输电线路铁塔塔型基本结构知识.doc
《输电线路铁塔塔型基本结构知识.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《输电线路铁塔塔型基本结构知识.doc(77页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、铁塔塔型基本结构知识一、基本概念1二、专业术语2三、输电线路铁塔分类5四、杆塔设计原则15五、铁塔构造17六、铁塔制造技术条件32七、杆塔施工及验收要求49知识库铁塔塔型基木结构知识1. 铁塔的定义铁塔是用来支撐和架空导线、避雷线和其他附件的塔架结构,使导线与 导线、导线与铁塔、导线与避雷线之间、导线对地面或交叉跨越物保持规定 的安全距离的高耸式钢结构物。铁塔是高压输电线路上最常用的支持物,国 内外大多采用热轧等肢角钢制造、螺栓组装的空间桁架结构,也有少数工程 采用冷弯型钢、钢管或钢管混凝土结构,塔上部件一般都采用热浸镀锌防腐。2. 铁塔的组成如图1.1所示,整个铁塔主要由塔头、塔身和塔腿三大
2、部分组成,如果是 拉线铁塔还包含拉线部分。塔头:从塔腿往上塔架截面急剧变化(出现折线) 以上部分为塔头,如果没有截面急剧变化,那么下横担的下弦以上部分为塔头。塔腿:基础上而的第一段塔架称为塔腿。塔身:塔腿和塔架之间的部分称为塔身。二、专业术语输电线路常用专业术语主要有:杆塔高度、杆塔呼称高度、悬挂点高度、 线间距离、根开、架空地线保护角、杆塔埋深、跳线、导线的初伸长、档距、 分裂导线、弧垂、限距、水平档距、垂直档距、代表档距、导线换位、导(地) 线振动。如图2.1所示。图2.1输电线路专业术语示意图1. 杆塔高度杆塔最高点至地而的垂直距离,称为杆塔高度。2. 杆塔呼称高度杆塔最下层横担至地而的
3、垂直距离称为杆塔呼称高度,简称呼称高。3. 悬挂点高度:导线悬挂点至地而的垂直距离,称为导线悬挂点高度。4. 线间距离 两相导线之间的水平距离,称为线间距离。5. 根开两电杆根部或塔脚之间的水平距离,称为根开。6. 架空地线保护角架空地线和边导线的外侧连线与架空地线铅垂线之间的夹角,称为架空 地线保护角。7. 杆塔埋深电杆(塔基)埋入土壤中的深度称为杆塔埋深。8. 跳线连接承力杆塔(耐张、转角和终端杆塔)两侧导线的引线,称为跳线,也 称引流线或弓子线。9. 导线的初伸长当导线初次受到外加拉力而引起的永久性变形(延着导线轴线伸长),称 为导线初伸长。10. 档距相邻两基杆塔之间的水平直线距离,称
4、为档距,一般用L表示。11. 分裂导线一相导线由多根(有2根、3根、4根、6根、8根)组成型式,称为分裂 导线。它相当于加粗了导线的“等效直径”,改善导线附近的电场强度,减少 电晕损失,降低了对无线电的干扰,及提高送电线路的输送能力。12. 弧垂指一档内的最大弧垂,通常用字母f表示,如图2.1所示。当导线悬挂 点等高(标高相等)时,档内最大弧垂在档距中央处;当导线悬挂点不等高(标高不等)时,档内最大弧垂近似在档距中央处。13. 限距限距是指导线对地而或对被跨越设施的最小距离。一般指导线最低点到 地而的最小允许距离。限距的数值,我国电力部颁布的架空送电线路设计 技术规程和架空配电线路设计技术规程
5、作了详细的规定。14. 水平档距相邻两档距之和的一半,称为水平档距15. 垂直档距相邻两档距间导线最低点之间的水平距离,称为垂直档距。16. 代表档距一个耐张段里,除弧立档外,往往有多个档距。由于导线跨越的地形、 地物不同,各档距的大小不相等,导线的悬挂点标高也不一样,各档距的导 线受力情况也不同。而导线的应力和弧垂跟档距的关系非常密切,档距变化, 导线的应力和弧垂也变化,如果每个档距一个一个计算,会给导线力学计算 带来困难。但一个耐张段里同一相导线,在施工时是一道收紧起来的,因此, 导线的水平拉力在整个耐张段里是相等的,即各档距弧垂最低点的导线应力 是相等的。我们把大小不等的一个多档距的耐张
