220KV双回路钢管塔设计

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b 预应力混凝土电杆

预应力混凝土电杆具有节约钢材、自重轻、抗裂性好等优点,它将取代普通钢筋混凝土电杆。

c 薄壁钢管混凝土电杆(简称钢管混凝土电杆)

钢管混凝土电杆具有体积小、承载能力高、刚度大、具有良好的塑性和韧性、抗震性能好、耐疲劳、结构连接简单等优点。因此综合经济效益非常显著,在城市电网中已被采用如图3.2、图3.3。

图3.2 钢筋混凝土电杆的组成

图3.3 钢筋混凝土电杆的组成

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3.2.2普通铁塔

? 铁塔是用型钢制成的钢结构件特点

1) 优点:强度高、制造方便,在受力较大的耐张杆塔、转角杆塔、跨越杆塔和500kV以上线路及运输和施工条件困难的山区线路部分或全部采用铁塔。国内外铁塔大多采用热轧等边角钢制造,螺栓连接组装的空间桁架结构。 2) 缺点:造价较高近年来,钢管铁塔也开始在分线路中采用。钢管铁塔的空气动力性能好,截面力学特性及承载能力优于角钢铁塔,但加工工艺复杂,因而造价高于角钢铁塔。

3) 铁塔型号编制规则如图3.4

电压等级

呼称高度

用途代号

设计代号

形式代号 组立方式 代号

图3.4 编制规则

? 各编号表示内容

a 电压等级

用数字表示:35、60、110、220??表示线路电压等级为35KV、60KV、110KV、220KV?? b 用途代号

用汉语拼音字母表示:

Z — 直线铁塔 ZJ — 直线转角铁塔 N — 耐张铁塔 J — 转角铁塔 D — 终端铁塔 F — 分支铁塔 K — 跨越铁塔 H — 换位铁塔 c 型式代号

用汉语拼音字母表示:

S — 上字型铁塔 C — 叉骨型铁塔 M — 猫头型铁塔 Yu — 鱼叉型铁塔 V — V字型铁塔 J — 三角型铁塔 G — 干字型铁塔 Y — 羊角型铁塔 Q — 桥型铁塔

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B — 酒杯型铁塔 Me — 门型铁塔 Gu — 鼓型铁塔 Sz — 正伞型铁塔 SD — 倒伞型铁塔 T — 田字型铁塔 W — 王字型铁塔 d 组立方式代号

拉线铁塔用L表示,自立式铁塔则不用任何符号表示。 e 设计代号(即荷载级别)

用数字作下标表示:1、2、3??表示同型号的铁塔设计为第一级荷载、第二级荷载、第三级荷载??。如果有度数,则是表示:30°— 0°- 30°转角 ;60°—30°- 60°转角 ;90°— 60°-90°转角 f 呼称高度

呼称高度用数字表示最低一个横担到地面的高度。 g 铁塔型号表示方法示例:

220ZBT1-33

上例中表示,该塔为220kV直线酒杯型自立铁塔,第一级呼称高33m。 铁塔的型式名称、代号命名规范如图3.5

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图3.5 铁塔型式名称、代号命名规范

3.2.3钢管杆

钢管杆与水泥电杆、普通铁塔相比,具有以下特点:

? 优点:

1) 强度高,为安全运行提供了有力保证;

2) 可以设计较高的杆塔,以满足跨越人行道、树木的要求; 3) 易实现多回路,从而大大减少城市走廊的拥挤对输电线路的限制; 4) 不用打拉线,占地面积小,减少占用城市走廊; 5) 钢管杆可以实现全镀锌,使用寿命长; 6) 造型美观,利于城镇规划和建设,美化环境; 7) 多边形截面钢管杆采用套接方式,安装方便。

? 缺点:

钢管杆造价较高。为降低造价,钢管杆常使用于小应力线路,且一般不设拉线,所以在线路施工及运行中,要严格控制导地线的应力,防止杆塔过载造成事故。

3.3杆塔各部分设计

? 挠度限值

与格构式铁塔不同,输电线路钢管杆在多数情况下是一种以挠度来控制选材的结构。如仅仅计算强度满足要求,运行时的挠度可达30?以上、严重 影响美观,而挠度计算满足限制要求,材料强度常常会有较大富余。DL/T 5130—2001(架空送电线路钢管杆设计规定》(以下简称《规定》)提出了直线杆—5?、转角和终端杆—20?的杆顶挠度限值。

关于这个限值,应注意以下3点:

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1) 计算钢管杆受荷载作用所产生的变形、挠度,应选用“无冰风速5 m/s及年平均气温”工况下的荷载长期效应组合,且须按正常使用极限状态 的荷载来确定,不能误用荷载设计值。

2) 该挠度限值应对应于“无冰,风速5 m/s 及年平均气温”工况,各种工况下挠度差别较大,如覆冰和年平均气温的挠度相差达10个点左右,竣工验收时须注意当时的气候情况,不能简单地以20? 一刀切,引起各单位互相推卸。 3) 以上限值过于宽松,根据工程实践,考虑架空钢管杆线路的美观以及环境协调,转角杆挠度宜控制在12?,在安装时至少也要保证不大于15?。若无法保证,解决的最好方法是适当提高导、地线安全系数、缩小设计档距。

? 最优梢径

对钢管杆的挠度控制起决定性作用的是梢径的数值。钢管杆力学模型为一个悬臂梁,其挠度与截面喷性矩J成反比,由《规定》的计算公式:J=c· D3·£,其中c为与截面边数有关的常数,可见钢管杆直径D对挠度的贡献远远大于壁厚£,在其他外形参数不变的情况下,扩大梢径尺寸可使钢管杆 的整体刚度显著提高。

根据工程设计的一般现实经验,采用表2.1的梢径数值,将在合理的造价范围内取得最优的 杆身刚度。其中,根据荷载大小来决定是靠近上限还是下限取值,双回路、大风速、大导地线则取接近上限值,反之取接近下限值。

表3.1 最优梢径选用表

杆型 直线杆 00-200转角杆 200-400转角杆 400-500 500-600 400-600转角杆 600-700 600-900转角杆 700-800 最优梢径 300-400 ? 最优锥度

锥度大小由杆的负荷大小决定,钢管杆所受负荷越大,弯矩包络图斜率就越大,从而需要越大的锥度以保证受力合理。但由于挠度控制的要求,梢径不能过小,故锥度过大又势必导致根径过大,一方面浪费材料,同时严重影响美观。表3.2是220 kV钢管杆线路设计选型时同一呼高的材料量比较表,表明了不同锥度对杆身材料量的影响。

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