统由10（20、6）kV变电所、10（20、6）kV开闭所、10（20、6）kV架空线或电

4、缆线路等组成。一.环形混凝土电杆的型式选用：环形混凝土电杆型式选用之前，首先必须熟悉国标GB/T46232006环形混凝土电杆。（一）普通等径环形混凝土电杆或预应力等径环形混凝土电杆用于35、110、220KV架空线路。（二）普通圆锥形环形混凝土电杆或预应力圆锥形环形混凝土电杆有于380/220V、10、20KV架空线路（三）普通圆锥形环形混凝土电杆和预应力圆锥形环形混凝土电杆在应用方面要分别对待，在易受到冲击的地区采用普通圆锥形环形混凝土电杆，此杆韧性好耐一定冲击力；预应力圆锥形环形混凝土电杆，该杆较脆，受冲击力超过其强度像刀切一样，使用一段时间后，杆身纵向开裂缝，严寒地区会冻胀破坏，因此易

5、受冲击和严寒的地区不宜使用。钢纤维混凝土电杆的抗冻性优于普通混凝土电杆一倍以上，同时钢纤维混凝土电杆抗纵向裂缝的能力大大提高。因此，在混凝土中掺入钢纤维可以有效地解决混凝土电杆存在的纵裂和冻胀两大技术难题。（四）环形混凝土电杆的技术参数:锥形杆（锥度为1：75）图2锥形杆和等径杆示意图L一杆长；L1一荷载点图度；1.2一支持点局度；L3梢端至荷载点距离（为0.25m）D一根径或直径；d梢径；6一杆壁厚度锥形杆和等径杆的外形请见图2所示环形混凝土电杆的技术参数请见：1、附表1整根普通锥环形混凝土电杆开裂检验弯矩。附表1的注：(1)用悬臂式方法做试验时，杆件开裂检验弯矩(Mk)即在开裂检验荷载作用

6、下支持点断面处的弯矩。对特许电杆可根据工程需要确定支持点高度。(2)A、B、C、D、E,是不同开裂检验荷载的代号。(3)杆长12m的电杆，为了运输的方便，可以分段制作。分段制作的电杆，必须组装后进行力学性能试验。(4)本表摘自国标GB/T46232006环形混凝土电杆。2、附表2整根予应力锥环形混凝土电杆开裂检验弯矩。附表2的注：(1)用悬臂式方法做试验时，杆件开裂检验弯矩(Mk)即在开裂检验荷载作用下支持点断面处的弯矩。对特许电杆可根据工程需要确定支持点高度。(2)A、B、C、D、E,是不同开裂检验荷载的代号。(3)杆长12m的电杆，为了运输的方便，可以分段制作。分段制作的电杆，必须组装后进

7、行力学性能试验。(4)本表摘自国标GB/T46232006环形混凝土电杆。二.环形混凝土电杆的校验抗弯强度计算10KV配电线路主要计算直线杆的抗弯强度(因为耐张杆和转角杆都应用了拉线，它们所受的弯矩都传递到拉线上，故一般不计算抗弯强度)，一般只考虑导线和电杆本身受垂直线路方向最大风速时的风压作用（一）风力对电杆、裸导线、绝缘导线的风荷载计算：运用DL/T601-1996架空绝缘配电线路设计技术规程第四章第三节中公式计算：V2P9.807CF（21）16式中：P风力对电杆、裸导线、绝缘导线的风荷载，N;C风载体型系数，采用下列数值:圆形截面的钢筋混凝土电杆C=0.6;矩形截面的钢筋混凝土电杆C=

8、1.4;绝缘导线外径小于17mm,C=1.2;绝缘导线外径不小于17nlm,C=1.1;绝缘导线复冰（不认直径大小）C=1.2。F电杆杆身侧面的投影面积或单根（绝缘）导线外径、集束线外截圆直径与水平档距的乘积，m2；导线和电杆的迎风面积：Fdl（22）式中：d导线或电杆的外径，m;l水平档距或电杆地面以上受风高度，m。V设计风速，m/s。提醒：直线杆计算风荷载应按风向与线路走向相垂直的情况进行计算；当遇转角杆时按线路夹角等分线方向进行计算。请见图3所示。图3转角杆转角等分线方向采用公式（21）计算是比较简便的，连线路导线的覆冰都考虑了，从C值看到，增加了20%的裕度。（二）配电线路设计时要计及

