输电线路杆塔行业严选

《输电线路杆塔行业严选》由会员分享，可在线阅读，更多相关《输电线路杆塔行业严选（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、输电线路杆塔输电线路杆塔 江全才 电 话：13972604938 邮 箱：三峡大学电气与新能源学院输电线路工程系1 1一类特制一类特制一、杆塔的作用与要求 1.杆塔的作用 杆塔（Pole and Tower）是支承架空输电线路导线和地线并使它们之间以及它们与大地及杆塔之间的距离在各种可能的大气环境条件下，符合电气绝缘安全和工频电磁场限制条件的要求。2.要求(1).杆塔塔高及塔头尺寸应使导线在最大弧垂或最大风偏时仍能满足对地距离、对交叉跨越物、对临近地面障碍物距离的要求；(2).塔头尺寸还需满足导线之间以及导线与地线间空气间隙距离要求以及档距中央导线相间最小距离要求； 对需带电作业的杆塔，还应考

2、虑带电作业的安全空气间隙。2一类特制 (3).杆塔塔头结构、尺寸需满足规定风速下悬垂绝缘子串或跳线风偏后，在工频电压、操作过电压、雷电过电压作用下带电体与塔构的空气间隙距离要求；(4).地线对导线的防雷保护角要求；(5).对500kV及以上电压等级输电线路，导线对地距离除需考虑正常的绝缘水平外，还需考虑工频电磁场的影响。 3一类特制核心问题：导线（带电体）的安装位置和各种气象条件下及受力条件下导线变化位置都必须满足导线与导线之间、导线与大地及交叉跨越物、邻近地面障碍物之间、导线与地线之间、地线与地线之间电气绝缘的要求和工频电磁场的限制要求，导线的防雷保护角要求；4一类特制n实际问题：n（1）.

3、杆塔总高度：与档距、地理条件、电压等级、气候条件、电气条件等因素有关。n档距：档距档距：档距，弧埀，弧埀；呼称高度；呼称高度，总高，总高。n地理条件：影响导线对地面的垂直距离（跨越物）地理条件：影响导线对地面的垂直距离（跨越物）n电压等级：电压等级：n气象：温度气象：温度 ，覆冰厚度，覆冰厚度；弧埀大；弧埀大，n电气条件；各种电气安全距离。电气条件；各种电气安全距离。杆塔总高度杆塔呼称高度导线间垂直距离避雷线支架高度（对于钢筋混凝土电杆的总高度要加上埋地深度h0）。5一类特制6一类特制（2）.杆塔呼称高度n 杆塔下横担下弦边缘线到地面的垂直距离。（输电线路的重要参数，安全性、经济性）n杆塔呼称

4、高度绝缘子串长度导线最大弧垂导线到地面及跨越物的安全距离施工裕度7一类特制8一类特制H=H= +f+fmaxmax+h+hx x+ + h h 式中式中 绝缘子串的长度（包括金具的长绝缘子串的长度（包括金具的长 度）；度）； f fmaxmax导线的最大弧垂；导线的最大弧垂； h hx x导线到地面、水面及被跨越物的安导线到地面、水面及被跨越物的安 全距离（查全距离（查线路设计规范线路设计规范、 线路设计技术规程线路设计技术规程）；）； h h考虑测量、设计计算、施工误差等所预考虑测量、设计计算、施工误差等所预留高度留高度9一类特制n1.悬垂绝缘子串长度的确定悬垂绝缘子串长度的确定n与电压等级

5、、污秽级别有关；（查规范）n 2.导线最大弧垂的确定导线最大弧垂的确定n与气象条件、档距有关，高温、覆冰、档距、则弧垂，以最高温或覆冰无风的最大者确定。(组合可能性) n3.导线到地面及被跨越物的安全距离导线到地面及被跨越物的安全距离n电压等级，地理环境有关；（查规范）n区分不同电压等级、不同性质（类型）地面物及跨越物n4.施工裕度施工裕度 h的确定的确定考虑测量、设计计算、施工误差等所预留高度。考虑测量、设计计算、施工误差等所预留高度。电压，档距、裕度（0.51.5M）10一类特制（3）、杆塔经济呼称高度 杆塔的呼称高度与档距有直接关系，档距越大，导线的弧垂越大，杆塔的呼称高度也就越大。但是

