110kv750kv架空输电线路新旧规范对比分析

110kv750kv架空输电线路新旧规范对比分析

该标准从2010年7月1日起实施。2010年7月，之前的《110kv750kv航空供电线路设计》（以下简称“新标准”）未得到可执行。目前,业内还未对原典设依据《新规范》进行系统的重新规划设计,我院对国网典设1D系列铁塔利用《自立式铁塔内力分析软件》(IGT2.0)重新计算,将新旧规范设计的结果进行对比整理,以便学习和理解新规范的变化之处,为合理利用新规范进行下一步塔型设计奠定基础。11覆冰10mm、导线1lgj-400/351D模块适用于海拔1000m以下、设计风速30m/s、覆冰10mm、导线为2×LGJ-240/30同时考虑兼顾导线1×LGJ-400/35时本系列塔适用,本文主要论述按1×LGJ-400/35验算时铁塔的变化差异。1.1导地线的类型和张力导线型号:1×LGJ-400/35;导线最大使用张力39.48kN。地线型号:JLB1A-95,地线最大使用张力33.68kN。1.2使用条件如表1所示。2新标准的设计原则的比较2008年我国南方发生冰灾造成倒塔,新规范由此而修订。新规范对于杆塔设计方面的要求变化很大,具体有以下几个方面。2.1旧章程要求下,15年风压取值的比较新规范要求110kV~330kV输电线路及其大跨越重现期应取30年,旧规程要求15年;同比相当于110kV~330kV的风压取值增加了14%;500kV~750kV输电线路由30年提高一遇提高至50年一遇,风速值提高约5%,风压值提高了11%左右。2.2与相关规范相一致新规范要求一律采用离地面10m处的基本高度来确定基本风速,这样保持与《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)相一致。1D模块采取的是离地面15米基准高度处的最大风速30m/s,对应于离地面10m高度处的风速是28.1m/s。2.3电气间隙调整新规范要求地线设计冰厚比导线冰厚增加5mm,这就造成地线弧垂增大,电气间隙需重新校验,因1D模块按导线为2×LGJ-240/30同时考虑兼顾导线1×LGJ-400/35设计,因此电气间隙满足要求,不需改动。2.4风力机构造结构(1)直线塔断线情况。(1)单回路:断任一导线,地线未断;断任一地线,导线未断。(2)双回路:断任二导线,地线未断;断一地线和任一导线。(3)多回路:断任三导线,地线未断;断一地线和任二导线。(2)耐张塔断线情况。(1)单、双回路:断任二导线,地线未断;断一地线和任一导线。(2)多回路:断任三导线,地线未断;断一地线和任二导线。(3)导、地线断线张力。如表2所示。2.5不平衡张力法增加不均匀覆冰工况,区别于正常工况和断线工况。即所有导地线同时、同向有不均匀覆冰的不平衡张力(计算塔身受最大弯矩)。此工况对直线塔交叉材影响较大,对转角塔影响较小。2.6保护角新规范要求地线对边导线的保护角不大于15°,1D模块为单回路,本系列塔已满足要求。2.7锚栓强度设计值(1)新规范明确了所有杆塔结构的钢材均应满足不低于B级钢的质量要求。(2)新规范增加了Q345钢锚栓的强度设计值,取205N/mm2。(3)新规范对受压材的允许最大长细比调整为小于等于200(原规定220)。3斜材规格对于3个系列的直线塔,通过计算发现影响的部位和特点基本一致。验算的结果显示重量增加的部位主要有地线支架,上下曲臂的主材,塔身主材,身部的交叉材;由于主材为强度控制,因此当杆件内力增加的幅值超过原塔的设计裕度时,主材需要调整规格,增大杆件尺寸,而塔身斜材均为稳定控制,新规范的一个明显的特点就是使塔身斜材得到加强。现以1D-ZM1为例列举部分杆件的内力对照情况。如表3所示。从表3结果比较可以看出,在新规范的断地线工况的计算中,地线承受的不平衡张力取值由最大使用张力50%调整为100%,以及地线比导线冰厚增加5mm等因素的影响,造成塔头主材应力增幅较大,主材规格规格激增。一般直线塔塔身下部主材是由60°大风控制,而新规范验算后的主材部分由断线控制,由于增加了不均匀覆冰工况,身部的交叉斜材规格都有不同程度的增加。经过对比,基础作用力几乎没有增加,上拔力仅增加了2%。塔头的材料内力和规格增加幅度较大,应适当调整布置方式。4导、地线断裂对于转角塔而言,验算结果显示新规范对转角塔的影响不大,塔重增加也不大。主材应力的增加是由于地线考虑了15mm的覆冰,其次是导、地线断线张力取值都调整为最大使用张力的100%;现以1D-J1为例列举部分杆件的内力对照情况。如表4所示。从表4结果比较可以看出,主材没有变化,应力增加幅度较小,说明新规范对转角塔的直接影响很小;有影响的是变坡点以下段侧面斜材规格跳了一个规格,主要由断线工况控制。经过对比,基础作用力有所增加,增加幅度为5%。5塔重分析比较结果新规范的实施,使铁塔荷载取值和工况组合、断线等均有所变化,使铁塔荷载较原来有所增大,因此铁塔经济指标相应增大。下一步的工作重点是在满足现行新规范的前提下,进一步优化杆塔设计,通过塔身节间、横隔面的重新优化布置,降低塔重指标。塔重分析比较结果见表5。从表5可以看出,在直线塔形中,最大增重17%,最小增重8%,平均增重12.5%。6杆件对直线塔的影响通过上述一系列的比较发现,新规范对1D模块的影响主要有以下几点。(1)新规范对直线塔的上下曲臂、塔身主材、塔身斜材等杆件影响较大,通过增加不均匀覆冰及地线张力取值的变化,使直线塔的