铁塔基础知识

第一章铁塔概述第一节基本概念铁塔1.为实现承受某一空中载荷或通讯功能而架设的独立式的钢结构物通称为铁塔。现在的铁塔一般都采用角钢、钢板部件制做，用螺栓连接组合而成，只是局部采用少量的焊接件（如挂线角钢加强板等），基础座板一般都采用电焊焊接，塔上部件一般都采用热浸镀锌防腐。2.输电线路输电线路通常是由基础、杆塔（包括拉线）、绝缘子、金具、导线、地线（也称避雷线）和接地装置等部分组成。3.铁塔的呼称高度输电线路铁塔的呼称高度一般是指从地面到铁塔最低导线悬挂点的高度，500KV铁塔到最低导线吊架挂线点处，一般铁塔也可以是到最低导线横担下弦杆的准线处。4.多接腿铁塔受地形地物地段的影响，铁塔的四条腿的高度在标准塔腿高度上进行了全加长、全减短和部分腿加长或部分腿减短。塔型中出现的这些长短级别不同的接腿称为多接腿铁塔。5.档距两杆塔之间的距离称为两杆塔的档距。第二节输电线路铁塔分类1.按铁塔在线路中的位置和作用分类（重要）1.1直线塔：用“Z”表示，直线塔位于线路直线段的中间部分，由于绝缘子串是悬垂式故称悬垂式铁塔。在一条输电线路中，直线塔占了很大的比重，一般约占全线路铁塔总数的80%左右。这种塔只有在安装、事故断线和大风工况下承受着不平衡较大张力。平时只承受导、地线、覆冰、金具、绝缘子串、塔上操作人员（包括工具）和塔的自重等垂直载荷。直线塔的绝缘子串有单联悬垂、双联悬垂和“V”形悬垂三种。直线塔总体要比同线路的承力塔较高，塔身坡度较小，塔材较小，节点螺栓较少，塔体较轻。典型的塔型有：ZGU51、ZGU52、ZGU53、ZGU54、SZ52、ZB15、ZB24、ZB34、ZB45等。1.2跨越塔：跨越塔用“K”表示，跨越塔也是直线塔的一种特殊型，这种塔一般都是成对地设立在江、河的两岸或用来跨越较大的沟谷或跨越铁路、公路及其他级别的中小型电力线路。通常用于线路出现较大档距或要求跨越段具有较高的安全度，这种塔比一般直线塔要高得多，一般塔高都在50米~250米之间，构造也比较复杂。塔的重量都在50~200吨左右，这种塔的挂线方式和荷载情况与一般直线塔类似，只是荷载量大了。典型的塔型有：SKTY、JK712等。1.3耐张塔：耐张塔是承力塔的一种，该塔在线路中把整个较长的直线段分成若干个小的直线段，起着锚固直线段中塔上导、地线的作用，可以限制线路在本塔前后区段安装和检修紧线的不平衡张力和线路事故断线的影响范围。这种塔的塔身坡度较大，整体高度较矮，部件材料规格较大，节点螺栓用量较多，单塔比直线塔重，绝缘子串呈下斜式，接近水平而不是水平，这种塔在线路中用量较少。典型的塔型有：JG系列、JT系列、YJ系列、JK系列是耐张塔的典型塔型。1.4转角塔：转角塔用“J”表示，转角塔也是承力塔的一种，转角塔设在线路的转角处。典型设计中按转角的大小分0°~20°、20°~40°、40°~60°、60°~90°个角度系列。这种塔除具有与耐张塔相同的特点和作用外，还比耐张塔多了一个侧向永久性张力。典型的塔型：JG系列、JT系列、YJ系列、JK系列是转角塔的典型塔型。1.5终端塔：终端塔“D”表示，终端兼转角塔用DJ表示。终端塔也是承力塔的一种，终端塔设立在线路在起、止端点处。它除了具有与耐张塔、转角塔相同的特点和作用外，还有比耐张塔、转角塔多了一个顺线路方向，向线路侧的单向永久性张力。典型的塔型有：110DSN、JGUD等。1.6换位塔：换位塔用“H”表示，如果线路较长，转角角度较大而点位较多，为了限制电力系统中的不对称电流和电压，需要变换导线的相序（相位）。处于导线相序变换位置处的铁塔称为换位塔，这种塔在110KV以下的中小线路中一般不设立。只有在220KV及其以上的大线路中才设立，但基数并不多，换位方式有单塔换位和双塔换位，500KV线路一般是用一个主塔和两个付塔配合实现换位的。典型的塔型有：SHJ。1.7分歧塔：分歧塔用“F”表示，如果一条线路同时向两个地区供电，就需要设立分歧塔，分歧塔兼有终端塔和转角塔的受力特点，塔的坡度一般较大，材料也比较大，总体不算高，但比较重。典型的塔型有：FJ3。