10 kV輸電線路鐵塔的設計與應用

摘 要 根據(jù)10 kV輸電線路的特點，設計適合的塔型，結合鐵塔的特點合理選用所設計的鐵塔。

關鍵詞 10 kV輸電線路鐵塔；設計；選用

中圖分類號：TM753 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0137-02

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，用電負荷不斷增加，10 kV輸電線路的輸送容量越來越大、導線截面越來越大，有的線路導線截面用到了240 mm2、300 mm2。另外線路走廊越來越窄，交叉跨越來越多、高度也越來越高，水泥電桿的應用受到了嚴重的限制。10 kV輸電線路鐵塔的應用越來越廣泛，10 kV輸電線路鐵塔的設計及選用在實際工程中尤為重要。

1 塔型選取

10 kV輸電線路鐵塔架設于各種復雜的自然環(huán)境中，塔型規(guī)劃必須技術可行、經(jīng)濟合理，首先應當根據(jù)工程導線型號、氣象條件、路徑情況選擇基本塔型型式，然后以鐵塔所受機械外負荷條件進行設計計算，使其鐵塔結構滿足強度、穩(wěn)定、剛度等力學計算條件限值要求。另外鐵塔選型還要依據(jù)客觀施工技術條件、施工條件的難易情況以及運行方面的方便性和可靠性等考慮塔型選型。

10 kV輸電線路鐵塔按鐵塔底寬可分為寬基鐵塔和窄基鐵塔，寬基鐵的塔底寬b與塔高h的比值約1/4～1/6，窄基鐵塔的底寬b與塔高h的比值約1/12～1/14；按使用檔距的大小，可分為大檔距鐵塔（使用檔距>100 m）、小檔距鐵塔（使用檔距<100 m）。寬基鐵塔由于塔底較寬，因此主材受力較小，寬基鐵塔用于設計大檔距鐵塔；窄基鐵塔由于塔底較窄，因此主材受力較大，窄基鐵塔用于設計小檔距鐵塔。

2 鐵塔設計

2.1 結構布置

寬基鐵塔根據(jù)導線的回路數(shù)，單回路通常布置成上字型鐵塔，雙回路通常布置成鼓型鐵塔，如圖1。

圖1 圖2

圖3

窄基鐵塔根據(jù)橫擔、支架能否通用，設計為兩種塔型。塔型Ⅰ：塔頭布置成直段，固定口寬，塔身起坡，鐵塔總高相同底寬一致，不分回路數(shù)，橫擔通用，按實際工程的回路數(shù)選擇橫擔數(shù)量。直段與變坡段采用焊接，其余段采用螺栓連接，主材與輔材采用焊接。塔型Ⅱ：塔頭、塔身均為一個坡度，鐵塔總高相同上口寬、底寬一致，橫擔固定不通用，分單雙回路塔。塔型Ⅰ、塔型Ⅱ結構布置如圖2。

2.2 變形分析與減小變形的措施

結構撓曲變形產(chǎn)生的因素是多方面的，除設計因素外，還有加工、施工運行等方面。

1）設計方面。結構剛度不夠，從設計角度來講這是很關鍵的問題。鐵塔塔身的高寬比一定要選定合理，尤其在設計新塔型是更應當注意這一點。除進行強度設計外，一定要進行撓度計算工作。一般發(fā)生鐵塔撓度超規(guī)時，從設計角度來考慮多發(fā)生在結果斷面尺寸偏小而引起，因此改善方法應從加大斷面尺寸入手。加大主、斜材型鋼的規(guī)格也可以獲得一定的效果，但其效果是很小的，同時提高了耗鋼指標，此方法是不可取的。另外增加塔身橫隔面的數(shù)量、提高主材接頭剛度、采用較主材大一型號的內外包鋼連接方式、斜才與主材直接搭接也可以獲得一定的改善。

2）加工和施工方面。嚴格按加工圖和設計要求進行加工，嚴格保證螺栓和孔徑匹配值，桿塔連接螺栓，在組立后必須全部緊固一次，架線后在全面復緊一遍，加工要嚴格保證橫擔預拱值，施工要嚴格保證鐵塔預偏值。

3）運行方面。要加強運行維護工作，隨時緊固已松動螺栓，丟失角材應及時補裝。發(fā)現(xiàn)撓度值超過運行規(guī)定值時，應會同有關各方面進行全面分析找出原因，對號入座的進行處理扶正工作。

