華東±1100kV特高壓直流輸電線路工程桿塔設(shè)計(jì)原則

準(zhǔn)東-華東土110OkV特高壓直流

輸電線路工程

桿塔設(shè)計(jì)原則

國(guó)家電網(wǎng)公司直流建設(shè)部

二o一五年十月

目錄

1工程概況1

2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程規(guī)范1

3電氣條件2

3.1氣象條件組合2

3.2導(dǎo)地線方案及參數(shù)15

3.3計(jì)算用最大風(fēng)速17

3.4空氣間隙17

3.5極間距取值18

3.6絕緣子串型及參數(shù)19

3.7導(dǎo)地線布置方式28

3.8防雷愛護(hù)28

4桿塔型式和桿塔規(guī)劃29

4.1桿塔型式29

4.2桿塔規(guī)劃29

5荷載計(jì)算52

5.1導(dǎo)地線風(fēng)荷載計(jì)算52

5.2絕緣子及金具荷載53

5.3桿塔荷載條件54

5.4電氣荷載表55

5.5桿塔荷載計(jì)算55

5.6荷載組合59

6桿塔設(shè)計(jì)61

6.1構(gòu)造要求61

6.2桿塔材料的使用63

6.3特殊桿塔設(shè)計(jì)67

6.4鐵塔與基礎(chǔ)連接設(shè)計(jì)68

附錄1角鋼構(gòu)件軸心受力強(qiáng)度與穩(wěn)定計(jì)算72

附錄2耐張塔45度大風(fēng)工況計(jì)算74

錄

附

3鐵塔計(jì)算工況組合77

表

表110MM冰區(qū)懸垂直線塔計(jì)算工況匯總77

表210MM冰區(qū)懸垂轉(zhuǎn)角塔計(jì)算工況匯總78

表310MM冰區(qū)耐張塔計(jì)算工況匯總79

表410MM冰區(qū)加強(qiáng)型懸垂直線塔計(jì)算工況匯總81

表515MM中冰區(qū)懸垂直線塔計(jì)算工況匯總82

表615MM中冰區(qū)懸垂轉(zhuǎn)角塔計(jì)算工況匯總83

715MM中冰區(qū)耐張塔計(jì)算工況匯總85

表8單極終端塔計(jì)算工況匯總87

表9重冰區(qū)懸垂直線塔荷載組合90

表10重冰區(qū)耐張塔荷載組合91

1工程概況

準(zhǔn)東-華東土llOOkV特高壓直流輸電線路工程起于新疆準(zhǔn)東五彩灣換

流站，止于安徽皖南換流站，輸送容量12000MW。線路航空直線長(zhǎng)度

2997.1km,初設(shè)路徑全長(zhǎng)約3324.143km(含長(zhǎng)江大跨越3.143km),曲折系

數(shù)1.11。

線路途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、河南、安徽六省區(qū)，其中新疆境

內(nèi)約614km,甘肅境內(nèi)約1282.5km,寧夏境內(nèi)約187.5km,陜西境內(nèi)約404km,

河南境內(nèi)約530.5km,安徽境內(nèi)約305.643km。

沿線海拔0m?2400m之間，地形比例為：平地46.1%,丘陵21.1%,一

般山地18.8%,高山大嶺4%,河網(wǎng)/泥沼5.2%,沙漠4.8%。

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速取27m/s、29m/s>30m/s^31m/s>32m/s>33m/s>36m/s>

37m/s>38m/s>41m/s、43m/s等H—■種。設(shè)計(jì)覆冰取5mm、10mm、15mm、20mm>

30nlm五種。

本工程在5mm、10mm冰區(qū)平丘地段接受8XJL/G3A—1250/70鋼芯鋁絞

線；10mm冰區(qū)山區(qū)、15mm、20mm(重)冰區(qū)段接受8XJL/G2A-1250/100鋼

芯鋁絞線，30mm冰區(qū)接受8XJLHA4/G2A-1250/100鋼芯中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線。

