架空送電線路鐵塔通用設(shè)計(jì)40050導(dǎo)線單回路新塔設(shè)計(jì)終版

1、220kV架空送電線路鐵塔通用設(shè)計(jì)400/50單回路塔型系列設(shè)計(jì)說明設(shè)計(jì)條件：導(dǎo)線：LGJ-400/50地線：GJX-100 氣象：C10mm（地線15mm） V27m/s 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：1.國標(biāo)110750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范（報(bào)批稿）2.南網(wǎng)110kV500kV架空輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定 供電設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司目 錄1、設(shè)計(jì)內(nèi)容及依據(jù)2、鐵塔使用的自然環(huán)境2、1 設(shè)計(jì)氣象條件2、2 地形地貌條件3、鐵塔設(shè)計(jì)條件3、1 導(dǎo)線和地線3、2 鐵塔使用條件3、2、1 水平檔距分級(jí)3、2、2 垂直檔距的確定3、2、3 最大檔距的確定3、2、4 代表檔距的確定3、2、5 承力塔轉(zhuǎn)角度數(shù)的分級(jí)3、2、6

2、鐵塔標(biāo)志高分級(jí)3、2、7 鐵塔長短腿分級(jí)3、2、8 鐵塔使用條件表4、鐵塔絕緣配合和頭部尺寸4、1 鐵塔絕緣水平4、1、1 絕緣子串片數(shù)4、1、2 絕緣子串的機(jī)械強(qiáng)度配合4、1、3 空氣間隙4、1、4 間隙園圖的條件4、2 塔頭尺寸的確定4、2、1 線間距離4、2、2 地線支架高度4、2、3 保護(hù)角5、鐵塔橫擔(dān)與絕緣子串連接的要求5、1 直線塔5、2 承力塔6、鐵塔荷載6、1 荷載條件6、2 各型鐵塔荷載表 7、直線塔間隙園圖1、1、設(shè)計(jì)內(nèi)容及依據(jù)本設(shè)計(jì)包括LGJ-400/50單導(dǎo)線單回路系列的自立式鐵塔共8種塔型。設(shè)計(jì)依據(jù)為國標(biāo)110750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范報(bào)批稿。同時(shí)也基本符合國家電

3、網(wǎng)公司Q/GDW 179-2008110kV750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定和南方電網(wǎng)公司Q/CSG 115022008110kV500kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定（暫行）等的規(guī)定。2、鐵塔使用的自然環(huán)境2、1設(shè)計(jì)氣象條件本系列塔型按我省中冰區(qū)即導(dǎo)線覆冰厚度10 mm,(地線15mm)最大設(shè)計(jì)風(fēng)速27 m/s的條件設(shè)計(jì)。2、2地形地貌條件本系列塔型適用于平丘和山地地形，也考慮我省跨距8001200 m高山峽谷地區(qū)的大檔距跨越。海拔高程一般不超過3500 m。3、鐵塔設(shè)計(jì)條件3、1 導(dǎo)線和地線3、1、1 導(dǎo)線本系列塔型導(dǎo)線按單導(dǎo)線LGJ-400/50 鋼芯鋁絞線設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，對(duì)于山區(qū)送電線路

4、是比較合適的。對(duì)于同類導(dǎo)線如LGJ-300/25、LGJ-300/50，鋁包鋼芯鋁絞線，鋼芯鋁合金絞線也可經(jīng)過驗(yàn)算后使用。3、1、2 地線 鑒于電力系統(tǒng)容量快速增大，變電所進(jìn)出線地線的熱穩(wěn)定和OPGW配合的要求，本系列塔型地線按GJX-100鋼絞線鋼絞線設(shè)計(jì)。因此，提高地線支架的設(shè)計(jì)承載能力是必要的。在具體工程中，根據(jù)工程的情況，經(jīng)過驗(yàn)算后，也可選擇GJX-80鍍鋅鋼絞線、150mm2截面以下的鋁包鋼絞線等。從支架強(qiáng)度和導(dǎo)地線配合的要求看，都能滿足。3、2 鐵塔使用條件3、2、1 水平檔距分級(jí)根據(jù)我省送電線路水平檔距分布的統(tǒng)計(jì)，在平地、丘陵地區(qū)水平檔距取400 m，其出現(xiàn)的概率不低于95，從2