9、覆冰厚度，应根据附近已有线路的运行经验确定。如无资料，请见典型气象区表1:表1典型气象表气象区IRmIVVVIVU大气温度c风速m/s最局+40最低-5-10-10-20-20一40-20导线覆冰一-5最大风+10+10-5-5-5-5-5安装00-5-10-5-1015雷过电压+15最大风30252525252525导线覆冰10最局、最低气温0安装10雷过电压1510覆冰厚度mm一555101015冰的比重g/cm30.9（三）配电线路设计时要考虑线路通过地区的污秽程度2进行配电线路设计时要考虑线路通过地区的污秽程度请架空配电线路污秽分级标准表确定绝缘子的型式表2架空配电线路污秽分级标准污秽

10、等级污秽条件线路爬电距离cm/kV污湿特征盐密mg/cm2中性点直接接地中性点非直接接地0大气清洁地区及离海岸盐场50km以上无明显污染地区。?0.031.91.61大气轻度污染地区，工业区和人口低密集区，离海岸盐场10km50km地区，在污闪季节中干燥少雾（含毛毛雨）或雨量较多时。0.030.061.92.41.62.02大气中度污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区。离海岸盐场3km10km地区。在污闪季节中潮湿多雾（含毛毛雨）或雨里较少时。0.080.102.43.02.02.53大气污染严重地区，重雾和重盐碱地区，近海岸盐场0.1-0.253.03.82.53.21km3km地区，工业和人口密

11、度较大地区，离化学污源和炉烟污秽300m1500m的较严重地区。4大气特别严重污染地区，离海岸盐场1km以内地区，离化学污源和炉烟污秽300km以内的地区。0.280.353.84.53.23.8注：本表时根据GB/T16434而订城市中低压配电网改造技术导则DL/T5991996中第四章第七节第3款规定当采用绝缘线时，绝缘子绝缘水平按15kV考虑。当采用铜绞线或钢芯铝绞线时，绝缘子绝缘水平按20kV考虑。城市中低压配电网改造技术导则DL/T599-1996中第四章第七节第5款规定中压架空线宜采用长度为12m电杆，必要时，可采用长度为15及以上电杆。（四）设计风力强度的计算考虑配电线路设计的最

12、大设计风速值，应采用离地面10m高处、10年一遇10min平均最大值。如无可靠资料，在空旷平坦地区不应小于25m/s。在山区宜采用附近平坦地区风速的1.1倍，且不应小于25m/s。表3风速表风力级别相当风速m/s陆地物征象范围中值8级17.220.719.0可折树枝，人向前行，感觉阻力甚大89级20.821.422.6烟囱及平平屋顶受到破坏，小屋会被吹毁10级21.528.426.5陆上少见，树木连根拔起或将建筑物吹毁11级28.532.630.6陆上很少见，有风必肩重大损失12级32m/s以上大于30.6陆上极少见，其摧毁力极丈（五）电杆埋设深度引用DL/T601-1996架空绝缘配电线路设

13、计技术规程中第八章第十六节规定电杆最小埋设深度，请见表4所示。表4电杆8.09.010.011.012.013.015.018.0的最小埋埋深1.51.61.71.81.92.02.32.6设深度遇有土质松软、流沙、地下水位较高等情况时应做特殊处理。1、遇有土质松软增设底盘；2、遇有土质流沙增设套筒挖杆洞，套筒采用素混凝土涵管小500加，边挖边沉入土中,涵管底先填50mm大小的毛石夯实，电杆吊入杆洞后，再填毛石夯实定杆位。3、遇有地下水位较高可填大块毛石或毛石混凝土，若赶工期就采用快干混凝土。（六）电杆的强度校验图4直线杆受力计算图电杆弯矩计算，沿顺时针旋转的弯矩为正弯矩（力X力臂=弯矩转），

14、反时针旋转的弯矩为负弯矩。M1F1h1M2F2h22F1h2M3F3h3合成弯距：MMiM2M3=Rl?hi2Fi?h2F3?h3国标GB/T46232006环形混凝土电杆中规定开裂检验弯矩Mk和电杆承载力弯矩Mu之间关系是：Mu?Mk（22）式中：承载力粽合检验系数，取为2（也就是安全系数）。我们计算出的合成弯矩M不容许大于（小于）电杆承载力弯矩M。M?Mu（23）即达到了校验环形混凝土电杆的目的，放心使用选择的杆型。实际案题1999年末南昌市城市电网改造中为了节省投资选用两回10kV高压线路与一回380/220V低压线路共杆架设方案，采用梢筋小190/15m锥环形钢筋混凝土电杆。高压线采用

