如何選擇配電架空線路

1、如何選擇配電架空線路使用的環(huán)形水泥電桿葉道仁編0一二年十二月三十日如何選擇配電架空線路使用的環(huán)形混凝土電桿眾所周知,配電架空線路所使用電桿一般有兩種,一種是鋼管電桿,鋼管電桿又分為圓形鋼管電桿和12等邊形鋼管電桿；鋼管電桿再分為焊接式一般采用兩段焊接或套接式.另一種是環(huán)形混凝土電桿,環(huán)形混凝土電桿又分為圓錐形環(huán)形混凝土電桿和等徑環(huán)形混凝土電桿；環(huán)形混凝土電桿再分為預(yù)應(yīng)力環(huán)形混凝土電桿和普通環(huán)形混凝土電桿；環(huán)形混凝土電桿按結(jié)構(gòu)又分整根環(huán)形混凝土電桿和組裝式環(huán)形混凝土電桿.今天要介紹的是專門談環(huán)形混凝土電桿型式選用和校驗抗彎強度.其實鋼管電桿的選用和校驗與環(huán)形混凝土電桿選用和校驗是同理的.我們先對

2、配電系統(tǒng)配電網(wǎng)的概念要有一個了解,傳統(tǒng)上將電力系統(tǒng)劃分為發(fā)電、輸電和配電三大局部組成系統(tǒng).發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能經(jīng)由輸電系統(tǒng)的輸送,最后由配電系統(tǒng)分配給各個用戶.一般地,將電力系統(tǒng)中從降壓配電變電所高壓配電變電所出口到用戶端的這一段系統(tǒng)稱為配電系統(tǒng),又稱配電網(wǎng).配電系統(tǒng)是由多種配電設(shè)備或元件和配電設(shè)施所組成的變換電壓和直接向終端用戶分配電能的一個電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).下面圖1就是電力系統(tǒng)結(jié)線示意圖.發(fā)電廠福電建路/、/20IKV500IKV50MV220KV£20KT11OEVpOD+500KV變電所2200變電由高坯配電繾造中田配電境路電力用戶X/',UOKV10KV10KT和也2皿K

3、2>-l11.即熨電所101V配由新圖1電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)線示意圖在我國,配電系統(tǒng)可劃分為高壓配電系統(tǒng)、中壓配電系統(tǒng)和低壓配電系統(tǒng)三局部.由于配電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)直接面向終端用戶,它的完善與否直接關(guān)系著廣闊用戶的用電可靠性和用電質(zhì)量,因而在電力系統(tǒng)中具有重要的地位.我國配電系統(tǒng)的電壓等級,根據(jù)現(xiàn)行行標(biāo)?城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)那么?Q/GDW156-2006的規(guī)定：220kV及其以上電壓為輸變電系統(tǒng),35、63、110kV為高壓配電系統(tǒng),20、10、6kV為中壓配電系統(tǒng),380、220V為低壓配電系統(tǒng).中壓配電系統(tǒng)由1020、6kV變電所、1020、6kV開閉所、1020、6kV架

4、空線或電纜線路等組成.一.環(huán)形混凝土電桿的型式選用：環(huán)形混凝土電桿型式選用之前,首先必須熟悉國標(biāo)GB/T46232006?環(huán)形混凝土電桿?.一普通等徑環(huán)形混凝土電桿或預(yù)應(yīng)力等徑環(huán)形混凝土電桿用于35、110、220KV架空線路.二普通圓錐形環(huán)形混凝土電桿或預(yù)應(yīng)力圓錐形環(huán)形混凝土電桿有于380/220V、10、20KV架空線路三普通圓錐形環(huán)形混凝土電桿和預(yù)應(yīng)力圓錐形環(huán)形混凝土電桿在應(yīng)用方面要分別對待,在易受到?jīng)_擊的地區(qū)采用普通圓錐形環(huán)形混凝土電桿,此桿韌性好耐一定沖擊力；預(yù)應(yīng)力圓錐形環(huán)形混凝土電桿,該桿較脆,受沖擊力超過其強度像刀切一樣,使用一段時間后,桿身縱向開裂縫,嚴(yán)寒地區(qū)會凍脹破壞,因此易

