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1、,输电杆塔及基础设计,主讲：陈祥和,电话：13972603361,主要内容：1、杆塔外形尺寸 2、防雷保护角意义 3、通用杆塔的选用及其校验,第三章杆塔外形尺寸的确定,第三章杆塔外形尺寸的确定,第一节杆塔高度计算,第二节导线间距离计算,第三节地线支架高度及地线水平距离的 确定,第四节杆塔横担长度,第五节 杆塔定位与接近物距离的规定,第六节 通用设计杆塔应用简介,杆塔外形尺寸(见图31)，主要包括杆塔呼称高度H、导线间的距离Dm、上下横担的垂直距离Dv、地线支架高度hB、双地线的地线挂点之间水平距离等 、电杆埋深h0、杆塔总高。,一、杆塔总高度 杆塔的总高度等于呼称高度加上导线间的垂直距离和地线
2、支架高度，对于钢筋混凝土电杆总高度还要加上埋地深度h0。,第三章 杆塔外形尺寸的确定,第一节 杆塔高度计算,图31杆塔外形尺寸,影响总高的因素： （1）档距：档距，弧埀，呼称高度， 总高。 （2）地理条件：影响导线对地面的垂直距离（ 跨越物的安全距离） （3）电压等级： （4）气象：温度（高温，弧埀大），冰（重冰 弧埀大）。 （5）电气条件；各种电气安全距离。,二、杆塔呼称高度 杆塔下横担的下弦边缘线到地面的垂直距离H 称为杆塔呼称高度（见图32）也称杆塔基本高度 H=+fmax+hx+h 式中 绝缘子串的长度（包括金具的长 度）； fmax导线的最大弧垂； hx导线到地面、水面及被跨越物的安
3、 全距离（查线路设计规范； h考虑测量、施工误差等所预留宽度。,以下说明各参数的确定,图32杆塔呼称高度示意图,砼电杆,铁塔,1.悬垂绝缘子串长度的确定 由电压等级、污秽级别确定； 2.导线最大弧垂的确定 气象条件有关，高温，弧垂。覆冰，弧垂。高温或覆冰取最大者。,3.导线到地面及被跨越物的安全距离 电压等级，地理环境有关 如导线对地面最小垂直距离见表3-235,4.施工裕度h的确定 施工裕度主要考虑测量、安装等施工中出现的误差而预留宽度。施工裕度见表38。,三、杆塔经济呼称高度 1、档距，弧垂，呼高杆塔高，但杆塔个数少。 2、档距，弧垂，呼高杆塔高，但杆塔个数多。 两者一定有一个最优的呼称高
4、度，使得整个线路杆塔材料用量最少，把这个最优呼称高度称为经济呼称高度，也称杆塔标准呼称高度。,根据设计经验，不同电压等级经济呼称高度 见表39,fmaxHhxh 联立求LJ,用,式中 导线最大弧垂时的应力； r导线最大弧垂时的比载； HJ经济呼称高度。,四、经济档距LJ,经济呼称高度对应的档距叫经济档距,一、单回路两相导线水平排列线间距的确定 档距在1000m以下的可按下式计算,式中 Dm导线水平线间距，m； Ki悬垂绝缘子串系数，见表310 悬垂绝缘子串长度，m； U线路电压等级，kV； fmax导线最大弧垂，m。,使用悬垂绝缘子串的杆塔，其水平线间距离与档距的关系，如表311所示。,(见图
5、31),第二节导线间距离计算,二、单回路两相导线垂直排列的垂直 线间距的确定 垂直线间距按正式计算： DV=Dm75%,规范还规定：使用悬垂绝缘子串的杆塔，其垂直线间距不宜小于表313所列数值。,三、单回路两相导线倾斜排列 等效水平线间距的确定 按下列公式计算 ：,(见图31),(见图31),式中DX导线三角形排列等效水平线间距； DP导线间水平投影距离（上、下导线 水平偏移）； DV导线间垂直投影距离。,（四）多回路杆塔的线间距的确定,不同回路的不同相导线间的水平距离或垂直距离，规程规定按单回路计算的线距增大0.5m,1、覆冰地区上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的最小水平偏移(见图31)