6、段,用一个等效的假想档距 来代替它,这个能够表达整个耐张力学规律的假想档距,称之为代表档距或 称为规律档距,用Lo表示。17. 导线换位送电线路的导线排列方式,除正三角形排列外,三根导线的线间距离是不相等。而导线的电抗取决于线间距离及导线半径,因此,导线如不进行换 位,三相阻抗是不平衡的,线路愈长,这种不平衡愈严重。因而,会产生不 平衡电压和电流,对发电机的运行及无线电通信产生不良的影响。现行的国 家规范110kV750kV架空输电线路设计规范GB 50545规定“在中性点直 接接地的电力网中,长度超过100km的送电线路均应换位”。18.导(地)线振动在线路档距中,当架空线受到垂直于线路方向
7、的风力作用时,就会在其 背风而形成按一定频率上下交替的稳定涡流,在涡流升力分量的作用下,使架空线在其垂直而内产生周期性振荡,称为架空线振动。三、输电线*铁塔分类输电线路杆塔分类方法较多,各分类如下:1. 按输电线路电流流向分为交流输电杆塔、直流输电杆塔。1)交流杆塔如图2.2所示,交流输电线路采用三相线以交流形式输电。交流电可以很 方便地通过变压器升压和降压,给配送电能带来极大的方便。交流电源和交 流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比,造价大为低廉。交流输电 应用广泛。2)直流杆塔如图2.3所示,直流输电线路采用正负两极输电。直流输电是将发电厂发 出的交流电,经整流器变换成直流电输送至受
8、电端,再用逆变器将直流电变换成交流电送到受端交流电网的一种输电方式,用于远距离大功率输电、非 同步运行的交流系统之间的联络等方而。杆塔结构较简单,线路走廊较同电压等级输电线路较窄。图2.2交流杆塔图2.3直流杆塔2. 按其用途分为直线、耐张、转角、终端、换位、跨越杆塔。1)直线塔如图2.4所示,直线塔位于线路直线段的中间部分,由于绝缘子串是悬垂 式故称为悬垂式铁塔。在一条输电线路中,直线塔占了很大的比重,一般约 为全线路铁塔总数的80%左右。这种塔自有在安装、事故断线和大风工况下 承受着不平衡张力。平时只承受导、地线、覆冰、金具、绝缘子串、塔上操 作人员(包括工具)和塔的自重等垂直荷载。直线塔
9、的绝缘子串有单联悬垂、 双联悬垂和“V形悬垂三种。直线塔总体要比同线路的承力塔较高,塔身坡度较小,塔材较小,节点螺栓较少,塔体较轻。2)耐张塔如图2.5所示,耐张塔是承力塔的一种,该塔在线路中把整个较长的直 线段分成若干个小的直线段,起着锚固直线段中塔上导、地线的作用,可以 限制线路在木塔前后区段安装和检修紧线的不平衡张力和线路事故断线的影 响范围。这种塔的塔身坡度较大,整体高度较矮,部件材料规格较大,节点 螺栓用量较多,单塔比直线塔重,绝缘子串呈下斜式,接近水平而不是水平, 这种塔在线路中用量较少。图2.4直线塔图2.5耐张塔3)转角塔如图2.6所示,转角塔也是承力塔的一种,转角塔设在线路的
10、转角处。 典型设计中按转角的大小分0。20。、20。40。、40。60。、60。90。个角度系列。 这种塔除具有与耐张塔相同的特点和作用外,还比耐张塔多了一个侧向永久 耐张力。4)终端塔如图2.7所示,终端塔也是承力塔一种,终端塔设在线路起、止端点处。 它除了具有与耐张塔、转角塔相同的特点和作用外,还有比耐张塔、转角塔 多了一个顺线路方向,向线路侧的单向永久性张力。图2.6转角塔图2.7终端塔5)换位塔送电线路的导线排列方式,除正三角形排列外,三根导线的线间距离是 不相等。而导线的电抗取决于线间距离及导线半径,因此,导线如不进行换 位,三相阻抗是不平衡的,线路愈长,这种不平衡愈严重。因而,会产