5、受沖擊和嚴(yán)寒的地區(qū)不宜使用.鋼纖維混凝土電桿的抗凍性優(yōu)于普通混凝土電桿一倍以上,同時鋼纖維混凝土電桿抗縱向裂縫的水平大大提升.因此,在混凝土中摻入鋼纖維可以有效地解決混凝土電桿存在的縱裂和凍脹兩大技術(shù)難題.四環(huán)形混凝土電桿的技術(shù)參數(shù):錐形桿錐度為1：75圖2錐形桿和等徑桿示意圖L一桿長；L1一荷載點圖度；1.2一支持點局度；L3梢端至荷載點距離為0.25mD一根徑或直徑；d梢徑；6一桿壁厚度錐形桿和等徑桿的外形請見圖2所示環(huán)形混凝土電桿的技術(shù)參數(shù)請見：1、附表1整根普通錐環(huán)形混凝土電桿開裂檢驗彎矩.附表1的注：(1)用懸臂式方法做試驗時,桿件開裂檢驗彎矩(Mk)即在開裂檢驗荷載作用下支持點斷面

6、處的彎矩.對特許電桿可根據(jù)工程需要確定支持點高度.(2)A、B、C、D、E,是不同開裂檢驗荷載的代號.(3)桿長?12m的電桿,為了運輸?shù)姆奖?可以分段制作.分段制作的電桿,必須組裝后進行力學(xué)性能試驗.(4)本表摘自國標(biāo)GB/T46232006?環(huán)形混凝土電桿?.2、附表2整根予應(yīng)力錐環(huán)形混凝土電桿開裂檢驗彎矩.附表2的注：(1)用懸臂式方法做試驗時,桿件開裂檢驗彎矩(Mk)即在開裂檢驗荷載作用下支持點斷面處的彎矩.對特許電桿可根據(jù)工程需要確定支持點高度.(2)A、B、C、D、E,是不同開裂檢驗荷載的代號.(3)桿長?12m的電桿,為了運輸?shù)姆奖?可以分段制作.分段制作的電桿,必須組裝后進行力

7、學(xué)性能試驗.(4)本表摘自國標(biāo)GB/T46232006?環(huán)形混凝土電桿?.二.環(huán)形混凝土電桿的校驗抗彎強度計算10KV配電線路主要計算直線桿的抗彎強度(由于耐張桿和轉(zhuǎn)角桿都應(yīng)用了拉線,它們所受的彎矩都傳遞到拉線上,故一般不計算抗彎強度),一般只考慮導(dǎo)線和電桿本身受垂直線路方向最大風(fēng)速時的風(fēng)壓作用一風(fēng)力對電桿、裸導(dǎo)線、絕緣導(dǎo)線的風(fēng)荷載計算：運用DL/T601-1996?架空絕緣配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程?第四章第三節(jié)中公式計算：V2P9.807CF2116式中：P風(fēng)力對電桿、裸導(dǎo)線、絕緣導(dǎo)線的風(fēng)荷載,N;C風(fēng)載體型系數(shù),采用以下數(shù)值:圓形截面的鋼筋混凝土電桿C=0.6;矩形截面的鋼筋混凝土電桿C=1.