6、，宜符合表315规定,2、10kV及以下最小水平、垂直线间距另有规定,地线距导线有两个控制条件,一、地线支架高度hb 按下式计算：,式中h地线与导线间的垂直投影距离； D绝缘子串长度； B地线金具长度。,如图33,第三节地线支架高度及地线水平距离的确定,图33地线示意图,二、防雷保护角,地线与导线在垂直方向形成的夹角，称防雷保护角，如图33 ，规范规定：,根据地线与相邻导线水平偏移和防雷保护角便可确定地线与导线间的垂直投影距离h，即：,1、对于单回路，330kV及以下线路的保护角不宜大于15，500kV750kV线路的保护角不宜大于10； 2、对于同塔双回或多回路，110kV线路的保护角不宜大
7、于10，220kV及以上线路的保护角均不宜大于0； 3、单地线线路不宜大于25； 4、对重覆冰线路的保护角可适当加大。,式中D2导线悬挂点到杆塔中心线的距离； D1地线悬挂点到杆塔中心线的距离； aBD地线与导线水平投影距离，即水平 偏移，覆冰按表315取值。,如图33,注：规范规定了水平偏移aBD,和防雷保护角，,可计算地线与导线间的垂直投影距离h；,因此可得地线支架高度：,四、档距中央导线与地线间的距离 规范规定在雷电过电压气象条件下（气温150，无风），应保证档距中央导线与地线间的距离，须满足下列条件 S0.012L1 式中S档距中央导线与地线间的距离； L档距。,规范规定：双地线之间的
8、水平距离不应超过导线与地线垂直距离的5倍，即 DB5h 式中h地线与导线间的垂直投影距离。,三、地线之间的水平距离DB,指双地线两地线挂点之间的水平距离,杆塔的横担长度可根据导线水平线间距和最 小空气间隙并考虑带电作业的要求来确定。当悬 垂绝缘子串长度和风偏角（摇摆角）、最小空气 间隙确定后，横担的长度（如下图）按下式计算 上字型杆塔的上横担长度： DhRsinb 上字型杆塔的下横担长度： Dh2（Rsinb）,第四节杆塔横担尺寸的确定,悬垂绝缘子串长度 m； b杆塔上脚钉外露部分加杆径一半的长度m 悬垂绝缘子串风偏角（）；,式中 R最小空气间隙，不应小于表316中相 应的数值 m；,悬垂绝缘
9、子串风偏角如图，并 按以下公式计算：,杆塔导线为双层布置时，计算出横担长度要考虑导线上下层间的水平偏移距离，并按表315取值。,式中 PD导线的风荷载； GD导线垂直荷载； PJ悬垂绝缘子串风荷载； GJ悬垂绝缘子串垂直荷载； LP、LV分别为水平档距和垂直档距 1、4分别为导线的自重比载和风压比载,第五节杆塔定位与接近物距离的规定,见规范规定,1、模块划分原则 本着“唯一性、相容性、方便性和扩展性”，通用设计将杆塔划分为若干个模块和子模块。 （1）模块 相同的电压等级、回路数和导线型号划分为一个模块。 （2）子模块 一个模块中不同的风速、覆冰厚度和海拔高度划分为一个子模块。,一、通用设计杆塔