6、档距增大时，使每公里的杆塔数量减少，因此对一定电压等级的线路来说，必定有一个最优的呼称高度，使得整个线路材料用量最少，把这个最优呼称高度称为经济呼称高度.n相应的档距则称为经济档距。（优化问题）11一类特制n（4）.导线间距离n.单回导线相间水平排列间距：n限制档距中央导线因风偏摆动而靠近，导线间空气间隙击穿而发生闪络。（根住电压等级按规范计算确定）n .单回导线垂直排列垂直线间距：n限制导线不均匀覆冰或导线脱冰时产生跳跃而使导线上下舞动而发生闪络。（按规范）n .单回导线倾斜排列等效水平间距：n限制覆冰时上下层相邻导线间和导线与相邻地线间的水平偏移。（根住覆冰厚按规范）n .多回线路杆塔的线

7、间间距：n按单回线路计算线距增大0.5M12一类特制n(5).地线支架高度及地线水平距离：n满足：雷电过电压条件下，导线对最危险的边导线防雷保护作用；双地线系统对中导线防雷保护作用；导线与地线之间最小距离要求；地线之间的水平距离要求；档距中央导线与地线之间距离要求；n（6）.防雷保护角n是指地线与导线的连线在垂直方向的夹角。n根住电压等级、地形、气象条件不同，规程规定的防雷保护角不同。13一类特制 n（7）.杆塔横担长度n杆塔横担长度确定应考虑导线水平间距、最小空气间隙、带电作业空气间隙等因素。与绝缘子串长度、风偏角及雷电过电压、操作过电压、正常运行电压条件下最小空气间隙相关。最小空气间隙与电

8、压等级相关。n（8）.导线与杆塔之间空气间隙校验n以悬垂绝缘子串风偏角（摇摆角）、绝缘子串长度、雷电过电压、操作过电压、正常运行电压条件下最小空气间隙、带电作业空气间隙为依据。n（9）.杆塔定位与接近物距离n杆塔定位后，导线、地线、杆塔以周边接近物在静态和动态条件下的安全距离（按规范）n。14一类特制15一类特制16一类特制17一类特制n（10）.工频电磁场n 500kV及以上电压等级超（特）高压输电线路由于输送电能功率大，所产生的n次谐波仍具有较高的辐射能量，需考虑大功率工频电磁场和由其所产生的n次谐波产生的高频电磁场影响（按试验和规范要求）。n（11）.对杆塔基础的要求n承担杆塔重量及线路

9、受力，使杆塔牢靠和稳定地直立于基础上，不倾覆、不下沉、抗上拔。18一类特制二、杆塔类型n(1)按制造材料划分：n混凝土杆、钢管杆、铁塔、钢管塔n 钢筋混凝土电杆又分普通钢筋混凝土电杆、预应力钢筋混凝土电杆和薄壁钢管钢筋混凝土电杆（简称钢管混凝土电杆）。n 预应力钢筋混凝土具有节约钢材、自重轻、承载抗裂性能好等优点。钢管混凝土电杆具有体积小，承载能力大、刚度大，以及塑性、抗振性能好和耐疲劳、结构简单等优点19一类特制n 预应力钢筋混凝土电杆基本组成结构示意图预应力钢筋混凝土电杆基本组成结构示意图20一类特制21一类特制n（2）按受力状态受力状态划分：直线型杆塔（直线型杆塔（又称中间杆塔）又称中间

