浙江省输电线路杆塔通用设计深化应用技术原则

第1页共15页浙江省输电线路杆塔通用设计深化应用技术原则（2014.10.30）1、设计原则铁塔的设计和结构计算遵循以下原则：(1)铁塔设计采用以概率理论为基础的极限状态设计法；(2)基本风速、设计冰厚重现期按30年考虑；(3)四回路铁塔结构重要性系数γ0取1.1，其它塔型取1.0。(4)满足适用于电力送电线路工程项目的法令、法规、标准、规程、规范、规定等的最新有效版本。主要标准如下：《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)《输电线路铁塔制图和构造规定》(DL/T5442-2010)《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T5154-2012）《重覆冰架空输电线路设计技术规程》（DL/T5440-2009）(5)本次深化应用对国网通用设计的220kV角钢塔进行全面校核，形成计算书、计算数据、单线图、加工图和汇总表等成果。(6)本次深化应用对国网通用设计的110kV角钢塔和钢管杆进行全面校核，修改不满足浙江省内使用要求的地线保护角，增加全方位塔型，同时调整杆塔呼高弥补呼高不足的问题，形成计算书、计算数据、单线图、加工图和汇总表等成果。(7)杆塔校核应按附件一要求进行。第2页共15页2、气象条件本次通用设计各子模块中的其他气象要素组合，应根据各子模块的基本风速和覆冰厚度，结合浙江省典型气象区参数进行确定。最低气温取-10℃，安装温度取-5℃，大风气温取15℃。考虑初伸长导线降温-15℃，地线-10℃。塔型规划设计需考虑的四个工况：外过电压（雷电工况）、内过电压（操作工况）、工频电压（大风工况）、带电作业。操作过电压和雷电过电压的风速按《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545）中的详细规定进行取值，其他工况的风速不必按导线高度进行折算，按该规范中规定取值即可。跨越塔的雷电过电压风速与相应Ⅰ～Ⅳ型直线塔的雷电过电压风速取一致。3、导线和地线110～220kV导线安全系数取2.5，年平均运行张力25%，其中110kV钢管杆导线安全系数取8；110kV窄基塔导线安全系数取5.0。计算地线荷载时，按导电率为20选取地线参数；计算地线支架高度、校核导地线间隙时，按导电率为40选取地线参数。地线安全系数、年平均运行张力百分数的选择应根据不同的电压等级、不同的覆冰厚度、导地线配合、荷载计算等具体条件确定，但地线安全系数应大于导线安全系数。仅在覆冰工况地线支架强度计算时，考虑地线覆冰较导线增加5mm覆冰设计，断线工况不考虑增加5mm覆冰。地线按安全系数法计算荷载，JLB20A-150安全系数取4.5、JLB20A-120安全系数取4.0、JLB20A-100安全系数取4.0。110kV钢管杆地线安全系数取11.0，窄基钢管塔地线安全第3页共15页系数取7.0。同时，为提高通用设计的适用性，本次通用设计的地线设计按照两根地线一侧架设OPGW光缆、一侧架设地线考虑，OPGW侧荷载同另一侧地线荷载。导线技术参数及机械特性导线名称钢芯铝绞线钢芯铝绞线钢芯铝绞线钢芯铝绞线钢芯铝绞线钢芯铝合金绞线导线型号JL/G1A-240/40JL/G1A-300/25JL/G1A-300/40JL/G1A-400/35JL/G1A-630/45JLHA2/G1A-300/50总截面277.74333.31338.99425.24674348.37直径(mm)21.723.823.926.833.824.3单位重量(kg/km)962.81057.01131.01347.52079.21207.7计算拉断力(N)837608376092360103670150450144020最大破坏张力(N)79572795728774298487142928136819综合弹性系数(MPa)760006500073000650