15、交联聚乙烯（JKLGYJ-10-240）导线，低压线采用聚氯乙烯绝缘导线（JKLV-1-240型）问这样的高低压共杆线路选用那种规格的电杆?10解：查产品样本知JKLGYJ-10-240型绝缘导线的直径d=18.4mm,JKLV-1-240型绝缘5mm,风速导线的直径d=16.2mm,档距l50m;选择典型气象区为田类，冰厚V=25M/s;C=1.2,电杆埋深h02.5m,露出地面杆高h12.5m。图5高低压共杆的直线杆受力计算图1,风力对10kV线路上、中、下导线的作用力：应用公式（V2P9.807CF16P1=9.807X1.2X50X(5+18.4+5)25X25/1000X16=445

16、.91NFi2R=2X445.91=891.82NP29.807X1.2X50X(5+16.2+5)25X25/1000X16395.34NF24P2=1581.38N112,风力对10kV线路电杆的作用：h02.5mh12.5m图6电杆杆身的投影面积计算图锥形电杆杆身是圆台体，圆台体的锥度就是下、上两底圆的直径差与锥台高度之比值，如图6所示。(D-d)/L=1/75X/L=1/75X:12.5=1:75x12.575=0.1666mD=2X+0.19=0.166+0.19=0.35666=0.357m锥形电杆杆身的投影面积Q是一个梯形，其迎风面积：Q=(d+6+D+6)%/2=(0.19+0

17、.005+0.357+0.005)X12.5/2=3.481m2V2F39,807CQ16=9.807X1.2X3.481X25X25/16=1600.23N3、风力作用对电杆的作用点：风力作用在地面以上电杆的重心的1/2处，高度h5-=12.5/2=6.25m;上横担距杆顶212100mm,上横担与中横担、中横担与下横担之间距离为600mm,高压横担与低压横担之间距离为1100mm0h112.4m,h211.8m,h311.2m,h410.1m。4、风力作用对电杆产生的弯矩：M1F1?h1=1209.7X12.4=15000.28NmM2F1?h2=1209.7X11.8=14274.46N

18、mM3F1?h3=1209.7X11.2=13548.64NmM4F2?h41581.38X10.1=15971.93NMM5F3?h51600.23X6.25=10001.44Nm风力作用电杆的合成力矩：MM1M2M3M4M5=68796.75Nm=68.8kNm查附表1梢径6190/15m整根钢筋混凝土锥形I级电力f的Mk36.75kNm,电杆承载力检验弯矩Mu2?Mk=73.5kNm。Mu(73.5)M(68.8)kNm所以选择梢径6190/15m整根钢筋混凝土锥形I级电杆完全满足技术要求。1314附表：表1或表215耒1整根背通锥麻泄温凝上电外开懿检验噂矩Li/m.11,1/m-L：.

19、*im.i精密S11LSfJ.i150i170,LO-230.1声军卷也苻崔可檄，1WE1霁C+JLEQB115匚1.M口口1.KEJ，破F*JG，；MDU1EU:*MM6G：.wHU17ifFMi2jG，JtsK11F*eiB工u5.*qJU0F0如1帕，500MP5小L/E0*M配。07QV&MLTGi.o心t.Fc“：UR”:一亡.51而或ii.3占一钝.1iEIEG11事,电11.I10：Qit制E,郭:M6.EEBEE&91点?:6.91丸】二专,11曲二1$19.39*.711工10C得aw9户*的6051X600前1O5U15中15触/*.河E.IE1.3。6IE2g9百Su&机

20、卧1LNt翻11.11k.11.:*A队的6351；O面一羽11鳍13国111ir广丸稗，北1.60QQ印ii.w1M琳.口126911Q诉U,1n圻5121工g3E工w5限二E或口.051.701.1,“1B馈玲11X.12112&101S11.1MiAF11通u二”.LA-11:t.疆11摩075L.泊匚辆16忡177Q，91nr(Vfl291ia.12二1.口igEE12.丸F3再19E0=1$12l.5f15123.912L552&.Cl通如ii.12”,，.12.飞钾.科X附F0珞1：中Q10.EE：S.71二九。口SiSJS1%95IS.二中匕75小川二K并.出；5止由012*-I-6&隹3S靖S6%15SSM岫白i：561工X.时is田16r表2