8、4;絕緣導(dǎo)線外徑小于17mm,C=1.2;絕緣導(dǎo)線外徑不小于17nlm,C=1.1;絕緣導(dǎo)線復(fù)冰不認(rèn)直徑大小C=1.2.F電桿桿身側(cè)面的投影面積或單根絕緣導(dǎo)線外徑、集束線外截圓直徑與水平檔距的乘積,m2；導(dǎo)線和電桿的迎風(fēng)面積：Fdl22式中：d導(dǎo)線或電桿的外徑,m;l水平檔距或電桿地面以上受風(fēng)高度,m.V設(shè)計風(fēng)速,m/s.提醒：直線桿計算風(fēng)荷載應(yīng)按風(fēng)向與線路走向相垂直的情況進行計算；當(dāng)遇轉(zhuǎn)角桿時按線路夾角等分線方向進行計算.請見圖3所示.圖3轉(zhuǎn)角桿轉(zhuǎn)角等分線方向采用公式21計算是比擬簡便的,連線路導(dǎo)線的覆冰都考慮了,從C值看到,增加了20%的裕度.二配電線路設(shè)計時要計及覆冰厚度,應(yīng)根據(jù)附近已有

9、線路的運行經(jīng)驗確定.如無資料,請見典型氣象區(qū)表1:表1典型氣象表氣象區(qū)IRmIVVVIVU大氣溫度c風(fēng)速m/s最局+40最低-5-10-10-20-20一40-20導(dǎo)線覆冰一-5最大風(fēng)+10+10-5-5-5-5-5安裝00-5-10-5-1015雷過電壓+15最大風(fēng)30252525252525導(dǎo)線覆冰10最局、最低氣溫0安裝10雷過電壓1510覆冰厚度mm一555101015冰的比重g/cm30.9三配電線路設(shè)計時要考慮線路通過地區(qū)的污穢程度2進行配電線路設(shè)計時要考慮線路通過地區(qū)的污穢程度請架空配電線路污穢分級標(biāo)準(zhǔn)表確定絕緣子的型式表2架空配電線路污穢分級標(biāo)準(zhǔn)污穢等級污穢條件線路爬電距離cm

10、/kV污濕特征鹽密mg/cm2中性點直接接地中性點非直接接地0大氣清潔地區(qū)及離海岸鹽場50km以上無明顯污染地區(qū).?0.031.91.61大氣輕度污染地區(qū),工業(yè)區(qū)和人口低密集區(qū),離海岸鹽場10km50km地區(qū),在污閃季節(jié)中枯燥少霧含毛毛雨或雨量較多時.>0.030.061.92.41.62.02大氣中度污染地區(qū),輕鹽堿和爐煙污穢地區(qū).離海岸鹽場3km10km地區(qū).在污閃季節(jié)中潮濕多霧含毛毛雨或雨里較少時.>0.080.102.43.02.02.53大氣污染嚴(yán)重地區(qū),重霧和重鹽堿地區(qū),近海岸鹽場>0.1-0.253.03.82.53.21km3km地區(qū),工業(yè)和人口密度較大地區(qū),

11、離化學(xué)污源和爐煙污穢300m1500m的較嚴(yán)重地區(qū).4大氣特別嚴(yán)重污染地區(qū),離海岸鹽場1km以內(nèi)地區(qū),離化學(xué)污源和爐煙污穢300km以內(nèi)的地區(qū).>0.280.353.84.53.23.8注：本表時根據(jù)GB/T16434而訂?城市中低壓配電網(wǎng)改造技術(shù)導(dǎo)那么?DL/T5991996中第四章第七節(jié)第3款規(guī)定當(dāng)采用絕緣線時,絕緣子絕緣水平按15kV考慮.當(dāng)采用銅絞線或鋼芯鋁絞線時,絕緣子絕緣水平按20kV考慮.?城市中低壓配電網(wǎng)改造技術(shù)導(dǎo)那么?DL/T599-1996中第四章第七節(jié)第5款規(guī)定中壓架空線宜采用長度為12m電桿,必要時,可采用長度為15及以上電桿.四設(shè)計風(fēng)力強度的計算考慮配電線路設(shè)計