工程實踐證明，寬基鐵塔坡度大、根開較大、高寬比合理，變形較小，變形不是控制條件。窄基鐵塔坡度小、根開較小，對變形較敏感，變形是窄基鐵塔的控制條件。窄基鐵塔中的塔型Ⅰ因其塔頭是直段，對變形更為直觀，塔頂只要有100 mm左右的位移，整個塔看起來就是彎曲的，不能滿足使用要求。窄基鐵塔中的塔型Ⅱ因塔頭、塔身都有一定的坡度，塔頂產(chǎn)生半個塔頂寬的位移時，整個塔看起來變形不明顯，剛度較塔型Ⅰ好。塔型Ⅰ、塔型Ⅱ變形示意圖如圖3。

3 鐵塔選用

1）寬基鐵塔。寬基鐵塔由于根開較大，主材受力較小，能承受較大荷載，適用于山地、高山等大檔距地區(qū)。變形較小，塔能設計得很高，適用于高塔跨越樹林、河流等。同時由于基礎根開較大，基礎受力也較小，基礎穩(wěn)定性較好，基礎所耗混凝土量少，這一點在山區(qū)無路少水的困難地段，可以大大減少運輸量及土石方開挖是有很大的經(jīng)濟意義的；在地質條件較差的地段越會體現(xiàn)出優(yōu)越性的。

2）窄基鐵塔中的塔型Ⅰ。塔型Ⅰ對變形較敏感，適用于小檔距大、小荷載線路工程，但塔型Ⅰ塔頭為直段，橫擔及各種支架均能通用，適用于負荷情況復雜多變，有高低壓同塔的，根據(jù)負荷情況需增T接架空或T接電纜下線的城區(qū)干線。另能一塔多用，能滿足在原塔位改造、更換不同高度的塔，方便改造線路時施工及停電。

3）窄基鐵塔中的塔型Ⅱ。塔型Ⅱ抗變形能力較塔型Ⅰ強、承受的荷載較塔型Ⅰ大，多用于檔距稍大、荷載稍大的城市規(guī)劃區(qū)，走廊狹窄處，以減少占地。

窄基鐵塔基礎根開較小，占地面積小，但一般基礎宜做成整塊式的，相對混凝土量較大，且基礎穩(wěn)定性較差。

4 總結

隨著配網(wǎng)的不斷發(fā)展，《中國南方電網(wǎng)公司10 kV和35 kV標準設計》（V1.0版）的實行，配網(wǎng)設計、施工、運行維護步入了精細化時代。根據(jù)工程自身的氣象、地形地貌、海拔、導線、污穢等條件選擇適合的桿塔，滿足配網(wǎng)工程的經(jīng)濟性、安全性、穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]孫俊華.孫俊華文選（架空送電線路桿塔及基礎設叢）[M].2006.

作者簡介

陳發(fā)興（1976-），男，云南通海人，工程師，本科，主要從事輸電線路設計工作。endprint

摘 要 根據(jù)10 kV輸電線路的特點，設計適合的塔型，結合鐵塔的特點合理選用所設計的鐵塔。

關鍵詞 10 kV輸電線路鐵塔；設計；選用

中圖分類號：TM753 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0137-02

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，用電負荷不斷增加，10 kV輸電線路的輸送容量越來越大、導線截面越來越大，有的線路導線截面用到了240 mm2、300 mm2。另外線路走廊越來越窄，交叉跨越來越多、高度也越來越高，水泥電桿的應用受到了嚴重的限制。10 kV輸電線路鐵塔的應用越來越廣泛，10 kV輸電線路鐵塔的設計及選用在實際工程中尤為重要。

1 塔型選取

10 kV輸電線路鐵塔架設于各種復雜的自然環(huán)境中，塔型規(guī)劃必須技術可行、經(jīng)濟合理，首先應當根據(jù)工程導線型號、氣象條件、路徑情況選擇基本塔型型式，然后以鐵塔所受機械外負荷條件進行設計計算，使其鐵塔結構滿足強度、穩(wěn)定、剛度等力學計算條件限值要求。另外鐵塔選型還要依據(jù)客觀施工技術條件、施工條件的難易情況以及運行方面的方便性和可靠性等考慮塔型選型。