5、20kV線路在平丘地區(qū)的經(jīng)濟(jì)桿高來看，直線塔取450 m水平檔距也是合適的。我省220kV線路通過壩子邊緣的平丘地帶數(shù)量也不少。因此，把450 m定為直線塔起始的水平檔距是適當(dāng)?shù)?。?duì)于一般山地和高山地帶，依次取600m、1000m。承力塔的設(shè)計(jì)水平檔距，與第二種直線塔接為宜。取600 m。對(duì)于大檔距的承力塔，基本上與大檔距直線塔對(duì)應(yīng)。終端塔的條件，按其使用情況，比一般承力塔小，水平檔距定為500m。3、2、2 垂直檔距的確定根據(jù)我省送電線路垂直檔距分布的統(tǒng)計(jì)，垂直檔距一般為水平檔距的1.41.8倍。直線塔的垂直檔距對(duì)應(yīng)上列水平檔距分別為600、850、1400 m。承力塔的設(shè)計(jì)垂直檔距與水平檔

6、距相對(duì)應(yīng)，為850m。對(duì)于大檔距的承力塔為1400m。按承力塔工作的實(shí)際條件，往往會(huì)出現(xiàn)垂直檔距為負(fù)值的情況，在垂直檔距負(fù)得較多時(shí)，桿塔橫擔(dān)承受較大的上拔力。因此承力塔設(shè)計(jì)時(shí)要考慮這種工況，垂直檔距設(shè)計(jì)取一定的負(fù)值來驗(yàn)算橫擔(dān)。一般上拔力取垂直荷載的70。3、2、3 最大檔距的確定根據(jù)我省送電線路最大檔距的分布統(tǒng)計(jì)，一般比水平檔距大100250m為宜。三種直線塔的設(shè)計(jì)最大檔距分別為600、850、1200m。最大檔距決定于導(dǎo)線在檔距中間的碰線條件，即與桿塔的線間距離有關(guān)。檔距1000m以下水平線間距離可參照110750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范中公式（）確定。對(duì)于1000m及以上的大檔距，公式（）

7、中的系數(shù)0.65應(yīng)參考架空送電線路大跨越設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定中公式的系數(shù)適當(dāng)提高到0.700.80左右為宜。我國送電線路的線間距離較為保守，據(jù)中國電力工程顧問集團(tuán)國外考察報(bào)告的介紹，減少常規(guī)線路水平線間距離是我國輸電線路的發(fā)展趨勢(shì)。與國外線路相比，我國輸電線路導(dǎo)線的水平相間距離減少12m是可行的。這對(duì)縮小塔頭尺寸，減小走廊寬度，降低工程耗鋼量，是有益的。3、2、4 代表檔距的確定根據(jù)我省送電線路設(shè)計(jì)代表檔距的分布統(tǒng)計(jì)，直線塔的代表檔距在300500m，承力塔的設(shè)計(jì)代表檔距兩側(cè)宜適當(dāng)拉開，以增大兩側(cè)的張力差，取200/800m.3、2、5 承力塔轉(zhuǎn)角度數(shù)的分級(jí)本系列塔型承力塔轉(zhuǎn)角度數(shù)參照國電公司2006

8、年典型設(shè)計(jì)的分級(jí)，按020、2040、4060、6090四種分級(jí)。對(duì)于大檔距的承力塔只考慮030，終端塔考慮090上述范圍的轉(zhuǎn)角分級(jí)是比較合理的，應(yīng)在工程選線中盡量滿足。直線塔220ZM42一般允許帶不超過3的小轉(zhuǎn)角，需經(jīng)過核算后才能使用。小轉(zhuǎn)角的位置宜設(shè)在壓檔或平檔處，不宜設(shè)在垂直檔距比水平檔距小的塔位。3、2、6 鐵塔標(biāo)志高分級(jí)及其他本系列塔型的標(biāo)志高仍按3m分級(jí)?？紤]到目前工程中以高塔跨森林對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，鐵塔設(shè)計(jì)高度應(yīng)盡量高些。所有塔身均為方塔。承力塔為方橫擔(dān)，直線塔為鴨嘴橫擔(dān)。1、 直線塔：12、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42（22