006300076000综合膨胀系数(×10-61/℃)18.920.519.620.520.918.9地线技术参数及机械特性地线名称铝包钢绞线铝包钢绞线铝包钢绞线铝包钢绞线铝包钢绞线铝包钢绞线地线型号JLB20A-100JLB40-100JLB20A-120JLB40-120JLB20A-150JLB40-150总截面100.88100.88121.21121.21148.07148.07直径(mm)13.0013.0014.2514.2515.7515.75单位重量(kg/km)674.1474.6810.0570.3989.4696.7计算拉断力(kN)121660617401461807418017857090620最大破坏张力(N)115577586531388717047116965286089综合弹性系数(MPa)14720010360014720098100147200103600综合膨胀系数(×10-61/℃)13.015.513.015.513.015.54、电气部分（1）绝缘配合绝缘配置的污区按2.8cm/kV设计，建议2.8cm/kV及以下可以采用玻璃或瓷质绝缘子，2.8cm/kV以上采用合成绝缘子。第4页共15页防雷要求的绝缘子片数，应综合下述因素进行片数取值。a）按照《110～750kV架空输电线路设计规范》7.0.2，在海拔高度1000m以下地区，操作过电压及雷电过电压要求的悬垂绝缘子串绝缘子片数；电压等级（kV）220110基本片数137结构高度（mm）146146b）为保持高塔的耐雷性能，全高超过40m有地线的杆塔，高度每增加10m，应比表7.0.2增加1片相当于高度为146mm的绝缘子。铁塔全高220kV110kV50m13（对应雷电间隙1.9m）7（对应雷电间隙1.0m）50-6014（对应雷电间隙1.9m）8（对应雷电间隙1.0m）60-7015（对应雷电间隙1.9m）9（对应雷电间隙1.0m）70-8016（对应雷电间隙2.0m）10（对应雷电间隙1.1m）80-9017（对应雷电间隙2.1m）11（对应雷电间隙1.2m）c）按污区配置绝缘，采用不同的绝缘子型式，在2.8cm/kV污区条件下所采用的片数如下（耐污玻璃绝缘子有效爬电系数取0.8，其余取1.0）电压等级（kV）220110绝缘子强度（kN）12070结构高度（mm）146146盘径（mm）280/320280/320爬电距离（mm）450/550450/550型式双伞瓷/耐污玻璃双伞瓷/耐污玻璃绝缘子片数选择14/147/7绝缘子总高度2044mm1022第5页共15页根据《110～750kV架空输电线路设计规范》6.0.9在易发生严重覆冰地区，宜采取增加绝缘子串长和采用V型串、八字串。（2）铁塔相邻导、地线间和垂直排列的上下导线之间的水平偏移应满足规范要求。水平偏移取值（m）电压等级110kV220kV设计冰厚10mm0.501.00设计冰厚15mm0.751.25为了减小到转角因素对偏移值的影响，新规划设计塔型，Ⅲ型（40-60°）转角塔偏移值较上表增加0.1m，Ⅳ型（60-90°）转角塔偏移值较上表增加0.2m。重冰区杆塔导地线偏移按照规范取值。（3）设计塔头时，双分裂子导线应兼顾水平排列和垂直排列方式。110kV双分裂导线子导线间距400mm，220kV双分裂导线子导线间距600mm。（4）导线垂直排列时，相邻导线间最小垂直线间距离不小于水平线间距离计算值的75%。双回路不同回路的不同相导线间的最小水平（或垂直）距离应较水平线间距离（或垂直）间距计算值大0.5m。（5）转角塔内、外侧跳线串安装原则根据浙江省电力公司文件（浙电运检【2012】1322号）：关于加强电网设备抵御台风能力工作实施意见的通知，对处于风速达到31m/s及以上地区的110千伏、220千伏线路，耐张塔无论内角外角侧，均应安装固定式防风偏绝缘子。对31m/s及以上风区大转角塔内侧横担可能有所影响，第6页共15页需校核横担长度，必要时设置跳线支架。