12、的最大設(shè)計風(fēng)速值,應(yīng)采用離地面10m高處、10年一遇10min平均最大值.如無可靠資料,在空曠平坦地區(qū)不應(yīng)小于25m/s.在山區(qū)宜采用附近平坦地區(qū)風(fēng)速的1.1倍,且不應(yīng)小于25m/s.表3風(fēng)速表風(fēng)力級別相當(dāng)風(fēng)速m/s陸地物征象范圍中值8級17.220.719.0可折樹枝,人向前行,感覺阻力甚大9級20.821.422.6煙囪及平平屋頂受到破壞,小屋會被吹毀10級21.528.426.5陸上少見,樹木連根拔起或?qū)⒔ㄖ锎禋?1級28.532.630.6陸上很少見,有風(fēng)必肩重大損失12級32m/s以上大于30.6陸上極少見,其摧毀力極丈五電桿埋設(shè)深度引用DL/T601-1996?架空絕緣配電線路設(shè)

13、計技術(shù)規(guī)程?中第八章第十六節(jié)規(guī)定電桿最小埋設(shè)深度,請見表4所示.表4電桿8.09.010.011.012.013.015.018.0的最小埋埋深1.51.61.71.81.92.02.32.6設(shè)深度遇有土質(zhì)松軟、流沙、地下水位較高等情況時應(yīng)做特殊處理.1、遇有土質(zhì)松軟增設(shè)底盤；2、遇有土質(zhì)流沙增設(shè)套筒挖桿洞,套筒采用素混凝土涵管小500加,邊挖邊沉入土中,涵管底先填50mm大小的毛石夯實,電桿吊入桿洞后,再填毛石夯實定桿位.3、遇有地下水位較高可填大塊毛石或毛石混凝土,假設(shè)趕工期就采用快干混凝土.六電桿的強度校驗圖4直線桿受力計算圖電桿彎矩計算,沿順時針旋轉(zhuǎn)的彎矩為正彎矩力X力臂=彎矩轉(zhuǎn),反時

14、針旋轉(zhuǎn)的彎矩為負(fù)彎矩.M1F1h1M2F2h22F1h2M3F3h3合成彎距：MMiM2M3=Rl?hi2Fi?h2F3?h3國標(biāo)GB/T46232006?環(huán)形混凝土電桿?中規(guī)定開裂檢驗彎矩Mk和電桿承載力彎矩Mu之間關(guān)系是：Mu?Mk22式中：承載力粽合檢驗系數(shù),取為2也就是平安系數(shù).我們計算出的合成彎矩M不容許大于小于電桿承載力彎矩M.M?Mu23即到達了校驗環(huán)形混凝土電桿的目的,放心使用選擇的桿型.實際案題1999年末南昌市城市電網(wǎng)改造中為了節(jié)省投資選用兩回10kV高壓線路與一回380/220V低壓線路共桿架設(shè)方案,采用梢筋小190/15m錐環(huán)形鋼筋混凝土電桿.高壓線采用交聯(lián)聚乙烯JKL

15、GYJ-10-240導(dǎo)線,低壓線采用聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線JKLV-1-240型問這樣的上下壓共桿線路選用那種規(guī)格的電桿?解：查產(chǎn)品樣本知JKLGYJ-10-240型絕緣導(dǎo)線的直徑d=18.4mm,JKLV-1-240型絕緣5mm,風(fēng)速導(dǎo)線的直徑d=16.2mm,檔距l(xiāng)50m;選擇典型氣象區(qū)為田類,冰厚V=25M/s;C=1.2,電桿埋深h02.5m,露出地面桿高h(yuǎn)12.5m.圖5上下壓共桿的直線桿受力計算圖1,風(fēng)力對10kV線路上、中、下導(dǎo)線的作用力：應(yīng)用公式V2P9.807CF16P1=9.807X1.2X50X(5+18.4+5)25X25/1000X16=445.91NFi2R=2X445.