9、0ZM41、220ZM43到42m；直線塔220ZM42到48m）2、轉(zhuǎn)角塔：020耐張及4060轉(zhuǎn)角：12、15、18、21、24、27、30、33、36m、共9種；轉(zhuǎn)角塔2040轉(zhuǎn)角塔：12、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42m共11種；轉(zhuǎn)角塔4060轉(zhuǎn)角塔：12、15、18、21、24、27、30、33、36m共9種；3、大檔距轉(zhuǎn)角塔：030轉(zhuǎn)角塔：12、15、18、21、24、27、30、33、36m共9種；4、終端塔：090 12、15、18、21、24、27、30m 共7種。3、2、7 鐵塔長短腿分級(jí)本系列塔型長短腿按1.0m分級(jí)，即30米及以下呼高按3.0

10、、4.0、5.0、6.0、7.0五級(jí)設(shè)計(jì)、33米及以上呼高按3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0六級(jí)設(shè)計(jì)。3、2、8 鐵塔使用條件表（單回路）名 稱代 號(hào)使用檔距（m）線間距離（m）標(biāo)志高（m）設(shè)計(jì)最小垂直檔距系數(shù)kv及轉(zhuǎn)角度數(shù)保護(hù)角（）LHLVLML0水平垂直直線塔220ZM414506506003004.76.012、15、18、21、24、27、30、33、36、39、420.754.5直線塔220ZM426009008505005.26.012、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42、45、480.606.5大檔距直線塔220ZM4310001500120

11、010006.07.015、18、21、24、27、30、33、36、39、40、420.458.3耐張塔220NG41600900800200/8004.54.012、15、18、21、24、27、30、33、36020-8.0轉(zhuǎn)角塔220JG42600900800200/8005.04.012、15、18、21、24、27、30、33、36、39、422040-4.0轉(zhuǎn)角塔220JG43600900800200/8005.5/4.54.012、15、18、21、24、27、30、33、3640600-7.0大檔距轉(zhuǎn)角塔220JG45100015001200200/10007.05.012、

12、15、18、21、24、27、30、33、360300-7.0轉(zhuǎn)角兼終端220JG44（220DG41）500800600200/800（50/800）6.0/5.04.015、18、21、24、27、3060900900-8.0 注：60-90度為轉(zhuǎn)角塔，但應(yīng)能滿足0和90時(shí)作為終端塔的受力。4、鐵塔絕緣配合和頭部尺寸4、1 鐵塔絕緣水平設(shè)計(jì)4、1、1 絕緣子串片數(shù)懸垂絕緣子串的片數(shù)，采用16片（146255），可以滿足3500m以下高海拔地區(qū)的要求。從鐵塔的絕緣間隙來看，設(shè)計(jì)中留有一定的裕度。滿足高海拔要求的絕緣子片數(shù)，一般均能滿足較高污區(qū)的要求。綜上所述本系列塔型懸垂絕緣子串最大采用16

13、片，耐張絕緣子串最大采用17片普通或防污絕緣子即可滿足要求。在特重污地區(qū)，也可選用絕緣高度相當(dāng)?shù)暮铣山^緣子。復(fù)合絕緣子的長度宜增長12。4、1、2 絕緣子串的強(qiáng)度配合按110750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度安全系數(shù)為： 最大使用荷載 2.7 斷 線 1.8 斷 聯(lián) 1.5絕緣子尚應(yīng)滿足正常運(yùn)行情況常年荷載狀態(tài)下安全系數(shù)不小于4.0。本系列塔型配用絕緣子噸位及串型如下表： 塔型荷載情況按設(shè)計(jì)條件的荷載（kgf）絕緣子串允許荷載（kgf）推薦串型備 注220ZM41最大荷載2203（垂直荷載）264216片 單串1LXY1-70常年荷載 1380（垂直荷載）1783220ZM

