1、 第 1 页110KV 双回路架空线钢管杆通用设计说明书一、设计依据及范围1设计依据1.2 规程、规范：110750kV 架空送电线路设计技术规定 （报批稿）110500kV 架空送电线路设计技术规程 (DL/T 5092-1999)架空送电线路钢管杆设计技术规定(DL/T5130-2001)送电线路基础设计技术规定(DL/T5219-2005)2设计内容110KV 架空送电线路双回路钢管杆以及与杆型对应的基础、绝缘子串、金具的通用设计及概算编制。本次通用设计共完成 13 种杆型的设计，其中悬垂型 3 种、耐张型 10种，详见下表：杆型 代号 呼称高(m) 数量（种）直线杆 GSZ 21、24
2、、27 3转角杆 GSJ1 18、21 2转角杆 GSJ2 18、21 2转角杆 GSJ3 18、21 2转角杆 GSJ4 18、21 2转角杆 GSJ5 18、21 2二、气象条件根据110750kV 架空送电线路设计技术规定 （报批稿） ，选取钢管杆线路在各运行状况下的气象参数。对于最大覆冰的取值，由于钢管杆线路一般都处于平地，故按轻冰区取值。其它气象参数采用浙江省输电线路设计第气象区参数。最大风速取 V33m/s，导线覆冰值C=5mm，地线覆冰取值 C=10mm。各设计气象条件组合详见下表：110KV 双回路架空线钢管杆通用设计说明书 宁波市电力设计院有限公司第 2 页气象条件运行状况冰
3、厚mm 风速 m/s 温度 C最低气温 0 0 -10最大风速 0 33 15年 均 温 0 0 15覆 冰 5(10) 15 -5最高气温 0 0 40校 验 0 0 15安 装 0 10 -5外过电压 0 15 15内过电压 0 18 15过 牵 0 0 -10注：上表中基本风速高度均取离地 10m、括号内为地线覆冰值三、导地线1导地线选型根据最近几年来我省 110KV 线路最常用的导线型号，选择钢管杆通用设计导线型号为 LGJ-300/40 钢芯铝绞线。根据110750kV 架空送电线路设计技术规定 （报批稿）中导地线配合标准且结合“两型三新全寿命”理念，避雷线选用 JLB20A-80
4、铝包钢绞线。2. 导地线主要技术参数及使用最大使用应力序号 项 目 导线 (LGJ300/40) 地线 (JLB20A-80)1 综合截面积(mm ) 338.99 79.392 铝结构根数/直径(mm) 24/3.993 钢结构根数/直径(mm) 7/2.66 7/3.804 外径(mm) 23.94 11.405 瞬时破坏张力(N) 92220 893106 最大使用应力N/mm 40 1507 安全系数 6.801 7.500110KV 双回路架空线钢管杆通用设计说明书 宁波市电力设计院有限公司第 3 页3. 设计档距根据钢管杆线路特征，设定导地线使用档距：水平档距 Lp150 米，垂直
5、档距Lv160 米，最大档距 Lmax190 米。四、绝缘配合设计1. 根据浙江省电力公司文件（浙电生【2008】363 号）： 关于印发浙江电网污区分布图（2007）执行规定的通知，通用设计钢管杆线路按浙江电网污区分布图（2007 版） 中的级污秽区设计，导线绝缘水平须满足泄漏比距大于 2.8cm/kV 的要求。2. 悬垂串采用合成绝缘子，机械破坏荷重不小于 70kN，干弧距离不小于 1.1 米，上下两侧安装均压环，采用双联悬垂串。3. 耐张串采用 70kN 标准绝缘子，单片泄漏距离 320mm，结构高度 146mm，盘径255mm，每联采用 10 片，实际泄漏比距达到 2.909cm/kV
6、，采用双联耐张串。4. 耐张型钢管杆采用悬挂点固定式防风偏合成绝缘子，根据省电力公司生产部架空输电线路跳线防风偏反措会议纪要有关规定配置。五、钢管杆头部尺寸设计1根据110750kV 架空送电线路设计技术规定 （报批稿） ，本次通用设计钢管杆头部尺寸设计满足以下条件：1.1 导线最小水平距离要求：按导线使用条件，计算得双回路线路导线最小水平间距D3.5 米。1.2 导线间隙圆：考虑杆身安装爬梯、横担安装拉杆等因素，同时考虑在带电作业时，工作人员活动范围为 0.5 米。按要求绘制导线间隙圆，确定横担的必需长度。110KV 线路带电部分与杆塔构件的最小间隙具体如下表：工 况 最小间隙值 （m） 校