10、杆塔）仅承受垂直荷载以及水平风荷载（即横向水平荷载），导、地线在直线杆塔处不开断，正常运行时不承受线条张力 特点（1）仅承受垂直荷载以及水平风荷载（2）采用悬垂绝缘子串（3）事故断线时产生不平衡张力，允许在不平衡张力作用下杆塔发生倾斜。 22一类特制 (a) (b) （c）运行中的直线杆塔实景图运行中的直线杆塔实景图(a)钢管杆（双回路）；(b) 钢管格构（六角型）杆塔；(c) 角钢结构（猫头型）杆塔23一类特制24一类特制n.耐张杆塔：n 控制线路连续档长度，便于线路施工和维修，控制杆塔沿线路纵向可能发生串倒的范围 ，导、地线在耐张杆塔处开断，杆塔除具有与直线型杆塔同样荷载承载能力外，还承受

11、导线张力，支持事故断线时产生纵向不平衡张力，承受因施工、检修时用以锚固导线和避雷线引起的荷载25一类特制n（1）除具有直线型杆塔承受荷载能力外，还直线型杆塔承受荷载能力外，还要承受纵向水平荷载。要承受纵向水平荷载。n（2）采用耐张绝缘子串n（3）在发生事故断线时，导线悬挂点不产生位移。以限制事故断线影响范围。26一类特制 干字型 羊角型（部分）铁塔耐杆塔实景图例（部分）铁塔耐杆塔实景图例27一类特制28一类特制（3）、按用途不同分类）、按用途不同分类n、转角杆塔：n 支承导、地线张力，改变线路走向 ；导、地线不开断为悬垂转角杆塔，导、地线开断为耐张转角杆塔29一类特制n、终端杆塔： 线路起始或

12、终止处的杆塔， 线路一侧导、地线耐张连接在终端杆塔上，另一侧不架线或以小张力与门型构架相连n 、换位杆塔： 改变线路中三相导线相互位置，减小电力系统正常运行时电流和电压的不对称, 导线不开断称为直线换位杆塔，导线开断称为耐张或转角换位杆塔n、跨越杆塔：支承导、地线跨越江河。湖泊、海峡等杆塔高，荷载大。多采用直线跨越杆塔30一类特制导线换位方式及工程安装实景图例导线换位方式及工程安装实景图例31一类特制n（4）按回路数划分：n 单回 多回（二回、三回、四回）n（5）按杆塔结构型式划分：n上字型塔、干字型塔、鼓型塔、酒杯塔 、门型塔、猫头塔 、拉线塔 、拉门塔、悬索塔悬索塔 等 32一类特制我国超

13、高压线路常用塔型我国超高压线路常用塔型 （a）拉线塔；(b)拉门塔；(c) 330kV酒杯塔；(d) 500kV酒杯塔；(e) 330kV猫头塔；(f) 330kV或500kV 转角塔； (g) 500kV双回鼓型塔；(h)750kV字型塔 ； (i) 750kV干字型塔33一类特制拉线塔拉线塔（a）1000kV拉V塔；(b) 11500kV拉Y塔；(c) 1000kV拉线悬索塔；(d) 三角布置拉V塔；(e) 1150kV悬索直线塔；(f) 倒三角排列拉V塔34一类特制400kV三相悬垂拉线悬索塔实景图三相悬垂拉线悬索塔实景图35一类特制n三、铁塔结构型式与选用原则n1.铁塔的组成铁塔的组成

14、塔塔头头：下下横横担担的的下下弦弦或或者者塔塔架架截截面面急急剧剧变变化化处处 （也称颈部）的以上部分称塔头。（也称颈部）的以上部分称塔头。塔身：塔身：塔头与塔腿间的桁架部分称塔身塔头与塔腿间的桁架部分称塔身塔腿：塔腿：基础上面的第一段塔架称塔腿基础上面的第一段塔架称塔腿靴板和座板：靴板和座板：塔腿与基础的连接件塔腿与基础的连接件.另外拉线铁塔还增加另外拉线铁塔还增加拉线拉线部分部分36一类特制2、铁塔构造、铁塔构造 （1）、主主材材：主主材材的的坡坡度度一一般般为为1/61/10，坡坡度度大大；塔塔横横向向稳稳定定性好，对基础下压作用力小，但耗材多。性好，对基础下压作用力小，但耗材多。坡度小