1.8变电构架：各种电压等级的变电构架。立柱用“Z”表示，横梁用“L”1.按位置和作用分类的铁塔代号一览表序号字母种类字母种类1Z直线塔H换位塔2N耐张塔F分歧塔3J转角塔L拉线塔4D终端塔ZJ直线转角塔5K跨越塔2.按铁塔结构、形状、外型特点分类（重要）序号12345名称上字型叉骨型猫头型鱼叉型V字型代号SCMYnV备注直线型绝缘子串序号678910图形名称三角型干字型羊角型桥型酒杯型代号JGYQB备注耐张型绝缘子串直线型或耐张型绝缘子串序号111213————图形————名称门型鼓型伞型————代号MeGuSn————备注直线型或耐张型绝缘子串3.按单腿主材的使用数量分类1）单主材铁塔：单腿截面为1根角钢的铁塔2）双主材铁塔：单腿截面为2根角钢的铁塔3）四主材铁塔：单腿截面为4根角钢的铁塔4）多主材的组合情况如下图：双主材四主材4.按材料分类（供参考，描述从略）1）角钢钢板螺栓铁塔：加工方便成本较低运输方便。2）钢管焊接螺栓铁塔：加工成本较高。3）钢管水泥杆塔（管内衬水泥）：新产品总成本低强度高。4）水泥杆和钢结构配合塔：有前几种的综合特点。5）电焊铁塔：整段或分段电焊的铁塔，无法镀锌，运输困难。5.按防腐条件分类（供参考，描述从略）1）镀锌防腐铁塔（热浸镀锌）：我公司现采用的方法。2）刷油防腐铁塔：因铁塔维护成本较高，现已基本停止采用。6.按输电线路电流流向分类（供参考，描述从略）1）三相交流的线路铁塔：采用交流输电。2）两相直流的线路铁塔：采用直流输电。7.按输电线路电压等级分类1）交流输电电压等级：35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV和750KV、1000KV2）直流输电电压等级：±800KV（直流）8.按导线回路数分类（供参考，描述从略）1）单回路铁塔：交流为三相导线，直流为两相导线。2）双回路铁塔：交流2×3＝6相导线，直流2×2＝4相导线。3）多回路铁塔：交流n×3＝3n相导线，直流n×2＝2n相导线。9.按地线架分类（供参考，描述从略）1）无地线架铁塔：塔头既没有地线架又没有避雷线。2）单地线架铁塔：塔头只设单地线架和一根避雷线，这类铁塔一般只能适用于66KV及其以下电压的中小型输电线路。3）双地线架铁塔：塔顶设有两个地线支架和两根避雷线，这类铁塔一般适用于110KV及其以上电压等级的输电线路。4）低地线架铁塔：地线架的高度取决于地线对导线的保护角，只要保护角能满足规程的要求，地线架尽量不要过高为好。5）高地线架铁塔：由于某些地区的雷电日多，地质导电率差，就要在改善接地装置外还要适当地提高地线架的高度，以配合防雷的要求。10.铁塔按单相导线的分裂数分类（供参考，描述从略）1）单项一线制铁塔：每相导线只有一根。2）双分裂导线铁塔：每相导线由两根并列组成。3）三分裂导线铁塔：每相导线由三根排列组成。4）四分裂导线铁塔：每相导线由四根排列组成。5）n分裂导线铁塔：每相导线由n根排列组成。11、端子排：意为承载多个或多组相互绝缘的端子组件并用于固定支持件的绝缘部件，端子排的作用就是将屏内设备和平外设备的线路相连接，起到信号（电流电压）传输的作用。有了端子排，使得接线美观，维护方便，在远距离线之间的联接时主要是牢靠，施工和维护方便。12、开闭所终端设备（DTU）：一般安装在常规的开闭所（站）、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处，完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算，对开关进行分合闸操作，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。部分DTU还具备保护和备用电源自动投入的功能。13、配变终端设备（TTU）：监测并记录配电变压器运行工况，根据低压侧三相电压、电流采样值，每隔1～2分钟计算一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等运行参数，记录并保存一段时间（一周或一个月）和典型日上述数组的整点值，电压、电流的最大值、最小值及其出现时间，供电中断时间及恢复时间，记录数据保存在装置的不挥发内存中，在装置断电时记录内容不丢失。