10 kV輸電線路鐵塔按鐵塔底寬可分為寬基鐵塔和窄基鐵塔，寬基鐵的塔底寬b與塔高h的比值約1/4～1/6，窄基鐵塔的底寬b與塔高h的比值約1/12～1/14；按使用檔距的大小，可分為大檔距鐵塔（使用檔距>100 m）、小檔距鐵塔（使用檔距<100 m）。寬基鐵塔由于塔底較寬，因此主材受力較小，寬基鐵塔用于設計大檔距鐵塔；窄基鐵塔由于塔底較窄，因此主材受力較大，窄基鐵塔用于設計小檔距鐵塔。

2 鐵塔設計

2.1 結構布置

寬基鐵塔根據(jù)導線的回路數(shù)，單回路通常布置成上字型鐵塔，雙回路通常布置成鼓型鐵塔，如圖1。

圖1 圖2

圖3

窄基鐵塔根據(jù)橫擔、支架能否通用，設計為兩種塔型。塔型Ⅰ：塔頭布置成直段，固定口寬，塔身起坡，鐵塔總高相同底寬一致，不分回路數(shù)，橫擔通用，按實際工程的回路數(shù)選擇橫擔數(shù)量。直段與變坡段采用焊接，其余段采用螺栓連接，主材與輔材采用焊接。塔型Ⅱ：塔頭、塔身均為一個坡度，鐵塔總高相同上口寬、底寬一致，橫擔固定不通用，分單雙回路塔。塔型Ⅰ、塔型Ⅱ結構布置如圖2。

2.2 變形分析與減小變形的措施

結構撓曲變形產(chǎn)生的因素是多方面的，除設計因素外，還有加工、施工運行等方面。

1）設計方面。結構剛度不夠，從設計角度來講這是很關鍵的問題。鐵塔塔身的高寬比一定要選定合理，尤其在設計新塔型是更應當注意這一點。除進行強度設計外，一定要進行撓度計算工作。一般發(fā)生鐵塔撓度超規(guī)時，從設計角度來考慮多發(fā)生在結果斷面尺寸偏小而引起，因此改善方法應從加大斷面尺寸入手。加大主、斜材型鋼的規(guī)格也可以獲得一定的效果，但其效果是很小的，同時提高了耗鋼指標，此方法是不可取的。另外增加塔身橫隔面的數(shù)量、提高主材接頭剛度、采用較主材大一型號的內外包鋼連接方式、斜才與主材直接搭接也可以獲得一定的改善。

2）加工和施工方面。嚴格按加工圖和設計要求進行加工，嚴格保證螺栓和孔徑匹配值，桿塔連接螺栓，在組立后必須全部緊固一次，架線后在全面復緊一遍，加工要嚴格保證橫擔預拱值，施工要嚴格保證鐵塔預偏值。

3）運行方面。要加強運行維護工作，隨時緊固已松動螺栓，丟失角材應及時補裝。發(fā)現(xiàn)撓度值超過運行規(guī)定值時，應會同有關各方面進行全面分析找出原因，對號入座的進行處理扶正工作。

工程實踐證明，寬基鐵塔坡度大、根開較大、高寬比合理，變形較小，變形不是控制條件。窄基鐵塔坡度小、根開較小，對變形較敏感，變形是窄基鐵塔的控制條件。窄基鐵塔中的塔型Ⅰ因其塔頭是直段，對變形更為直觀，塔頂只要有100 mm左右的位移，整個塔看起來就是彎曲的，不能滿足使用要求。窄基鐵塔中的塔型Ⅱ因塔頭、塔身都有一定的坡度，塔頂產(chǎn)生半個塔頂寬的位移時，整個塔看起來變形不明顯，剛度較塔型Ⅰ好。塔型Ⅰ、塔型Ⅱ變形示意圖如圖3。

3 鐵塔選用

1）寬基鐵塔。寬基鐵塔由于根開較大，主材受力較小，能承受較大荷載，適用于山地、高山等大檔距地區(qū)。變形較小，塔能設計得很高，適用于高塔跨越樹林、河流等。同時由于基礎根開較大，基礎受力也較小，基礎穩(wěn)定性較好，基礎所耗混凝土量少，這一點在山區(qū)無路少水的困難地段，可以大大減少運輸量及土石方開挖是有很大的經(jīng)濟意義的；在地質條件較差的地段越會體現(xiàn)出優(yōu)越性的。