11、生不 平衡电压和电流,对发电机的运行及无线电通信产生不良的影响。现行的国 家规范llOkV750kV架空输电线路设计规范GB 50545规定“在中性点直 接接地的电力网中,长度超过100km的送电线路均应换位”。一般在换位塔 进行导线换位,处于导线相序变换位置处的铁塔均称为换位塔。如图2.8所示。6 )跨越塔如图2.9所示,跨越塔也是直线塔的一种特殊型,这种塔一般都是成对地设立 在江、河的两岸或用来跨越较大的沟谷或跨越铁路、公路及其他级别的中小 型电力线路。跨越塔的高度较一般杆塔高的多,由于跨越档距很大,跨越杆 塔承受的张力也很大,所以塔型结构复杂,耗钢量和投资较多。图2.8换位塔图2.9跨越
12、塔3. 按回路分为单回路杆塔、双回路杆塔和多回路杆塔。1)单回路杆塔如图2.10所示,只有一个回路的线路的杆塔叫单回路杆塔,交流为三相 导线,直流为两相导线。2)双回路杆塔如图2.11所示,同一杆塔上安装有不一定为相同电压与频率的两个回路 的线路的杆塔叫双回路杆塔。交流为2x3=6相导线,直流为2x2=4相导线。3 )多回路杆塔如图2.12所示,同一杆塔上安装有不一定为相同电压与频率的两个以上 回路的线路的杆塔叫多回路杆塔。交流为nx3=3n相导线,直流为nx2=2n相 导线。9知识库佚塔塔型基木结构知识图2.10单回路杆塔图2.12多回路杆塔图2.13酒杯型杆塔4. 按其塔型式分为酒杯塔、猫
13、头塔、干字型塔、拉V塔、门型塔、鼓型塔、 羊角塔、上字型塔、特殊造型等。1)洒杯塔如图2.13所示,塔形呈洒杯状,该塔上架设两根避雷线,三相导线排列 在一个水平面上,通常用于110千伏及以上电压等级送电线路中,特别适用 于重冰区或多雷区。2)猫头塔如图2.14所示,塔形呈猫头状,该塔上架设两根避雷线,导线呈等腰三 角形布置,它也是110千伏及以上电压等级送电线路常用塔形,能节省线路 走廊,其耗钢量较酒杯形塔稍多。3)干字形塔如图2.15所示,铁塔形状如“干”字,塔上架设两根避雷线,导线基本呈 等腰三角形布置,此种塔形受力情况清晰直接,有较好的经济技术指标,通常是220千伏及以上电压等级送电线路
14、常用的塔形,主要用做耐张塔及转角塔。图2.14猫头型杆塔图2.15干字型塔4)拉线“V”形塔如图2.16所示,塔形呈“V”字形状,常用于220千伏及以上电压等级的 送电线路。塔上架设两根避雷线,导线呈水平布置,该种塔形具有施工方便、 耗钢量低于其它门形拉线塔等优点,但它占地面积较大,在河网及大面积耕 地地区使用受到一定限制。5)“上”字形塔如图2.17所示,铁塔外形如“上”字,铁塔顶端架设单根或双根避雷线, 导线呈不对称三角形布置。适用于少雷及轻冰地区,且导线截面偏小的送电 线路,该杆塔具有较好的经济指标。图2.16拉V塔 4只图2.17字型塔5)双回路鼓形塔如图2.18所示,由于该塔形的中相
15、导线横担稍长于上、下横担,所以导线呈鼓形布置,该塔形适用于覆冰较重地区。稍长的中横担使所有的导线均 能达到适当错开的目的,可避免导线脱冰跳跃时发生碰线闪络事故,它是双 回路铁塔常用的塔形。6)羊角塔如图2.19所示,羊角塔是输电铁塔的一种,铁塔上架设两根架空地线, 地线支架呈羊角状,导线呈三角形布置(单回路)或者垂直布置(双回路或 多回路)。该塔受力面大,承重力强,一般用于耐张塔,适用于平原带、山 区、农田。图2.18鼓形塔图2.19羊角塔7)景观塔a)大地巨人景观塔:如图2.20所示,冰岛国内的一组输电杆塔被设计成 为“大地巨人”的人形输电塔。钢铁巨人铁塔的姿态时根据周围环境设定的。 当相连