7、验风速 （m/s ） 备注工频电压 0.25 33操作过电压 0.70 18雷电过电压 1.00 15带电作业 1.00 10 加 0.5 米活动范围1.3 导地线水平偏移要求：上下层相邻导线间、地线与相邻导线间的水平偏移，按不小于 0.5 米设计。110KV 双回路架空线钢管杆通用设计说明书 宁波市电力设计院有限公司第 4 页1.4 导线最小垂直线间距离满足大于 3.5 米的要求。1.5 转角杆外角侧考虑线路转角引起的导线（引流线）偏移。2. 本次通用设计钢管杆头部尺寸，详见钢管杆单线图 。六、防雷接地、导地线防振设计1. 保护角根据110750kV 架空送电线路设计技术规定 （报批稿） ，
8、110KV 双回路线路杆塔上地线对边导线的保护角不大于 10。通用设计悬垂型、耐张型钢管杆，避雷线对边导线的保护角均在 9.5左右。2. 档距中间导地线之间垂直距离本次通用设计在导地线横担垂直距离、导地线应力配合设计时，考虑在线路档距中央，导线与地线间的垂直距离，满足下式校验(计算条件为：气温+15，无风、无冰)。S0.012L+1 式中 S导线与地线间的距离， m；L档距，m。3. 防雷设计同时关系到钢管杆头部尺寸设计。4接地本次通用设计的钢管杆，可以根据其基础形式确定接地方式。采用钢管桩基础的钢管杆，可以利用桩体接地；采用混凝土基础的钢管杆，在混凝土承台四周敷设接地装置。5. 钢管杆线路导
9、地线防振本次通用设计导线年平运行应力在拉断应力的 16以下，避雷线年平运行应力在拉断应力的 12%以下，符合不需要防振措施的要求。因此，钢管杆线路不需要设置防振锤或护线条。七、 钢管杆主材选择及主杆强度、挠度设计值1.主材选择：本次通用设计钢管杆主材选用按美国标准结构用轧制钢板、型钢、钢板桩及钢棒的一般要求 （ASTM A6）制造的 Gr.65 高强度板。与 Q345、Q420 等传统杆塔材料相比较，Gr.65 钢板具有强度高、级差小、镀锌效果好的特点。110KV 双回路架空线钢管杆通用设计说明书 宁波市电力设计院有限公司第 5 页Gr.65 钢板的级差为 1mm，利于设计优化，节省钢材； G
10、r.65 钢板的热浸镀锌不仅厚度均匀、色差小，而且镀锌附着强，这是 Gr.65 钢板区别与其他钢板的最大特点。Gr.65 钢板的部分技术参数见下表：牌号 C%Si%Mn%P%S%Cu%bMPas MPa%180冷弯Gr.65 0.23 0.30 1.65 0.04 0.05 0.20550 450 17 在 ASTM A6 标准规定范围内，可以满足任何附加条件2. 主杆强度设计值根据钢管杆荷载特性及 Gr.65 高强度板的使用性能，确定主杆钢板强度设计值为420Mpa。但由于当钢管杆荷载、杆高较大时，杆身结构不受强度控制，而是受挠度控制，因此，通常主杆计算最大应力在 380390Mpa 左右。
11、3. 主杆挠度设计值根据架空送电线路钢管杆设计技术规定(DL/T5130-2001)并结合110750kV 架空送电线路设计技术规定 （报批稿） ，计算风速为 5m/s、气温为 15时运行工况下的钢管杆长期荷载，并计算长期荷载下的杆身挠度。悬垂型钢管杆的长期荷载杆顶挠度控制在杆身全高的 5；耐张型钢管杆控制在 15。八、钢管杆构件特征及防腐设计1. 主杆1.1 所有杆型主杆均采用正 16 边形断面，根据结构强度、挠度要求设计适当的锥度。本次通用设计各种杆型的梢径及锥度如下表：杆型 梢径（mm） 锥度 备注GSZ 300 1/50GSJ1 300 1/39GSJ2 450 1/34GSJ3 58
12、0 1/33GSJ4 600 1/32110KV 双回路架空线钢管杆通用设计说明书 宁波市电力设计院有限公司第 6 页GSJ5 600 1/281.2 悬垂型钢管杆杆段之间采用套接的形式，耐张型钢管杆杆段之间采用法兰连接形式。1.3 考虑杆段受加工、运输、镀锌等条件限制，杆段最大设计长度控制在 12.0 米以内。2. 横担2.1 所有杆型的横担采用矩形断面，呈锥形。2.2 在杆身上设置横担支座，用螺栓将横担固定在支座中。2.3 横担上平面与杆身轴线垂直，设置斜拉杆以保证横担的水平度。3. 防腐设计钢管杆主杆及所有构件均采用热浸镀锌防腐措施。九、 基础设计1. 地质条件本次通用设计钢管杆基础设计