15、坡度小；与上相反；与上相反 （2）、斜斜材材、辅辅助助材材：保保证证铁铁塔塔主主柱柱的的几几何何不不变变性性和和杆杆件件的的稳稳定定性及减少构件的长细比性及减少构件的长细比 斜材的布置有：单斜材、叉型（双）斜材和斜材的布置有：单斜材、叉型（双）斜材和K型斜材。型斜材。（3）、横隔材：用于铁塔分段）、横隔材：用于铁塔分段 （4 4）、节节点点：斜斜材材与与主主材材的的连连接接或或斜斜材材与与辅辅助助材材的的连连接接的的连连结结处处称称为为节节点点，各各杆杆件件纵纵向向中中心心线线的的交交点点称称为为节节点点中中心心，相相邻邻两两节节间间的杆件部分称为的杆件部分称为节间节间。两节点中心间的距离称。

16、两节点中心间的距离称节间长度节间长度要要求求：各各杆杆件件的的轴轴线线应应汇汇交交于于节节点点形形成成的的节节点点中中心心，杆杆件件轴轴线线应应是是型型钢的形心轴线。钢的形心轴线。37一类特制38一类特制n3.铁塔结构选择n（1）.宽基与窄基铁塔宽基与窄基铁塔n按铁塔按铁塔根开根开b与高度与高度h之比，分为之比，分为宽基与窄基铁塔宽基与窄基铁塔 宽基型铁塔：宽基型铁塔： 耐张型耐张型1415 直线型直线型1618；优优点点：宽宽基基型型铁铁塔塔由由于于底底座座宽宽，因因此此对对主主材材、斜斜材材和和基基础的础的受力较小。受力较小。缺点：但主材相隔太宽，使斜材与辅助材的缺点：但主材相隔太宽，使斜

17、材与辅助材的布置复杂。布置复杂。39一类特制 窄基型铁塔。窄基型铁塔。112114 （b/h） 。 优缺点与宽基相反优缺点与宽基相反 选用原则选用原则：在荷载较大的线路中：在荷载较大的线路中宽基宽基铁塔相对铁塔相对可以减轻塔身荷载和基础受力，这对于可以减轻塔身荷载和基础受力，这对于山区可山区可减减轻运输量和基础土石方开挖量轻运输量和基础土石方开挖量，且适用于且适用于地耐力较地耐力较差的地区差的地区。窄基塔可。窄基塔可简化结构，减轻塔重简化结构，减轻塔重，线路，线路通过人口稠密的狭窄地段，窄基铁塔尤为适宜。通过人口稠密的狭窄地段，窄基铁塔尤为适宜。窄基铁塔为整体基础窄基铁塔为整体基础，需混凝土用

18、量较大需混凝土用量较大40一类特制n（2）.头部型式与头部型式与排列方式排列方式n头部型式：头部型式：单回路单回路： 上字型、鸟骨型、猫头型、上字型、鸟骨型、猫头型、“干干”字型字型特点：导线呈三角形排列特点：导线呈三角形排列 酒杯型、门型酒杯型、门型特点：特点：导线呈水平排列导线呈水平排列41一类特制三角形排列的优点：三角形排列的优点：电气电气对称性好对称性好上上字字型型铁铁塔塔、鸟鸟骨骨型型结结构构简简单单，重重量量较较轻轻，采采用用单根避雷线单根避雷线，节约钢材节约钢材 水平排列排列的优点：水平排列排列的优点：杆塔低，防雷较好杆塔低，防雷较好，脱脱冰冰或或导导线线舞舞动动时时所所造造成成