2）窄基鐵塔中的塔型Ⅰ。塔型Ⅰ對變形較敏感，適用于小檔距大、小荷載線路工程，但塔型Ⅰ塔頭為直段，橫擔及各種支架均能通用，適用于負荷情況復雜多變，有高低壓同塔的，根據(jù)負荷情況需增T接架空或T接電纜下線的城區(qū)干線。另能一塔多用，能滿足在原塔位改造、更換不同高度的塔，方便改造線路時施工及停電。

3）窄基鐵塔中的塔型Ⅱ。塔型Ⅱ抗變形能力較塔型Ⅰ強、承受的荷載較塔型Ⅰ大，多用于檔距稍大、荷載稍大的城市規(guī)劃區(qū)，走廊狹窄處，以減少占地。

窄基鐵塔基礎根開較小，占地面積小，但一般基礎宜做成整塊式的，相對混凝土量較大，且基礎穩(wěn)定性較差。

4 總結

隨著配網(wǎng)的不斷發(fā)展，《中國南方電網(wǎng)公司10 kV和35 kV標準設計》（V1.0版）的實行，配網(wǎng)設計、施工、運行維護步入了精細化時代。根據(jù)工程自身的氣象、地形地貌、海拔、導線、污穢等條件選擇適合的桿塔，滿足配網(wǎng)工程的經(jīng)濟性、安全性、穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]孫俊華.孫俊華文選（架空送電線路桿塔及基礎設叢）[M].2006.

作者簡介

陳發(fā)興（1976-），男，云南通海人，工程師，本科，主要從事輸電線路設計工作。endprint

摘 要 根據(jù)10 kV輸電線路的特點，設計適合的塔型，結合鐵塔的特點合理選用所設計的鐵塔。

關鍵詞 10 kV輸電線路鐵塔；設計；選用

中圖分類號：TM753 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0137-02

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，用電負荷不斷增加，10 kV輸電線路的輸送容量越來越大、導線截面越來越大，有的線路導線截面用到了240 mm2、300 mm2。另外線路走廊越來越窄，交叉跨越來越多、高度也越來越高，水泥電桿的應用受到了嚴重的限制。10 kV輸電線路鐵塔的應用越來越廣泛，10 kV輸電線路鐵塔的設計及選用在實際工程中尤為重要。

1 塔型選取

10 kV輸電線路鐵塔架設于各種復雜的自然環(huán)境中，塔型規(guī)劃必須技術可行、經(jīng)濟合理，首先應當根據(jù)工程導線型號、氣象條件、路徑情況選擇基本塔型型式，然后以鐵塔所受機械外負荷條件進行設計計算，使其鐵塔結構滿足強度、穩(wěn)定、剛度等力學計算條件限值要求。另外鐵塔選型還要依據(jù)客觀施工技術條件、施工條件的難易情況以及運行方面的方便性和可靠性等考慮塔型選型。

10 kV輸電線路鐵塔按鐵塔底寬可分為寬基鐵塔和窄基鐵塔，寬基鐵的塔底寬b與塔高h的比值約1/4～1/6，窄基鐵塔的底寬b與塔高h的比值約1/12～1/14；按使用檔距的大小，可分為大檔距鐵塔（使用檔距>100 m）、小檔距鐵塔（使用檔距<100 m）。寬基鐵塔由于塔底較寬，因此主材受力較小，寬基鐵塔用于設計大檔距鐵塔；窄基鐵塔由于塔底較窄，因此主材受力較大，窄基鐵塔用于設計小檔距鐵塔。

2 鐵塔設計

2.1 結構布置

寬基鐵塔根據(jù)導線的回路數(shù)，單回路通常布置成上字型鐵塔，雙回路通常布置成鼓型鐵塔，如圖1。

圖1 圖2

圖3

窄基鐵塔根據(jù)橫擔、支架能否通用，設計為兩種塔型。塔型Ⅰ：塔頭布置成直段，固定口寬，塔身起坡，鐵塔總高相同底寬一致，不分回路數(shù)，橫擔通用，按實際工程的回路數(shù)選擇橫擔數(shù)量。直段與變坡段采用焊接，其余段采用螺栓連接，主材與輔材采用焊接。塔型Ⅱ：塔頭、塔身均為一個坡度，鐵塔總高相同上口寬、底寬一致，橫擔固定不通用，分單雙回路塔。塔型Ⅰ、塔型Ⅱ結構布置如圖2。