地線一根地線接受JLB20A-240鋁包鋼絞線，另一根地線接受OPGW-240復(fù)合

光纜。

長(zhǎng)江大跨越導(dǎo)線接受6XJLHA1/G4A-900/240特強(qiáng)鋼芯高強(qiáng)鋁合金絞

線。復(fù)合架空地線接受0PGW-300。

2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程規(guī)范

包含但不僅限于下述技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程規(guī)范適用于本工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

(1)《±1100kV直流架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》(報(bào)批稿)

(2)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)

(3)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)

(4)《架空輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T5154-2012)

(5)《重覆冰架空輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5440—2009)

(6)《輸電線路鐵塔制圖和構(gòu)造規(guī)定》(DL/T5442-2010)

(7)參照?qǐng)?zhí)行《110kV?750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB

50545-2010).《±800kV直流架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50790-2013)及

其他有關(guān)規(guī)程、規(guī)范、技術(shù)規(guī)定和參考資料

(8)關(guān)于印發(fā)《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》的通知(國(guó)

家電網(wǎng)生技[2012]352號(hào))

(9)《國(guó)家電網(wǎng)公司“兩型三新”線路設(shè)計(jì)建設(shè)導(dǎo)則》(國(guó)家電網(wǎng)基建

[2009]26號(hào))

(10)《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》(電力工程部分)

(11)《輸變電工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文實(shí)施管理規(guī)程》

(12)參照?qǐng)?zhí)行錫泰、上山、酒湖、靈紹等±800kV特高壓直流輸電線

路工程的桿塔設(shè)計(jì)原則、爭(zhēng)辯成果及會(huì)議紀(jì)要等。

(13)本工程相關(guān)專題爭(zhēng)辯報(bào)告。

3電氣條件

3.1氣象條件組合

依據(jù)沿線氣象臺(tái)的統(tǒng)計(jì)資料、風(fēng)壓分布圖及四周電力線路運(yùn)行、設(shè)計(jì)

閱歷，確定本工程一般線路段氣象條件組合如下表所示：

表3.1-1全線氣象條件一覽表

設(shè)計(jì)氣象條件的組合

氣象條件組合

包1包2包3

12345

氣象名稱

36m/s、10mm輕冰區(qū)37m/s>10mm輕冰區(qū)37m/s、10mm輕冰區(qū)41m/s>15mm匚卜冰區(qū)43m/s、10mm輕冰區(qū)

氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰

(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)

最低氣溫-4000-4000-4000-4000-4000

年平均氣

500500500500500

溫

最大風(fēng)速-5360-5370-5370-5410-5430

覆冰狀況-51010-51010-51010-51015-51010

最高氣溫40004000400040004000

安裝-15100-15100-15100-15100-15100

大氣過電

1515015150151501515015150

壓

操作過電

522.50523.10523.10525.60526.80

壓

雷暴日10

氣象條件組合

包3包4

678910

氣象名稱

43m/s>15mm匚口冰區(qū)41m/s.10mm輕冰區(qū)41m/s,10mm輕冰區(qū)43m/s、10mm輕冰區(qū)38m/s>5mm輕冰區(qū)

氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速風(fēng)速氣溫氣溫風(fēng)速氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰

(℃)(m/s)(mm)(℃)(℃)(m/s)(℃)(℃)(m/s)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)

最低氣溫-4000-4000-3500-3500-3500

年平均氣

500500500500500

溫

最大風(fēng)速-5430-5410-5410-5430-5380

覆冰狀況-51015-51010-51010-51510-5155

最高氣溫40004000400040004000

安裝-15100-15100-15100-15100-15100

大氣過電

1515015150151501515015150

壓

操作過電

526.80525.60525.60526.80523.70

壓

雷暴日10

氣象條件組合

包4包5包6包7包8

1112131415

氣象名稱

33m/s>5mm輕冰區(qū)33m/s、5mm33m/s>5mm輕冰區(qū)33m/s、5mm輕冰區(qū)33m/s>5mm輕冰區(qū)

氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰

(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)

最低氣溫-3500-3500-3500-3500-3500

年平均氣

500500500500500

溫

最大風(fēng)速-5330-5330-5330-5330-5330

覆冰狀況-5155-5105-5105-5105-5105

最高氣溫40004000400040004000

安裝-15100-15100-15100-15100-15100

大氣過電

1515015150151501515015150

壓

操作過電

520.60520.60520.60520.60520.60

壓

雷暴日10

氣象條件組合

包9包10

1617181920

氣象名稱

33m/s>5mm輕冰區(qū)32m/s>5mm輕冰區(qū)32m/s>10mm輕冰區(qū)29m/s、10mm輕冰區(qū)30m/s、10mm輕冰區(qū)

氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰

(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)

最低氣溫-3500-3500-3500-3500-3500

年平均氣

500500500500500

溫

最大風(fēng)速-5330-5320-5320-5290-5300

覆冰狀況-5105-5105-51010-51010-51010

最高氣溫40004000400040004000

安裝-15100-15100-15100-15100-15100

大氣過電

1515015150151501515015150

壓

操作過電

520.6052005200518.10518.70

壓

雷暴日20

氣象條件組合

包10包11包12

2122232425

氣象名稱

32m/s、10mm輕冰區(qū)31m/s、10mm輕冰區(qū)32m/s>10mm輕冰區(qū)33m/s>10mm輕冰區(qū)33m/s、10mm輕冰區(qū)

氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰

(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)

最低氣溫-3500-3500-3500-3500-3500

年平均氣

500500500500500

溫

最大風(fēng)速-5320-5310-5320-5330-5330

覆冰狀況-51010-51010-51010-51010-51010

最高氣溫40004000400040004000

安裝-15100-15100-15100-15100-15100

大氣過電

1515015150151501515015150

壓

操作過電

5200519.305200520.60520.60

壓

雷暴日20

氣象條件組合

包13包13包14

2627282930

氣象名稱

33m/s>10mm輕冰區(qū)30m/s、10mm輕冰區(qū)29m/s、10mm輕冰區(qū)30m/s>15mm中冰區(qū)27m/s、10mm輕冰區(qū)

氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰

(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)

最低氣溫-3500-3500-3000-3000-3000

年平均氣

500500500500500

溫

最大風(fēng)速-5330-5300-5290-5300-5270

覆冰狀況-51010-51010-51010-51015-51010

最高氣溫40004000400040004000

安裝-15100-15100-15100-15100-15100

大氣過電

1515015150151501515015100

壓

操作過電

520.60518.70518.10518.70516.90

壓

雷暴日20

氣象條件組合

包15包16

3132313233

氣象名稱

27m/s、10mm輕冰區(qū)27m/s>15mm匚P冰區(qū)27m/s^10mm輕冰區(qū)27m/s、15mm中冰區(qū)29m/s、15mm中冰區(qū)

氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰

(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)

最低氣溫-3000-3000-3500-3500-3500

年平均氣

500500500500500

溫

最大風(fēng)速-5270-5270-5270-5270-5290

覆冰狀況-51010-51015-51010-51015-51015

最高氣溫40004000400040004000

安裝-15100-15100-15100-15100-15100

大氣過電

1510015100151001510015150

壓

操作過電

516.90516.90516.90516.90518.10

壓

雷暴日30

氣象條件組合

包16包17包18

3435363738

氣象名稱

29m/s、20mm重冰區(qū)27in/s>10mm輕冰區(qū)27m/s>10mm輕冰區(qū)27m/s^15mm中冰區(qū)29m/s、10mm輕冰區(qū)

氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰

(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)