19、的的碰碰线线机机会会大大大大减减少少，适应适应重冰区重冰区采用双避雷线，防雷性好采用双避雷线，防雷性好42一类特制酒杯与猫头相比酒杯与猫头相比 a.猫头型铁塔导线采用猫头型铁塔导线采用由于中相导线高于边导由于中相导线高于边导线，因此导线间的水平距离小，线，因此导线间的水平距离小，断线时断线时受力性好受力性好， b.酒杯型铁塔导线采用水平排列，酒杯型铁塔导线采用水平排列，铁塔总高度小铁塔总高度小 双回路铁塔：双回路铁塔： 铁塔头部型式有铁塔头部型式有蝴蝶蝴蝶型型 、伞型、倒伞型、六角伞型、倒伞型、六角型铁塔等等型铁塔等等。n铁塔型式选择还应考虑铁塔的组立施工方式型式选择还应考虑铁塔的组立施工方式

20、43一类特制4.铁塔的选用原则铁塔的选用原则根据线路建设经验：根据线路建设经验：1 1、山山区区水水平平排排列列的的铁铁塔塔为为优优，因因水水平平排排列列的的铁铁塔塔基基础上拔力小，基础材料的运输量也相应减少。础上拔力小，基础材料的运输量也相应减少。 导导线线水水平平排排列列的的塔塔型型，塔塔总总高高小小，其其稳稳定定性性一一般般也比三角形排列的塔型好。也比三角形排列的塔型好。2 2、多多雷雷区区、重重冰冰区区一一般般采采用用水水平平排排列列的的铁铁塔塔，因因水水平平排排列列的的铁铁塔塔采采用用的的双双避避雷雷线线、塔塔高高又又相相对对矮矮；由由于于三根导线水平排列，脱冰不会产生导线碰撞。三根

21、导线水平排列，脱冰不会产生导线碰撞。44一类特制 3 3、从从经经济济方方面面来来说说，220kV及及以以下下的的线路路采采用用三三角角形形排排列列(除除猫猫头)，可可以以少少用用一一根根避避雷雷线，铁塔塔本本身身的的耗耗钢量量也也较少少。如如果果进行行技技术、经济全全面面比比较时，为为了了节节约约钢钢材材，除除重重冰冰区区、多多雷雷区区采采用用水水平平排排列列的的塔塔型型外，一般均以三角形排列的塔型为主。外，一般均以三角形排列的塔型为主。4 4、猫猫头头型型铁铁塔塔多多用用于于导导线线要要求求三三角角形形布布置置的的强强度度较较高的杆塔。高的杆塔。5 5、地地基基承承载载能能力力较较差差及及

22、基基础础施施工工条条件件较较差差的的地地区区一一般采用根开较大或者宽基铁塔。般采用根开较大或者宽基铁塔。 6.6.考虑铁塔的组立施工的经济性。考虑铁塔的组立施工的经济性。45一类特制四、杆塔荷载n1.荷载分类荷载分类（1）按荷载随时间的变异分）按荷载随时间的变异分 永久荷载：永久荷载： 包括杆塔自重荷载、导线、避雷线、绝缘子、包括杆塔自重荷载、导线、避雷线、绝缘子、金具的重力及其它固定设备的重力金具的重力及其它固定设备的重力,土压力和预应土压力和预应力等荷载。力等荷载。 可变荷载：可变荷载： 包括风荷载、导线、避雷线和绝缘子上的覆冰包括风荷载、导线、避雷线和绝缘子上的覆冰荷载，导线避雷线张力、

23、事故荷载、安装荷载、荷载，导线避雷线张力、事故荷载、安装荷载、验算荷载、人工和工具等验算荷载、人工和工具等附加附加荷载荷载46一类特制特殊荷载：特殊荷载： 地震引起的地震荷载，以及在山区或特殊地形地段，由于不均匀结冰所引起的不平衡张力等荷载。（2 2）按荷载作用在杆塔上方向分）按荷载作用在杆塔上方向分 据计算需要，将它们分据计算需要，将它们分 解成作用在杆塔解成作用在杆塔上三个方向的力上三个方向的力垂直荷载垂直荷载G G：垂直地面方向：垂直地面方向横向水平荷载横向水平荷载P P：与横担方向平行的力：与横担方向平行的力纵向水平荷载纵向水平荷载T T：垂直横担方向的力：垂直横担方向的力。47一类特