2.2 變形分析與減小變形的措施

結構撓曲變形產(chǎn)生的因素是多方面的，除設計因素外，還有加工、施工運行等方面。

1）設計方面。結構剛度不夠，從設計角度來講這是很關鍵的問題。鐵塔塔身的高寬比一定要選定合理，尤其在設計新塔型是更應當注意這一點。除進行強度設計外，一定要進行撓度計算工作。一般發(fā)生鐵塔撓度超規(guī)時，從設計角度來考慮多發(fā)生在結果斷面尺寸偏小而引起，因此改善方法應從加大斷面尺寸入手。加大主、斜材型鋼的規(guī)格也可以獲得一定的效果，但其效果是很小的，同時提高了耗鋼指標，此方法是不可取的。另外增加塔身橫隔面的數(shù)量、提高主材接頭剛度、采用較主材大一型號的內外包鋼連接方式、斜才與主材直接搭接也可以獲得一定的改善。

2）加工和施工方面。嚴格按加工圖和設計要求進行加工，嚴格保證螺栓和孔徑匹配值，桿塔連接螺栓，在組立后必須全部緊固一次，架線后在全面復緊一遍，加工要嚴格保證橫擔預拱值，施工要嚴格保證鐵塔預偏值。

3）運行方面。要加強運行維護工作，隨時緊固已松動螺栓，丟失角材應及時補裝。發(fā)現(xiàn)撓度值超過運行規(guī)定值時，應會同有關各方面進行全面分析找出原因，對號入座的進行處理扶正工作。

工程實踐證明，寬基鐵塔坡度大、根開較大、高寬比合理，變形較小，變形不是控制條件。窄基鐵塔坡度小、根開較小，對變形較敏感，變形是窄基鐵塔的控制條件。窄基鐵塔中的塔型Ⅰ因其塔頭是直段，對變形更為直觀，塔頂只要有100 mm左右的位移，整個塔看起來就是彎曲的，不能滿足使用要求。窄基鐵塔中的塔型Ⅱ因塔頭、塔身都有一定的坡度，塔頂產(chǎn)生半個塔頂寬的位移時，整個塔看起來變形不明顯，剛度較塔型Ⅰ好。塔型Ⅰ、塔型Ⅱ變形示意圖如圖3。

3 鐵塔選用

1）寬基鐵塔。寬基鐵塔由于根開較大，主材受力較小，能承受較大荷載，適用于山地、高山等大檔距地區(qū)。變形較小，塔能設計得很高，適用于高塔跨越樹林、河流等。同時由于基礎根開較大，基礎受力也較小，基礎穩(wěn)定性較好，基礎所耗混凝土量少，這一點在山區(qū)無路少水的困難地段，可以大大減少運輸量及土石方開挖是有很大的經(jīng)濟意義的；在地質條件較差的地段越會體現(xiàn)出優(yōu)越性的。

2）窄基鐵塔中的塔型Ⅰ。塔型Ⅰ對變形較敏感，適用于小檔距大、小荷載線路工程，但塔型Ⅰ塔頭為直段，橫擔及各種支架均能通用，適用于負荷情況復雜多變，有高低壓同塔的，根據(jù)負荷情況需增T接架空或T接電纜下線的城區(qū)干線。另能一塔多用，能滿足在原塔位改造、更換不同高度的塔，方便改造線路時施工及停電。

3）窄基鐵塔中的塔型Ⅱ。塔型Ⅱ抗變形能力較塔型Ⅰ強、承受的荷載較塔型Ⅰ大，多用于檔距稍大、荷載稍大的城市規(guī)劃區(qū)，走廊狹窄處，以減少占地。

窄基鐵塔基礎根開較小，占地面積小，但一般基礎宜做成整塊式的，相對混凝土量較大，且基礎穩(wěn)定性較差。

4 總結

隨著配網(wǎng)的不斷發(fā)展，《中國南方電網(wǎng)公司10 kV和35 kV標準設計》（V1.0版）的實行，配網(wǎng)設計、施工、運行維護步入了精細化時代。根據(jù)工程自身的氣象、地形地貌、海拔、導線、污穢等條件選擇適合的桿塔，滿足配網(wǎng)工程的經(jīng)濟性、安全性、穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]孫俊華.孫俊華文選（架空送電線路桿塔及基礎設叢）[M].2006.

作者簡介

陳發(fā)興（1976-），男，云南通海人，工程師，本科，主要從事輸電線路設計工作。endprint