1、2020 5 2 1 课程内容 第七章高压直流输电线路 直流输电杆塔 2020 5 2 2 1 电压等级越高 其电气间隙 绝缘要求 对地距离等就越大 则塔头尺寸就越大 铁塔高度也越高 同时 电压等级越高 输送容量就越大 要求的导线截面也越大 导线截面增大则意味着杆塔所承受的外荷载也越大 同时 外荷载的大小还受气象条件的影响 如风速 覆冰厚度等 一 概述 2 杆塔型式还取决于线路所经地区的地形情况 地形越差 杆塔的刚度要求则越高 根据以往工程经验 对于平原地区多用扁塔 而对于山区地形 为了加强杆塔的纵向刚度 则多用方塔 3 沿线的交通运输状况决定了杆塔的型式和材料要求 如交通运输不方便的山区线路
2、 采用钢管塔和混凝土塔的运输及施工费用往往是角钢塔的数倍甚至数十倍 4 沿线的经济发展状况同样影响到杆塔型式的选择 经济发达地区 征地费用是影响到投资的主要因素 因此 拉线塔则不如自立式塔 同时 沿线的经济状况也影响到导线的排列方式 经济越发达的地区由于走廊紧张 铁塔型式的选择上则要求尽可能缩小线路走廊宽度 如采用垂直排列经济性明显优于水平排列的铁塔型式 任何一条线路工程的杆塔型式主要取决于线路的电压等级 外荷载大小 沿线的地形 交通运输以及经济发展状况 2020 5 2 3 二 特高压直流线路塔型 分析根据搜集到的国内外直流输电线路的塔型资料可知 常用的铁塔型式按支撑方式可分为拉线塔和自立式
3、铁塔 2020 5 2 4 1 拉线塔 优点 该塔力学分析 加工制造 立塔架线等方面都有成熟的经验 拉线塔塔型简洁 施工方面 单基指标较轻 可以节省钢材 工程造价低 在运行维护方面的浅丘 荒漠适用较多缺点 1 占地面积大 500kV单根拉线普遍在100m左右 2 由于塔高 在风及冰荷载的影响下容易使拉线松动 不利于运行维护 3 由于 800kV荷载较一般 500kV线路大得多 拉线受力很大 拉线型号及连接需要特制 因此 我国 800kV特高压直流输电工程中不推荐采用拉线塔 拉线塔曾在 500kV直流输电线路工程中广泛使用 2020 5 2 5 从国内外已建线路情况来看 自立式铁塔是绝大多数工程
4、的主力塔型 2 自立式铁塔 国内外直流输电线路一般均为双极同塔输电 双极排列有水平和垂直排列两种方式 垂直排列可减小走廊宽度 水平排列可降低杆塔高度 平衡杆塔荷载 从安全 经济 运行 施工等方面综合考虑 导线排列方式一般地区采用水平排列 在局部走廊拥挤地段 可采用垂直排列 以减小走廊宽度 优点 具有占地少 施工 运行维护方便等优点 2020 5 2 6 1 羊角型塔 2 干字型塔 3 自立式门型塔 2020 5 2 7 直线转角塔主要用在房屋密集 塔位较差 避让重要设施等需用小角度改变线路走向的塔位 该种塔的采用使线路路径走线灵活 同耐张转角塔相比 基础混凝土及铁塔钢材用量小 具有较大的优越性
5、 3 直线转角塔 同直线塔的挂线方式一样 直线转角塔也有I串和V串两种挂线方式 1 当直线转角度数较大时 I串挂线方式会使塔头尺寸大幅度增加 特别是极间距的增加 从而导致不经济 因此 以往工程常用I串转角一般在3 10 个别达到20 2 而V串挂线方式塔头尺寸受转角度数的大小影响很小 同时较I串方式减小极间距 缩小线路走廊宽度 且塔重变化也小 故V串挂线方式的直线转角塔转角度数一般在3 15 3 另外 I串与V串 前者为了适应不同转角的间隙 需设置多种挂架 加工 施工不方便 因此 在同等经济性的前提下 采用V串可以增大直线转角塔的转角度数 提高直线转角塔的运用范围 2020 5 2 8 在以往
6、直流线路工程中 耐张塔型式同直线塔一致 普遍采用干字型铁塔 见图 这种塔型由于结构简单 受力清晰 占用线路走廊较窄 而且施工安装和运行检修较方便 在国内各种电压等级线路工程中大量使甩 积累了丰富的运行经验 图干字型耐张塔由于 800kV直流耐张塔绝缘子片数多 串长长 跳线长达40m以上 常用的跳线方式 软跳线 因其跳线弧垂和风偏 势必造成铁塔加高 横担加长 很明显是不经济的 因此 轻 重冰区耐张塔跳线均采用硬跳线方式 而硬跳线的固定方式有悬垂的I串方式和V串方式 常用的I串方式由于风偏 摇摆及不均匀覆冰脱冰等问题 容易发生闪络 而且 当转角度数过大时 内角侧跳线处在地线保护范围外 容易发生跳线
7、雷击闪络事故 要避免此种事故的发生 势必加长地线横担的长度 对铁塔受力而言 无形中增长了扭力臂 加大了扭矩 为此 耐张塔跳线串的挂线方式采用垂直线路的双V串挂线方式 可有效的解决上述问题 4 耐张转角塔 2020 5 2 9 5 大跨越杆塔 目前国内外已建成的大跨越直线塔型主要有钢筋混凝土塔 组合角钢塔以及钢管塔等塔型 均有成熟的设计 加工 施工及运行经验 1 钢筋混凝土塔钢筋混凝土塔常用型式是塔身部分采用环形断面钢筋 昆凝土烟囱型式 塔头部分采用钢结构 由于钢筋 昆凝土塔自重很大 采用钢筋混凝土塔的基础工程量较大 且施工工期较长 另外 钢筋混凝土筒体受温变影响较大 给以后的运行 维护带来很大困难 2 组合角钢塔组合角钢塔构件多 构造复杂 风阻系数大 耗钢多 节点处理复杂 辅助杆件 连接板 螺栓数量多 加工及安装难度较大 身部及横担主材角钢根据受力需采用不同的角钢组合方式才能满足受力要求 2020 5 2 10 3 钢管塔钢管塔型式简洁 美观 构件少 节点连接较为简单 风阻系数小 耗钢量相对较低 基础外负荷随之减少 钢管塔塔身主材及塔头主要受力构件 塔身斜材及塔头部分交叉杆件均采用圆形断面钢管 主要杆件连接采用法兰盘连接 其余杆件采用节点板及螺栓连接 大跨越直线塔的主要荷载为塔身风荷载 2020 5 2 11 谢谢大家