10、名称编制规则,第六节 通用设计杆塔应用简介,110500kV输电线路通用设计修订模块主要技术条件：见附录B,（一）110kV以上杆塔命名规则,2、杆塔名称编制规则 杆塔名称由三部分组成：,例3-1 解释2A1ZM1型铁塔各符号及数字表示的意义,查通用设计手册（见表327） 分别解释如下：,铁塔图见图38,例3-2 解释1X1ZBC1型铁塔各符号及数字表示的意义,查通用设计手册（见表328） 分别解释如下：,铁塔图见图39,（二）66kV以下杆塔命名规则,例3解释35C01J1杆各符号及数字表示的意义。,35表示电压等级为35kV， C为钢管杆， 01模块代号，表示单回，风速25m/s，覆冰厚为
11、 10mm、导线截面185mm2。 J转角杆塔 11型，表示呼高，水平、垂直档距及转角。,查通用设计手册，分别解释如下：,例4解释35B02Z1杆塔各符号及数字表示的意义。,35表示电压等级为35kV， B为铁塔， 02模块代号，表示单回，风速25m/s，覆冰 厚为10mm、导线截面240mm2。 Z直线型， 11型，表示呼高，水平、垂直档距及塔头尺 寸。,查通用设计手册，分别解释如下：,二、通用杆塔模块选用方法,选择通用杆塔模块的依据是：,电压等级,气象条件,导、地线型号,地理条件、海拔高度,线路回路数,呼称高度,例535kV输电线路某段，经过非居民区山地，级典型气象区。导线为LGJ-185
12、/30，地线为GJ-35，悬垂绝缘子串选用XP-70型绝缘子，每串4片，绝缘子串长度0.885m，重量GJ0.23kN。经线路设计计算及排杆定位，呼称高度为10m，试选择电杆。,解： 级典型气象区对应通用设计的A气象组合,即最大风速V25m/s,覆冰厚度t5mm,根据电压等级35kV，单回路， V25m/s ， t5mm,导、地线型号，地理条件查35kV通用设计手册混凝土电杆模块表，选用35A02Z3，设计条件及参数见典型设计35kV分册P66页,三、通用杆塔主要应用参数,(1) 气象参数,(2)导、地线型号及最大使用张力,(3)水平档距、垂直档距、代表档距、呼称 高度 (4)塔头荷载,(5)
13、导、地线张力,(6)根开,(7)基础作用力,(8)单线图,四、要求： 要满足各种运行条件（电气要求） 结构的合理性 经济性好 外形的美观。,1、导线与杆塔之间的空气间隙及校验,（1）悬垂绝缘子串风偏角的计算（摇摆角）,式中 Pd导线的风荷载； Gd导线垂直荷载； PJ悬垂绝缘子串风荷载； GJ悬垂绝缘子串垂直荷载；,五、杆塔校验,杆塔选择后，必须进行校验合格后，才能使用。,(一)塔头尺寸的校验（结构尺寸校验）,Lh、LV分别为水平档距和垂直档距 1、4分别为导线的自重比载和风压比载,（2）空气间隙校验,用作图法,2、导线水平线间距校验,（1）求最大弧垂,（2）根据弧垂求水平间距,（3）当Dm小
14、于实际，满足。,fmaxHhxh,3、上下导线等效水平线间距校验,1、用水平档距、垂直档距进行校验 由第二章荷载计算可知，水平荷载与水平档距有关，垂直荷载与垂直档距有关。因此，定位图上得到的水平档距、垂直档距如果小于所选杆塔设计水 平档距、垂直档距时安全。,5、上下导线水平偏移校验 大于表315规定,4、上下导线垂直线间距校验 不小于表313规定,(二) 承载能力校验（荷载校验）,2、用荷载进行校验,注意：因定位图上的垂直档距是最大弧垂时的垂直档距，根据垂直档距计算公式可看出，最大垂直档距不见得发生在最大弧垂的气象条件，因此，当定位图上取得的垂直档距与所选择杆塔设计垂直档距很接近时，不能用此方法校验，应根据垂直档距计算公式计算出校验条件下的垂直档距，再做比较。,根据杆塔的受力情况，计算杆塔实际承受的荷载与杆塔能承受的荷载比较校验,例 6(见教材例35),例 7(见教材例36),