16、接的电线爬上山坡时,巨人铁塔会改变姿势模仿人爬山的动作。有的 双手高举,有的蹲着,巨人铁塔通过不同的姿态表现了场所所具有的特殊的 空间感。用X、Y、Z轴固定铁塔主要部分的位置以后,在辅助部分的手臂和 头部等位置做点变化,即可演绎出美妙且有意义的多种姿势。也可以安装向 同一个方向或反方向走路的铁塔,或擦肩而过相互凝视,或躬身屈膝表示敬 意等多个巨人铁塔。知识库佚塔塔型基木结构知识b)吉祥物景观塔:如图2.21所示,俄罗斯加里宁格勒州的一座38米高 的杆塔被设计成了世界杯足球赛吉祥物,电力版扎比瓦卡,俄语意为“进球 者”。c)米奇景观塔:如图2.22所示,美国迪士尼乐园附件的输电塔,运用了 抽象的
17、形态设计,神似迪士尼的标志米老鼠,留给观者无穷的想象空间。d)岗巴羊景观塔:在我国西藏日喀则市吉隆县境内,阿里和藏中电网联 网工程中,国网西藏电力、中国能建等为了提升输电铁塔与西藏人文、自然 景观的适配度,结合实际,尊重民俗、美化风景,设计了具有浓郁西藏特色 的景观塔,不但保护了当地自然景观风貌,还给人以美的视觉享受。如图2.23所示。图2.21吉祥物景观塔图2.20大地巨人景观塔图2.22米奇景观塔图2.23岗巴羊景观塔5 紧凑型塔紧凑型输电线路是通过对导线的优化排列,缩小相间距离、将三组导线知识库佚塔塔型基木结构知识置于同一塔窗内,三相导线间无接地构件,增加相分裂根数,减少波阻抗、增加电容
18、大幅度提高自然输送功率,有效压缩电走廊的一种输电技术。紧凑型塔如图2.24所示。、杆塔设计原则1 杆塔型式杆塔的外形规划与构件布置应安装导线和地线排列方式,并应以结构简单、受力均衡、传力清晰、外形美观为原则,同时应结合占地范围、杆塔材料、运行维护.施工方法.制造工艺等因素在充分进行优化的基础上选取技术先进.经济合理的设计方案。2 杆塔使用宜遵守以下原则:1)对不同类型杆塔的选用,应依据线路路径特点,按照安全可靠、经济合理、 维护方便和有利于环境保护的原则进行.2)在平地和丘陵等便于运输和施工的非农田和非繁华地段,可因地制宜地采用拉线杆塔和钢筋混凝土杆。3)对于山区线路杆塔,应依据地形特点,配
19、合不等高基础,采用全方位长短 腿结构形式。4)对于线路走廊拆迁或清理费用高以及走廊狭窄的地带,宜采用导线三角形 或垂直排列的杆塔,并考虑V型、Y型和L型绝缘子串使用的可能性,在满 足安全性和经济性的基础上减小线路走廊宽度。轻、中冰区线路宜结合远景 规划,采用双回路或多回路杆塔;重冰区线路宜采用单回路导线水平排列的 杆塔;城区或市郊线路可采用钢管杆。对于悬垂直线杆塔,当需要兼小角度 转角,且不增加杆塔头部尺寸时,其转角度数不宜大于3。悬垂转角杆塔的 转角度数,对330kV及以下线路杆塔不宜大于10。;对500kV及以上线路杆 塔不宜大于20。3.杆塔结构基木规定1)长期荷载效应组合(无冰、风速5
20、m/s及年平均气温)情况,杆塔的计算挠 度(不包括基础倾斜和拉线点位移),应符合表4.1的规定:表4.1杆塔的计算挠度(不包括基础倾斜和控制点位移)项目杆塔的计算挠度限值悬垂直线无拉线单根钢筋混凝土杆及钢管杆5A/1000悬垂直线自立式铁堆3A/1000悬垂直线拉线杆塔的杆塔)顶4A/1000悬垂直线拉线杆塔,拉线点以下杆(塔)身2 加/1Q00耐张塔及终端自立式铁塔7/i/lOOO注:1 h为杆塔最长腿基础顶面起至计算点的高度,hl为电杆拉线点至基础顶面的高度。2根据杆塔的特点,设计应提出施工预偏的要求。3 )钢结构构件允许最大长细比应符合表4.2的规定:表4.2钢结构构件允许最大长细比项目
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 输电 线路 铁塔 基本 结构 知识
