110kV輸電線(xiàn)路直線(xiàn)桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

周 哲

重慶電力設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司

1、110kV輸電線(xiàn)路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

輸電線(xiàn)路桿塔主要是用來(lái)支撐架空輸電線(xiàn)路和地線(xiàn)的關(guān)鍵設(shè)備，可以讓輸電線(xiàn)路和地面始終保持一定的安全距離。伴隨我國(guó)開(kāi)始組建高壓網(wǎng)絡(luò)體系，各種各樣的新型輸電技術(shù)開(kāi)始投入應(yīng)用，輸電線(xiàn)路桿塔的建設(shè)數(shù)量也開(kāi)始增多，桿塔結(jié)構(gòu)得以?xún)?yōu)化，建設(shè)類(lèi)型向高負(fù)荷化、大型化方向發(fā)展。和我國(guó)先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展水平進(jìn)行對(duì)比分析，現(xiàn)階段桿塔設(shè)計(jì)的水平還非常低，達(dá)不到社會(huì)發(fā)展最新要求，因此必須深化技術(shù)改革，促進(jìn)設(shè)備質(zhì)量水平的提升。

2、110kV輸電線(xiàn)路直線(xiàn)桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 塔桿結(jié)構(gòu)型式及分類(lèi)

作為架空線(xiàn)路中所使用的桿塔，可以根據(jù)其使用材料的材質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)，可分為鋼筋混凝土電桿以及鐵塔兩種；若按照受力的特點(diǎn)以及用途則可以將其分為直線(xiàn)桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔以及終端桿塔等。(1)一般線(xiàn)路的直線(xiàn)段上則適合使用直線(xiàn)桿塔，當(dāng)線(xiàn)路運(yùn)行正常時(shí)會(huì)伴有垂直荷載以及水平荷載，能夠?qū)嗑€(xiàn)以及其他順線(xiàn)路方向上的張力有所支持。(2)耐張桿塔不但能夠承受垂直方向的荷載以及水平方向的荷載，還能夠?qū)Ω箜樉€(xiàn)路方向的張力有所支持，例如斷線(xiàn)時(shí)的張力或者是施工時(shí)緊線(xiàn)的張力。(3)線(xiàn)路的轉(zhuǎn)角處則更適合使用轉(zhuǎn)角桿塔，其受力特點(diǎn)跟耐張桿塔的受力特點(diǎn)相同，但水平荷載的值較大，因?yàn)檗D(zhuǎn)角桿塔的水平荷載中還包含了角度合力。(4)線(xiàn)路首末段則適合使用終端塔，不管是耐張型的終端塔，還是轉(zhuǎn)角型的終端塔，其受力特點(diǎn)跟耐張、轉(zhuǎn)角桿塔都相同，正常運(yùn)行時(shí)需要承受單側(cè)的順線(xiàn)路方向的張力

2.2 桿塔優(yōu)化設(shè)計(jì)

由于導(dǎo)線(xiàn)鐵橫擔(dān)及橫拉桿均有穿釘與電桿成整體結(jié)構(gòu)，因此，通過(guò)提高導(dǎo)線(xiàn)鐵橫擔(dān)及橫拉桿安裝高度，增大導(dǎo)線(xiàn)呼稱(chēng)高度以提升導(dǎo)線(xiàn)懸掛高度的辦法不可行。桿塔改進(jìn)的原則為：雙桿布置形式、桿塔基礎(chǔ)及拉線(xiàn)基礎(chǔ)、拉線(xiàn)懸掛及布置形式、桿塔電氣性能、機(jī)械性能及整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性保持不變，只通過(guò)提高導(dǎo)線(xiàn)懸掛高度和改變導(dǎo)線(xiàn)懸掛的方式改進(jìn)，并提升避雷線(xiàn)懸掛點(diǎn)。選用實(shí)心復(fù)合橫擔(dān)、復(fù)合絕緣子替代懸掛導(dǎo)線(xiàn)的鐵橫擔(dān)及橫拉桿、斜拉桿等組件，采用“邊相復(fù)合橫擔(dān)+中相懸式復(fù)合絕緣子”的方式懸掛導(dǎo)線(xiàn)。兩個(gè)邊相各選用1只復(fù)合橫擔(dān)+1只棒形懸式復(fù)合絕緣子呈“∠”形布置。復(fù)合橫擔(dān)水平安裝，固定在電桿適當(dāng)高度，起到原邊相導(dǎo)線(xiàn)鐵橫擔(dān)的作用，用于支撐導(dǎo)線(xiàn)；棒形懸式復(fù)合絕緣子起斜拉桿的作用。中相選用2只棒形懸式復(fù)合絕緣子呈“V”形布置，并在桿塔頂端加裝鐵橫梁，用于固定“V”形絕緣子串。為了保證桿塔整體的穩(wěn)定性，在桿塔中部加裝了鐵橫梁，以防止桿塔扭曲變形。改進(jìn)設(shè)計(jì)后桿塔整體結(jié)構(gòu)呈“H”形。在邊導(dǎo)線(xiàn)保護(hù)角的核算中，應(yīng)提高架空避雷線(xiàn)懸掛高度，將雙避雷線(xiàn)懸掛點(diǎn)上移。規(guī)程規(guī)定：桿塔上避雷線(xiàn)對(duì)邊導(dǎo)線(xiàn)的保護(hù)角一般為20°。使用復(fù)合橫擔(dān)后，導(dǎo)線(xiàn)懸掛點(diǎn)升高，保護(hù)角變小，為使其保護(hù)角滿(mǎn)足防雷要求，應(yīng)加長(zhǎng)避雷線(xiàn)支架或縮短導(dǎo)線(xiàn)橫擔(dān)長(zhǎng)度，但縮短導(dǎo)線(xiàn)橫擔(dān)長(zhǎng)度無(wú)法滿(mǎn)足電氣絕緣間隙的要求。由于桿塔采用對(duì)稱(chēng)雙避雷線(xiàn)，中導(dǎo)線(xiàn)位于2避雷線(xiàn)中央，因此，不必對(duì)中導(dǎo)線(xiàn)的保護(hù)角進(jìn)行核算，只需考慮邊導(dǎo)線(xiàn)。按照避雷線(xiàn)支架安裝高度為2.7m，復(fù)合橫擔(dān)安裝在原導(dǎo)線(xiàn)鐵橫擔(dān)橫拉桿位置以上1.5m處核算，邊相導(dǎo)線(xiàn)保護(hù)角在避雷線(xiàn)保護(hù)范圍內(nèi)，導(dǎo)線(xiàn)懸掛高度約提升3.2m。