14、42最大荷載2917（垂直荷載）528516片 雙串2LXY1-70常年荷載1795（垂直荷載）3567220ZM43最大荷載4616（垂直荷載）528516片 雙串2LXY1-70常年荷載2793（垂直荷載）3567220NG41220JG42220JG43 220JG45最大荷載5258(線條張力)528517片 雙串2LXY1-100常年荷載3286（線條張力）3567220JG44線路側(cè)最大荷載 5258(線條張力)528517片 雙串2LXY1-100常年荷載 3286(線條張力)3567龍門架側(cè)最大荷載1000 (線條張力)264317片 單串1LXY1-70常年荷載4、1、3 空

15、氣間隙按110750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，海拔超過1000m地區(qū)，應(yīng)按海拔高度來修正空氣間隙。本系列塔型設(shè)計(jì)最高海拔高程為3500m，懸垂絕緣子串的片數(shù)為16片，按規(guī)程要求修正后，帶電部分與桿塔構(gòu)件的最小間隙如下：海拔高程（m）絕緣子片數(shù)空氣間隙（m）工頻電壓操作過電壓雷電過電壓帶電檢65（0.70）1.70（1.90）2.062.35（2.60）24003000160.70（0.74）1.80（2.00）2.212.48（2.72）300034000.75（0.80）1.90（2.20）2.60（2.85）注：括號(hào)中為V串?dāng)?shù)值。4、1、4 鐵塔頭部間隙園圖

16、在新設(shè)計(jì)塔型時(shí)應(yīng)根據(jù)規(guī)劃的各型直線塔的最小允許垂直檔距系數(shù)，分別計(jì)算雷電過電壓、操作過電壓及工頻電壓時(shí)的允許風(fēng)偏角，再用此風(fēng)偏角來作間隙園圖。4、1、4、1 直線塔的最小允許垂直檔距系數(shù) 此系數(shù)為直線塔在最大弧垂時(shí)最小允許垂直檔距與設(shè)計(jì)水平檔距之比，用Kv符號(hào)表示。Kv值的選取與地形、水平檔距、導(dǎo)線、氣象條件等有關(guān)。在上世紀(jì)60年代，上海電力設(shè)計(jì)院的論文介紹了山區(qū)送電線路Kv值的數(shù)理統(tǒng)計(jì)成果,Kv值分布如下： 平地 0.800.85 丘陵 0.700.75 一般山地 0.500.60 復(fù)雜山地 0.400.50我省地形的特點(diǎn)是自西向東有著名的無量山、哀牢山等橫斷山脈和怒江、瀾滄江、元江、南盤江

17、等深切的河流，地形復(fù)雜，也有盆壩地區(qū)的分布。在Kv的取值上要考慮各種地形條件出現(xiàn)的機(jī)遇。本系列塔型設(shè)計(jì)中直線塔考慮了3種，按其使用的范圍，Kv值的選取如下： 220ZM41 丘陵及一般山地 0.75 220ZM42 一般山地 0.60 220ZM43 高山 0.454、1、4、2 懸垂絕緣子串的長度按該塔型使用的最長串型選取。如單、雙串均能掛的塔型，按雙串選取。16片雙串：長2858mm 重199kg(防污)另外，要考慮滿足合成絕緣子的長度。雙聯(lián)長2858*1.123200mm 重55kg4、1、4、3 鐵塔窗口導(dǎo)線下垂量的選取 直線塔導(dǎo)線離開懸掛點(diǎn)后，由于弧垂和地形高差的影響導(dǎo)線均要下垂，在

18、鐵塔窗口邊緣由于導(dǎo)線下垂導(dǎo)致對(duì)窗口電氣間隙不夠。在地形高差越大、鐵塔窗口越寬的情況更為明顯。因此，在鐵塔設(shè)計(jì)制作間隙園圖時(shí)要考慮導(dǎo)線下垂量的影響。在鐵塔窗口側(cè)面寬度一定的情況下，下垂量與塔位點(diǎn)的半邊（一側(cè)）垂直檔距有關(guān)。半邊（一側(cè)）垂直檔距的不均勻度取0.100.20/0.900.80。鐵塔瓶口導(dǎo)線下垂量按下式計(jì)算：f=AgLv1/式中：f鐵塔瓶口處導(dǎo)線下垂量（m）； A側(cè)視塔頸瓶口寬度的一半（m）； G導(dǎo)線計(jì)算情況的比載（kg/m-mm2）； Lv1該塔位下坡側(cè)半邊垂直檔距（m）； Lv1L1/2+h/gL1 L1、h下坡檔的檔距、高差（m）；導(dǎo)線計(jì)算情況的應(yīng)力（kg/mm2）。各直線塔的下

