變電站避雷針結(jié)構(gòu)設(shè)計說明

.變電站避雷針結(jié)構(gòu)設(shè)計說明中國電力工程東北電力設(shè)計院顧問集團(tuán)2015年7月 Word 文檔 .變電站避雷針結(jié)構(gòu)設(shè)計說明批 準(zhǔn)：審 核： 校 核： 編 寫： XXX X年 XX月 Word 文檔 .目錄第1章 變電站避雷針結(jié)構(gòu)型式11.1 構(gòu)架結(jié)構(gòu)型式11.2 避雷針結(jié)構(gòu)選型10第2章 變電站避雷針設(shè)計112.1 主要遵循的規(guī)范規(guī)程112.2 技術(shù)原則112.3 建議措施12 Word 文檔 .第1章 變電站避雷針結(jié)構(gòu)型式1.1 構(gòu)架結(jié)構(gòu)型式變電站避雷針主要有構(gòu)架避雷針及獨立避雷針兩種，構(gòu)架避雷針結(jié)構(gòu)型式與構(gòu)架一致，為保持全站鋼結(jié)構(gòu)外觀一致，獨立避雷針結(jié)構(gòu)選型亦與構(gòu)架一致。綜合目前國內(nèi)外220kV及以上電壓等級變電構(gòu)架的結(jié)構(gòu)型式，主要有格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)及等截面普通圓鋼管結(jié)構(gòu)兩種。1.1.1 格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)體系由矩形斷面格構(gòu)式柱和矩形斷面格構(gòu)式鋼梁組成，梁柱采用剛接，構(gòu)架柱以自立式為主。格構(gòu)式柱、梁又分鋼管格構(gòu)式和角鋼格構(gòu)式兩種。格構(gòu)式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于其整個結(jié)構(gòu)均由熱軋型鋼或鋼管組成，節(jié)點采用螺栓連接，桿件受力明確，單個構(gòu)件自重小，制作、運輸及防腐處理方便，用鋼量少。但由于桿件種類和數(shù)量較多，給現(xiàn)場拼裝帶來許多不便，對安裝機(jī)具及設(shè)備要求較高，現(xiàn)場拼裝工作量較大。同時，自立式格構(gòu)式結(jié)構(gòu)縱向?qū)挾容^大，為保證跳線的帶電距離，會增加間隔寬度。格構(gòu)式鋼管構(gòu)架：構(gòu)架柱采用矩型自立式鋼管塔，鋼管弦桿，鋼管或角鋼腹桿；構(gòu)架梁采用矩形等斷面格構(gòu)式鋼梁，鋼管弦桿，鋼管或角鋼腹桿。格構(gòu)式角鋼構(gòu)架：構(gòu)架柱采用矩型自立式角鋼塔，弦桿和腹桿均采用角鋼；構(gòu)架梁采用矩形等截面格構(gòu)式鋼梁，弦桿和腹桿均采用角鋼。目前我院設(shè)計的500kV變電站中的500kV構(gòu)架和部分220kV構(gòu)架均采用這種結(jié)構(gòu)。圖1.1 500kV角鋼格構(gòu)式構(gòu)架圖1.2 500kV角鋼格構(gòu)式構(gòu)架圖1.3 500kV鋼管格構(gòu)式構(gòu)架圖1.4 750kV鋼管格構(gòu)式構(gòu)架圖1.5 750kV鋼管格構(gòu)式構(gòu)架圖1.6鋼管格構(gòu)式結(jié)構(gòu)圖1.7 1000kV鋼管格構(gòu)式構(gòu)架1.1.2 等截面普通圓鋼管結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)由A型普通鋼管構(gòu)架柱和三角形斷面格構(gòu)式鋼梁或單鋼管梁組成，梁柱采用鉸接或剛接，縱向設(shè)置端撐或側(cè)身支撐。構(gòu)架柱采用普通鋼管；鋼梁弦材采用熱軋無縫鋼管，輔材采用角鋼。柱、梁弦桿拼接接頭采用剛性法蘭連接，梁輔材與弦材之間采用螺栓連接，安裝、加工和運輸方便。此種結(jié)構(gòu)受力明確，目前500kV構(gòu)架多由A型普通鋼管構(gòu)架柱和三角形斷面格構(gòu)式鋼梁組成，220kV構(gòu)架一般由A型普通鋼管構(gòu)架柱和單鋼管梁組成。對于此種220kV構(gòu)架，構(gòu)件少，接頭制作工廠化，安裝速度快，從而減少安裝費用。圖1.8 220kV鋼管A型柱構(gòu)架圖1.9 220kV全鋼管A型柱構(gòu)架圖1.10 500kV鋼管A型柱構(gòu)架圖1.11 500kV鋼管A型柱構(gòu)架圖1.12 750kV鋼管A型柱構(gòu)架圖1.13 750kV鋼管A型柱構(gòu)架圖1.14 1000kV鋼管A型柱構(gòu)架1.2 避雷針結(jié)構(gòu)選型避雷針結(jié)構(gòu)與構(gòu)架一致。構(gòu)架采用格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)，避雷針采用變截面格構(gòu)式結(jié)構(gòu)；構(gòu)架采用等截面普通圓鋼管結(jié)構(gòu)，避雷針采用變截面單鋼管結(jié)構(gòu)，管段間采用剛性法蘭連接。格構(gòu)式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于其整個結(jié)構(gòu)均由熱軋型鋼或鋼管組成，節(jié)點采用螺栓連接，桿件受力明確，單個構(gòu)件自重小，制作、運輸及防腐處理方便。但由于桿件種類和數(shù)量較多，給現(xiàn)場拼裝帶來許多不便，對安裝機(jī)具及設(shè)備要求較高，現(xiàn)場拼裝工作量較大。單鋼管結(jié)構(gòu)，外觀好，免維護(hù)。構(gòu)件少，接頭制作工廠化，安裝速度快，焊接工作量小。但連接部位均需焊接，避雷針振動對焊接部位影響較大。 Word 文檔 .