13、时，以沿海地区常见的地质状况为设计地质条件，及地基为淤泥质粘土，流塑软塑状，土的内摩阻角设计值为 10，桩周土侧阻力加权平均值为 8Kpa。土的天然容重 15kn/m3，地下水位高标 0.0m。2. 基础形式基础采用钢管桩、钻孔灌注桩两种形式。基础形式的选择，主要考虑了基础的运输、施工条件。2.1 钢管桩基础2.1.1 基础选择首选钢管桩基础，钢管桩基础具有占地小的优点，符合钢管杆线路的架线走廊要求。2.1.2 钢管桩可加工成环形截面或正 24 边形截面，钢管杆与钢管桩采用插入式锚固方法，钢管桩内径较钢管杆根径大 150mm 左右，根据上部荷载和地质条件设计桩长。2.1.3 钢管桩一般采用成孔
14、植桩法或锤击夯入法两种施工方法。由于输电线路基础施工往往存在场地条件差、搬场频繁的特点，因此，需要大型机械设备进场的锤击夯入施工不适宜这一特点，而成孔植桩法是钢管桩施工最常用的方法。2.1.4 成孔植桩法采用钻孔灌注桩施工机械，按设计桩径在地基中成孔后将钢管桩放入孔内，桩内回填塘渣、桩外灌注水泥浆以增加桩与地基间的摩阻力。然后按杆身插入深度在桩内设置 200mm 厚的块石灌浆垫层，杆根在垫层上就位后，先用三角楔四点固定，110KV 双回路架空线钢管杆通用设计说明书 宁波市电力设计院有限公司第 7 页再用 C25 细石砼固定。为增加桩的稳定性，在桩端设置 C20 混凝土包方。2.1.5 钢管桩及
15、其附件采用 Q235 钢板，沿桩长 12 道纵向焊缝，采用热浸镀锌防腐。2.2 钻孔灌注桩基础2.2.1 当用作基础的钢管桩直径和桩长随着钢管杆根径和荷载增加到一定量时，其加工运输以及施工都十分困难甚至无法实现，因此采用钻孔灌注桩加承台的基础形式。2.2.2 桩基根据上部荷载大小设计成 2 桩和 4 桩两种，由于转角杆荷载方向往往与线路方向垂直，承台长边放置在线路垂直方向，因此，线路路径及杆位选择时应综合考虑基础尺寸。2.2.3 采用钻孔灌注桩基础的钢管杆根部设计成法兰，采用地脚螺栓锚固在基础主柱上。地基螺栓在主柱中埋置时，采用与法兰盘尺寸一致的定位板定位，以便钢管杆安装。2.2.4 基桩直径
16、按 1.0m 设计，由于没有针对性的地质报告，桩长设计时按摩擦桩设计。十、单基钢管杆本体造价1. 根据本次通用设计的杆型编制工程概算，因为无具体的工程，只做包括钢管杆、导地线、基础、绝缘子串、金具组成的本体部分的造价分析。2. 钢管杆及钢管桩材料价格均按 12000 元/吨直接进入本体；导线价格按 16800 元/吨进入本体，按 21000 元/吨补差；地线按 17508 元/吨直接进入本体；地方性材料按宁波市 2008年第七期信息价直接进入本体；运距只计列 0.2 公里人力运输；地形按 100%平地计算；地质按 100%普通土计算。3. 单基钢管杆工程本体总费用如下表：杆型 基础型号 金具图
17、号 本体总费用 （万元）GSZ-21 GZ10-110/89 DS-JJ-01 12.30GSZ-24 GZ10-117/91 DS-JJ-01 13.93GSZ-27 GZ10-123/95 DS-JJ-01 15.15GSJ1-18 GZ10-125/108 DS-JJ-02 16.94GSJ1-21 GZ10-132/110 DS-JJ-02 18.42GSJ2-18 ZK-2/25-205024 DS-JJ-03 24.71GSJ2-21 ZK-2/28-205224 DS-JJ-03 27.01110KV 双回路架空线钢管杆通用设计说明书 宁波市电力设计院有限公司第 8 页GSJ3-18 ZK-2/33-205624 DS-JJ-03 31.08GSJ3-21 ZK-4/20-225250 DS-JJ-03 35.79GSJ4-18 ZK-4/20-225250 DS-JJ-03 36.68GSJ4-21 ZK-4/25-225650 DS-JJ-03 43.04GSJ5-18 ZK-4/25-225650 DS-JJ-03 42.08GSJ5-21 ZK-4/30-225650 DS-JJ-03 48.014. 钢管杆线路架线工程 19.5 万元/公里。