16、91=891.82NP29.807X1.2X50X(5+16.2+5)25X25/1000X16395.34NF24P2=1581.38N2,風(fēng)力對10kV線路電桿的作用：h02.5mh12.5m圖6電桿桿身的投影面積計算圖錐形電桿桿身是圓臺體,圓臺體的錐度就是下、上兩底圓的直徑差與錐臺高度之比值,如圖6所示.(D-d)/L=1/75X/L=1/75X:12.5=1:75x12.575=0.1666mD=2X+0.19=0.166+0.19=0.35666=0.357m錐形電桿桿身的投影面積Q是一個梯形,其迎風(fēng)面積：Q=(d+6+D+6)%/2=(0.19+0.005+0.357+0.005)

17、X12.5/2=3.481m2V2F39,807CQ16=9.807X1.2X3.481X25X25/16=1600.23N3、風(fēng)力作用對電桿的作用點：風(fēng)力作用在地面以上電桿的重心的1/2處,高度h5-=12.5/2=6.25m;上橫擔(dān)距桿頂2100mm,上橫擔(dān)與中橫擔(dān)、中橫擔(dān)與下橫擔(dān)之間距離為600mm,高壓橫擔(dān)與低壓橫擔(dān)之間距離為1100mm0h112.4m,h211.8m,h311.2m,h410.1m.4、風(fēng)力作用對電桿產(chǎn)生的彎矩：M1F1?h1=1209.7X12.4=15000.28NmM2F1?h2=1209.7X11.8=14274.46NmM3F1?h3=1209.7X11.

18、2=13548.64NmM4F2?h41581.38X10.1=15971.93NMM5F3?h51600.23X6.25=10001.44Nm風(fēng)力作用電桿的合成力矩：MM1M2M3M4M5=68796.75Nm=68.8kNm查附表1梢徑6190/15m整根鋼筋混凝土錐形I級電力f的Mk36.75kNm,電桿承載力檢驗彎矩Mu2?Mk=73.5kNm.Mu(73.5)M(68.8)kNm所以選擇梢徑6190/15m整根鋼筋混凝土錐形I級電桿完全滿足技術(shù)要求.14附表：表1或表2耒1整根背通錐麻泄溫凝上電外開懿檢驗噂矩Li/m.11,1/m-L：.*im.i精密S11LSfJ.i150i170

19、,LO-230.1聲軍卷也苻崔可檄,1WE¥1霽C+JLEQB¥115匚"1.M口口1.KEJ,破F*JG,；MDU1£EU:*«MM6G"：.wHU17if"FMi2jG,JtsK11F*eiB工u5.*qJU0F0如1帕,500MP5小L/E0*M¥配.07QV&MLTGi.o心t.Fc“：UR:一亡£.51而或ii.£3占一鈍£.1£iEIEG11事,電11.I10：Qit制E,郭:M6.EEBEE&91點?:6.91丸】二專,11曲二1$19.39*.

20、711工10C得aw9戶*的6051X600前1O5U15中15觸/*.河E.IE1.3.6IE2g9百Su&機臥1LNt翻11.11k.11.:*A隊的6351；O面一羽11鰭13國111ir廣丸稗,北1.60QQ印ii.w1M琳.口126911«Q訴U,1n圻5121工g3E工w5限二E或口£.051.701.1,“1B饋玲11X.1211«2&101S11".1MiAF11通u二.LA-11:t.疆11摩075L.泊匚輛16忡177Q,91nr(Vfl291ia.12二1.口igEE12.丸F3再19E0=1$12l.5f15123.912L552&.Cl通如ii.12,¥,.12.飛鉀.科X附F0珞1：中Q10.EE：S.71二九.口SiSJS1%95IS.二中匕75小川二K并.出；5止由012*-I-6&隹3S靖S6%15SSM岫白i：561工X.時is田r表2整根通應(yīng)力、局部預(yù)應(yīng)用錐布形混束上電桿開索檢睡彎姬】111,E4工.1/miLji/m1精深J*ISO.1SC1170.11.*2S0.n丹顰授符WW壁,uA"1MB41:cC4JiGOB4iCHi附D+11Ka2MF+1*,0,加w1RE4,.巾