转角度数转角外侧转角内侧31m/s以下风区31m/s及以上风区0~20单串单串单串20~40单串/单串40~60双串/单串60~90双串/单串（6）串长取值110kV铁塔：校核的塔型I、II、K型直线塔串长1.8m，III型直线塔2.0m；新规划设计建议I、II、K型直线塔串长1.9m，III型直线塔2.1m。耐张串串长：对2×300分裂导线取3.2m，对单导线取3.0m。跳线串：固定式防风偏跳串串长1.6m，直跳跳线弧垂1.9m，单跳串跳线弧垂1.2m，双跳串跳线弧垂1.0m。220kV铁塔：直线串长3.6m。V串夹角取值，（大风工况摇摆角-7度）x2。耐张串串长：4.7m。跳线串：固定式防风偏跳串串长2.8m，直跳跳线弧垂3.1m，单跳串跳线弧垂1.6m，双跳串跳线弧垂1.4m。（7）间隙圆电气间隙圆应计算工频电压（大风）、内过电压（操作过电压）、外过电压（雷电过电压）、带电作业四种工况。第7页共15页绘制间隙圆图时，绝缘子串长度按实计算，选用重量较轻的合成绝缘子计算各工况下的摇摆角，并按下导线和导线侧的均压环分别检查塔头的电气间隙。计算直线塔悬垂串风偏角时，除跨越塔外，各塔型均以下导线为基准高度（110～330kV下导线平均高度取15m，跨越塔的下导线基准高度取40m），由此分别推算下、中、上导线高空风压系数。在铁塔塔头设计中绝缘子串风偏计算时，风压不均匀系数α当基本风速≥27m/s时，取0.61，当20≤基本风速27m/s时取0.75，当基本风速20m/s时取1.0。在具体工程校验杆塔电气间隙时风压不均匀系数α随水平档距变化取值。计算悬垂绝缘子串风偏角时，采用复合绝缘子计算。计算跳线串风偏角时，按1.3倍风速计算风荷载，跳线串考虑采用防风偏合成绝缘子，大风时风偏角取15°，雷电过电压、带电作业风偏角取5°。绘制铁塔间隙圆图时，应考虑塔头宽度的影响，在子导线的下导线处增加垂直下偏量和水平偏移量，然后在此基础上绘制间隙圆。110kV平地塔型，下偏量取200mm，水平偏移量取150mm；山地塔型，下偏量取300mm，水平偏移量取200mm。220kV平地塔型，下偏量取300mm，水平偏移量取200mm；山地塔型，下偏量取600mm，水平偏移量取300mm。杆塔复核时，按新间隙圆进行校核，但对不满足要求的杆塔塔头尽量不做修改，而是提出其使用限制条件。220kV，导线对横担的间隙裕度取200mm；导线对塔身的间隙有脚钉第8页共15页处取300mm，其余部位取200mm。110kV，导线对横担的间隙裕度取150mm；导线对塔身的间隙有脚钉处取250mm，其余部位取150mm。（8）地线保护角按满足浙江地区使用要求进行修改，110~220kV单回路导线防雷保护角不大于10度，双回路导线防雷保护角不大于零度。5、联塔金具统一联塔金具应结合国网通用金具串的连接方式。110kV单导线1x300的联塔金具如下表导线地线跳线直线塔ZBS-07/10-80（M18，L=45）挂线角钢开孔3φ20，间距300UB-1080（M18，L=45）挂线角钢开孔1φ20/转角塔U-1695（M24，C=24）挂线孔φ26预留2组安装孔φ26U-1085（M18，C=20）挂线孔φ20，预留2组安装孔φ20UB-0770（M16，L=45）挂线角钢开孔3φ20110kV导线2x300的联塔金具如下表导线地线跳线直线塔ZBS-07/10-80（M18，L=45）挂线角钢开孔3φ20，间距300UB-1080（M18，L=45）挂线角钢开孔1φ20/转角塔U-32115（M30，C=32）挂线孔φ32预留2组安装孔φ26U-1085（M18，C=20）挂线孔φ20，预留2组安装孔φ20UB-0770（M16，L=45）挂线角钢开孔3φ20220kV导线2x400联塔金具如下表导线地线跳线第9页共15页直线塔V串：U-21S（M24，C=26）；I串：LT-21S（M24，L=80）、ZBS-21S（M24，L=64）、UB-21B（M24，L=60