配网主站通过通信系统定时读取TTU测量值及历史记录，及时发现变压器过负荷及停电等运行问题，根据记录数据，统计分析电压合格率、供电可靠性以及负荷特性，并为负荷预测、配电网规划及事故分析提供基础数据。如不具备通信条件，使用掌上电脑每隔一周或一个月到现场读取记录，事后转存到配网主站或其它分析系统。TTU构成与FTU类似，由于只有数据采集、记录与通信功能，而无控制功能，结构要简单得多。为简化设计及减少成本，TTU由配变低压侧直接变压整流供电，不配备蓄电池。在就地有无功补偿电容器组时，为避免重复投资，TTU要增加电容器投切控制功能。14、馈线终端设备（FTU）：是装设在馈线开关旁的开关监控装置。这些馈线开关指的是户外的柱上开关，例如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。一般来说，1台FTU要求能监控1台柱上开关，主要原因是柱上开关大多分散安装，若遇同杆架设情况，这时可以1台FTU监控两台柱上开关。15、JL/G1A-240/40-24/7：钢心铝绞线中的240是平方毫米，指的是这种线总共240.平方毫米粗，30是指的钢心的平方毫米，后面的24/7是指，此线铝部分24股，钢心7股。G1A或G1B指的是普通强度钢线。G2A或G2B指的是高强度钢线。G3A指的是特高强度钢线。16、OPGW-24芯复合光缆地线：它是一条架空地线，满足地线的功能；在地线里面有几根管子（根据实际需要用几根管子）装有光纤，满足光缆的特性与功能，所以说它是地线与光缆的复合体。把光纤放置在架空高压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，这种结构形式兼具地线与通信双重功能，一般称作OPGW光缆。由于光纤具有抗电磁干扰、自重轻等特点，它可以安装在输电线路杆塔顶部而不必考虑最佳架挂位置和电磁腐蚀等问题。因而，OPGW具有较高的可靠性、优越的机械性能、成本也较低等显著特点。这种技术在新敷设或更换现有地线时尤其合适和经济。光缆应用：●替换现有地线，改造电力光通信线路●在新建架空电力线时，与地线同步规划设计●为不锈钢光纤传输单元提供最佳保护●传导故障短路电流并提供抗雷击保护结构特点：●缆径小，重量轻，对塔的附加载荷低●不锈钢管径大于铝包钢线及铝合金线●不锈钢光纤单元位于绞层中心部位，受到的保护稍好●在最小的钢管内获取最大的光纤余长（一次）●单层铠装时抗扭曲、抗侧压、抗拉伸性能稍差●运行温度：－40℃~+80℃3、回路数：双回路（1）看回数需要数线路条数，三条是一回；看电压等级要看导线分裂数，一般二分裂是220，4分裂是500。（2）对于交流系统的架空线路，目前10kV及以上的线路，我国的设计多是三根导线为一个回路。一般同塔架设的架空线路多数从两回至四回路，排列方式有左右垂直排列、左右三角排列方式，对于10kV及以下的线路也可能出上下水平排列方式的。（3）对于直流系统的架空线路，也就是两根导线为一个回路了。多回路的排列方式也是大同小异。（4）铁塔或电杆上有3相导线就是单回，导线一般是水平或者三角形排列，同塔双回的话，一基铁塔有6相导线，一般是鼓型塔，导线垂直排列（左右各一回）每一相只有一根导线就是单导线，有2根就是双分裂，有4根就是四分裂导线.（5）从导地线的根数也可区分单双回路线路。一般情况下，单回路线路由两根地线和三根导线组成，共五根线。双回路由两根地线和六根导线共八根线组成。第二章配电知识1、开关柜：是指按一定的线路方案将一次设备、二次设备组装而成的成套配电装置，是用来对线路、设备实施控制、保护的，分固定式和手车式，而按进出线电压等级又可以分高压开关柜（固定式和手车式）和低压开关柜（固定式和抽屉式）。开关柜的结构大体类似，主要分为母线室、断路器室、二次控制室（仪表室）、馈线室，各室之间一般有钢板隔离。2、内部元器件包括：母线（汇