2.3 穩(wěn)定性分析

桿塔基礎(chǔ)作為輸電線(xiàn)路結(jié)構(gòu)的重要組成部分，主要對(duì)線(xiàn)路桿塔起穩(wěn)定作用，防止桿塔在導(dǎo)線(xiàn)自重、風(fēng)載、覆冰、斷線(xiàn)張力等垂直荷載、水平荷載及其他外力作用下發(fā)生拔出、下壓、傾覆等情況。改進(jìn)設(shè)計(jì)后的桿塔承受的風(fēng)荷載、覆冰荷載及導(dǎo)線(xiàn)避雷線(xiàn)張力等可變荷載沒(méi)有變化，但承受的桿塔自重荷載、導(dǎo)線(xiàn)避雷線(xiàn)絕緣子金具的重力等永久荷載會(huì)因?qū)Ь€(xiàn)鐵橫擔(dān)及拉桿等的取消而變小，即減小了垂直于地面方向的荷載，因此，作用于桿塔上的所有重力荷載(垂直荷載G)變小。桿塔改進(jìn)設(shè)計(jì)后其整體結(jié)構(gòu)和形式?jīng)]有改變，桿塔、拉線(xiàn)基礎(chǔ)也沒(méi)有變動(dòng)，因此，桿塔的穩(wěn)定性也沒(méi)有改變。

3、110kV輸電線(xiàn)路桿塔結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向

在電力企業(yè)運(yùn)行及發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)輸電線(xiàn)路的桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍然存在著一定的限制因素，所以在設(shè)計(jì)中也需要逐步深入，滿(mǎn)足項(xiàng)目設(shè)計(jì)的整體需求。因此，在未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展中需要有效優(yōu)化輸電線(xiàn)路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)，并在設(shè)計(jì)方案優(yōu)化中，需要做到以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，在設(shè)計(jì)理論方法優(yōu)化及完善中，需要引進(jìn)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，設(shè)計(jì)結(jié)合我國(guó)的桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，滿(mǎn)足桿塔、塔基以及路線(xiàn)設(shè)計(jì)的一體化發(fā)展。第二，在荷載取值分析中，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員合理分析重動(dòng)力分荷載取值的相關(guān)內(nèi)容，將地形區(qū)域的復(fù)雜因素作為重點(diǎn)，選擇創(chuàng)新性的項(xiàng)目整合資源，強(qiáng)化輸電線(xiàn)路桿塔結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)性，從而為輸電線(xiàn)路桿塔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供支持，明確桿塔結(jié)構(gòu)發(fā)展的基本方案。

總之，在輸電線(xiàn)路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，需要滿(mǎn)足因地制宜的項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，保證桿塔結(jié)構(gòu)質(zhì)量的可靠性、穩(wěn)定性及科學(xué)性，為電力企業(yè)的運(yùn)行及發(fā)展奠定穩(wěn)定基礎(chǔ)。

[1]閆小峰.關(guān)于輸電線(xiàn)路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J].黑龍江科技信息，2016(03)：43.

[2]李偉.輸電線(xiàn)路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2015，34(08)：88-89.

[3]彭藝全.110kV輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)探討[J].科技與創(chuàng)新，2015(05)：150-151.