第2章 變電站避雷針設(shè)計2.1 主要遵循的規(guī)范規(guī)程1) 變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)程（DL/T 5457-2012）2) 220kV750kV變電站設(shè)計技術(shù)規(guī)程（DL/T 5218-2012）3) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2012）4) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（ GB 50017-2003）5) 架空送電線路鋼管桿設(shè)計技術(shù)規(guī)定（DLT 5130-2001）6) 輸變電鋼管結(jié)構(gòu)制造技術(shù)條件（DL/T 646-2012）7) 輸電線路鐵塔制造技術(shù)條件（DL/T 2469-2010）2.2 技術(shù)原則避雷針可采用格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)、鋼管結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼筋混凝土環(huán)形桿結(jié)構(gòu)。位于建（構(gòu)）筑物頂部和高度大于25m的避雷針，不宜采用鋼筋混凝土環(huán)形桿結(jié)構(gòu)。避雷針可采用獨立基礎(chǔ)，也可以附設(shè)在其它建（構(gòu)）筑物的頂部。當(dāng)避雷針布置在其它建（構(gòu)）筑物頂部時，應(yīng)計算其對建（構(gòu)）筑物的作用和進(jìn)行連接設(shè)計計算。避雷針針管部分的管壁厚度不應(yīng)小于3.0mm，當(dāng)針管與支架部分的連接為螺栓連接時，應(yīng)采用雙螺帽。構(gòu)架避雷針、獨立避雷針設(shè)計應(yīng)進(jìn)行構(gòu)件及連接計算，其最大設(shè)計應(yīng)力值不宜大于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017規(guī)定的鋼材強(qiáng)度設(shè)計值的80%；當(dāng)采用單鋼管（含拔稍鋼管）時，則不宜大于70%；避雷針針尖部分的設(shè)計應(yīng)力在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下不宜超過80N/mm2。避雷針在正常使用狀態(tài)下的變形，不宜超過下表規(guī)定的數(shù)值。避雷針支架的允許撓度值項 次結(jié) 構(gòu) 類 別允 許 撓 度1針尖部分不限2支架部分格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)鋼管結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)H/100H/70在驗算以承受風(fēng)荷載為主的設(shè)備支架、避雷針以及中間構(gòu)架的柱頂變形時，可取最大風(fēng)工況條件下風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久值系數(shù)0.5，作為正常使用狀態(tài)變形驗算的荷載條件。2.3 建議措施2.3.1 鋼材材質(zhì)避雷針應(yīng)考慮其疲勞驗算，鋼材材質(zhì)執(zhí)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（ GB 50017-2003）中3.3中的相關(guān)要求。對于需要驗算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材，應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于0但高于-20時，Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0沖擊韌性的合格保證；對于Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-20沖擊韌性的合格保證。當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于-20時，Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有-20沖擊韌性的合格保證；對于Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-40沖擊韌性的合格保證。對于需要驗算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)的鋼材亦應(yīng)具有常溫沖擊韌性的合格保證。當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于-20時，Q235鋼和Q345鋼應(yīng)具有0沖擊韌性的合格保證；對于Q390鋼和Q420鋼應(yīng)具有-20沖擊韌性的合格保證。同時，應(yīng)適當(dāng)降低避雷針最大設(shè)計應(yīng)力值。2.3.2 連接法蘭對于鋼管連接，建議采用有加勁肋的剛性法蘭連接。2.3.3 焊縫質(zhì)量要求一級焊縫：插接桿外套管插接部位縱向焊縫設(shè)計長度加200mm； 套接桿段外套接頭處（1.5倍多邊形外套管內(nèi)對邊尺寸加200mm范圍內(nèi)）的縱向焊縫以及對接桿身環(huán)焊縫200mm范圍內(nèi)的縱向焊縫必須100焊透，并施行100超聲波檢查或100磁粉探傷。二級焊縫：