最低氣溫-3500-3000-3000-3000-3000

年平均氣溫5001000100010001000

最大風(fēng)速-5290-5270-5270-5270-5290

覆冰狀況-51520-51010-51010-51015-51010

最高氣溫40004000400040004000

安裝-15100-15100-15100-15100-15100

大氣過電壓1515015100151001510015150

操作過電壓518.101016.901016.901016.901018.10

雷暴日30

氣象條件組合

包18包19

3940414243

氣象名稱

29m/s、15mm匚口冰區(qū)27m/s、10mm輕冰區(qū)30m/s>15mmu口冰區(qū)30m/s>20mm重冰區(qū)30m/s、30mm冰區(qū)

氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰

(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)

最低氣溫-3000-2000-2000-2500-2500

年平均氣

100010001000500500

溫

最大風(fēng)速-5290-5270-5300-5300-5300

覆冰狀況-51015-51010-51015-51520-51530

最高氣溫40004000400040004000

安裝-15100-10100-10100-10100-10100

大氣過電

1515015100151501515015150

壓

操作過電

1018.101016.901018.70518.70518.70

壓

雷暴日30

氣象條件組合

包20包21包22

4445464748

氣象名稱

27m/s、10mm輕冰區(qū)30m/s、10mm輕冰區(qū)30m/s>15mmu口冰區(qū)27m/s>10mm輕冰區(qū)27m/s、10mm輕冰區(qū)

氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰

(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)

最低氣溫-2000-2000-2000-2000-2000

年平均氣

15001500150015001500

溫

最大風(fēng)速-5270-5300-5300-5270-5270

覆冰狀況-51010-51010-51015-51010-51010

最高氣溫40004000400040004000

安裝-10100-10100-10100-10100-10100

大氣過電

1510015150151501510015100

壓

操作過電

1516.901518.701518.701516.901516.90

壓

雷暴日3040

氣象條件組合

包23包24包25包26

4950515253

氣象名稱

27m/s>10mm輕冰區(qū)27m/s、10mm輕冰區(qū)27m/s>10mm輕冰區(qū)29m/s、10mm輕冰區(qū)29m/s、10mm輕冰區(qū)

氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速氣溫氣溫風(fēng)速覆冰

(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(℃)(℃)(m/s)(mm)

最低氣溫-2000-2000-2000-2000-2000

年平均氣

15001500150015001500

溫

最大風(fēng)速-5270-5270-5270-5290-5290

覆冰狀況-51010-51010-51010-51010-51010

最高氣溫40004000400040004000

安裝-10100-10100-10100-10100-10100

大氣過電

1510015100151001515015150

壓

操作過電

1516.901516.901516.901518.101518.10

壓

雷暴日40

氣象條件組合

包26包27

545556

氣象名稱

32m/s>10mm輕冰區(qū)32m/s、10mm輕冰區(qū)30m/s>10mm輕冰區(qū)

氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰氣溫風(fēng)速覆冰

(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)(℃)(m/s)(mm)

最低氣溫-2000-2000-2000

年平均氣溫150015001500

最大風(fēng)速-5320-5320-5300

覆冰狀況-51010-51010-51010

最高氣溫400040004000

安裝-10100-10100-10100

大氣過電壓151501515015150

操作過電壓15200152001518.70

雷暴日40

注：1）冰的比重0.9g/cm）

2）雷電過電壓工況的氣溫宜接受15℃,當(dāng)基本風(fēng)速折算到導(dǎo)線平均高度處其值大于等于35m/s時(shí)雷電過電壓工況的風(fēng)速取15m/s,否則取10m/s；

校驗(yàn)導(dǎo)線與地線之間的距離時(shí)，應(yīng)接受無(wú)風(fēng)、無(wú)冰工況。

3）操作過電壓工況的氣溫可接受年平均氣溫，風(fēng)速取基本風(fēng)速折算到導(dǎo)線平均高度處值的50%,但不宜低于15m/s,且