19、垂量選取如下： 220ZM41 300mm 220ZM42 500mm 220ZM43 700mm4、2 塔頭尺寸的確定4、2、1 線間距離導(dǎo)線在桿塔上的排列有三角形排列和水平排列。一般三角形排列鋼材較省，耐雷指標(biāo)較差。我省220kV線路基本上采用三角形排列的方式。本系列塔型導(dǎo)線按三角形排列設(shè)計(jì)。桿塔上導(dǎo)線間的距離決定于導(dǎo)線對(duì)桿塔的電氣間隙和檔距大小。按110750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定：a)對(duì)1000m以下檔距，水平線間距離按下式計(jì)算： D =0.4Lk+U/110+0.65b) 導(dǎo)線三角形排列的等效水平線間距離按下式計(jì)算： Dx=(Dp2+(4Dz/3)2)式中：D水平線間距離，m

20、; Lk懸垂絕緣子串的長度，m； U送電線路的標(biāo)稱電壓，kV； fc導(dǎo)線最大弧垂，m； Dx-導(dǎo)線三角形排列的等效水平線間距離，m； Dp導(dǎo)線間水平投影距離，m; Dz-導(dǎo)線間垂直投影距離，m。c)對(duì)于檔距在1000m以上，參考架空送電線路大跨越設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定水平線間距離按下式計(jì)算：D =0.4Lk+U/110+K式中：K系數(shù)，大跨越0.81.0，建議大檔距取0.700.80。根據(jù)本系列塔型的最大設(shè)計(jì)檔距，其線間距 類別塔型設(shè)計(jì)最大檔距（m）要求的等效水平線間距離（m）實(shí)際的等效水平線間距離（m）備注直線塔220ZM416006.59.2塔頭尺寸控制220ZM42850 7.99.5塔頭尺寸控制

21、220ZM43120010.711.1塔頭尺寸控制承力塔220NG418006.36.7最大檔距控制220JG428006.36.6最大檔距控制220JG438006.36.1最大檔距控制220JG4512009.49.4大檔距220JG446005.25.2兼終端塔4、2、2 地線支架高度地線支架高度，根據(jù)110750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范、交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合要求，決定于：a）在檔距中央，導(dǎo)線與地線間的距離（15，無風(fēng)）須滿足： S1 0.012L+1式中：L檔距，m 當(dāng)檔距較大，用上式計(jì)算出的S1大于7.5m時(shí)，仍用7.5m。b) 保護(hù)角小于15度；c) 桿塔上兩根地線間

22、的距離，不應(yīng)超過導(dǎo)線與地線間垂直距離的5倍；d) 地線與相鄰導(dǎo)線間的水平偏移，在10mm冰區(qū)不小于0.50m；4、2、3 保護(hù)角本系列塔型的保護(hù)角均比規(guī)程要求值更好。詳見鐵塔使用條件表。5、鐵塔橫擔(dān)與絕緣子串連接的要求5、1 直線塔用UB掛板與橫擔(dān)連接。要求每相導(dǎo)線有三個(gè)掛點(diǎn)。5、2 承力塔用GD耳軸掛板與橫擔(dān)連接。跳線要求有三個(gè)掛點(diǎn)。 絕緣子串與橫擔(dān)連接的第一個(gè)金具如下表：類別塔 型與橫擔(dān)連接的第一個(gè)金具備注導(dǎo) 線地 線直線塔懸垂串220ZM41掛板UB-10掛板UB-10220ZM42掛板UB-10掛板UB-10220ZM43掛板UB-10掛板UB-10承力塔耐張串220JG41雙串GD-16