24、制特别说明特别说明: : 荷载有荷载有: : 1 1 、荷载标准值荷载标准值 按照各种荷载标准规定计算而得的荷载叫标准荷。按照各种荷载标准规定计算而得的荷载叫标准荷。如：杆塔塔身自重荷载为体积乘容重如：杆塔塔身自重荷载为体积乘容重, ,风载为基本风压风载为基本风压乘挡风面积乘挡风面积. . 2 2 、荷载设计值荷载设计值荷载设计值为荷载标准值乘分项系数荷载设计值为荷载标准值乘分项系数 一般分项系数一般分项系数: : 永久荷载取永久荷载取1.21.2 可变荷载取可变荷载取1.41.448一类特制n2.杆塔标准荷载计算杆塔标准荷载计算（1）、自自重重荷荷载载(自自重重引引起起的的荷荷载载为为垂直荷

25、载垂直荷载) 导线、避雷线的自重荷载 无冰时 覆冰时 式中n 每相导线子导线的根 数； 杆塔的垂直档距，m； 1 导线、地线无冰垂直比载， N/m.mm2； 2 导线、地线覆冰垂直比载，N/m.mm2；A 导线、地线截面面积 mm2。49一类特制绝缘子串、金具的垂直荷载 无冰时为绝缘子串、金具自重 ， 可查绝缘子及各组合绝缘子串的金具重量表。 覆冰时 式中K覆冰系数 ，设计冰厚5mm时， K1.075 设计冰厚10mm时，K1.150 设计冰厚15mm时，K1.225杆塔自重荷载 杆塔自重荷载可根据杆塔的每根构件逐一统计计算而得，也可根据设计经验，参照其它同类杆塔资料，做适当假定获得。50一类

26、特制3.导线、避雷线张力引起的荷载计算导线、避雷线张力引起的荷载计算直线型杆塔：直线型杆塔：（1）正常运行情况直线型杆塔直线型杆塔导线、避雷线导线、避雷线不不产生不平衡张力，但当气象条件发生变化时，或因档距、高差不等引起荷载改变，从而产生纵向不平衡张力。（2）事故断线时 在纵向产生断线张力。 51一类特制转角杆塔、耐张型杆塔：转角杆塔、耐张型杆塔：导线、避雷导线、避雷张力引起的荷载是角度荷载和不平衡张力张力引起的荷载是角度荷载和不平衡张力转转角角杆杆塔塔、耐耐张张型型杆杆塔塔张力分解成横向水平荷载（称角度荷载）和纵向水平荷载（称不平衡张力）。1角度荷载：（横向水平荷载如图2） PJT1sin1

27、T2sin2 式中 、杆塔前后导、地线张力 ； 、导、地线与杆塔横担垂线间的夹 角（）。 当122时，（为线路转角）则 PJ=(T1+T2)sin/2 当0时PJ0为直线型杆塔 52一类特制53一类特制2不平衡张力：产生纵向荷载（如图3）T=T1COS1-T2COS2 当122时 则： T=（T1-T2）cos2 当T1=T2时，T=0；当=0时，为直线型杆塔， 54一类特制55一类特制3. 断线张力荷载 产生纵向水平荷载（1）直线杆塔：按规程规定了直线杆塔的导线、地线的断线张力分别取各自最大使用张力乘以一个百分比值。 TDTDmax.X%式中 TD断线张力 N TDmax导、地线最大使用张力， TDmax TP/KC N； TP导、地线的拉断力，N（查导线手册）；56一类特制KC导、地线的设计安全系数，导线取K 2.5，地线取K2.7； X%最大使用张力百分比值，按规程 规定选用； （2）对各级电压的耐张杆塔、转角杆塔及终端杆塔导线断线张力取最大使用张力的70%。（3）地线的断线张力取最大使用张力的80%。特别说明：特别说明：直线型杆塔与耐张型杆塔的区别在于承受的荷载不同，主要是杆塔纵向荷载：1、两者断线张力的最大使用张力的X%不一样；2、耐张型杆塔要承受杆塔纵向的不平衡张力。57一类特制