近几年来,由于城市建设高速发展,用电负荷迅速增加,供电网络已不能满足用电负荷发展的需要,势必要新建高压进城线路,对原有的城网线路进行增容改造。传统的铁塔,占地面积大,造型又与现代城市环境不协调。采用高压电缆造价昂贵,采用钢筋混泥土电杆,它的纵向、环向裂纹问题,一直未能很好的解决。采用环形或多边形截面的拔梢型钢管杆,结构简单,受力清楚,加工制造容易,施工方便,运行安全可靠,维护工作量少。
程江变-扶大变110kV送电线路位于广东梅县新县城和城市规划区,全长5.96km,施工难度大,工期要求紧。梅州供电局在该工程的施工图设计中,为了配合城市规划,美化城市环境,根据实际情况,本工程采用单回路垂直排列钢管杆,横担靠在车道侧,沿城市规划花带架设。
1设计思路
杆塔设计是架空送电线路工程设计中的重要一环,它直接影响着送电线路的安全运行和造价。据统计,杆塔造价约占送电线路工程本体造价的37%。而在送电线路工程中,直线杆塔所占杆塔总数的比重一般达到了80%,对工程的本体造价有着很大的影响,且线路越长,这种影响越明显。因此,根据《架空送电线路钢管杆设计技术》规定,在确保质量、安全适用的前提下,设计上应尽量做到技术先进、经济合理。
影响杆塔经济指标的主要要素有气象条件、使用条件、最大呼称高以及杆塔型式。
2气象条件的选取
本工程的设计气象条件为广东省典型气象条件,即最大风速为25m/s,设计最大覆冰为15mm,最低气温-10℃,最高气温40℃。
3钢管杆使用条件的确定
3.1导线、接地线型号及最大使用应力的确定
根据本工程初步设计审查批复文件,本工程选择的导线为LGJX-240/30钢芯铝绞线(GB1179-83技术标准),设计安全系数k=5,最大使用应力52.06N/mm
2,避雷线一根选用5%铝锌稀土合金镀层钢绞线GJX-50,安全系数k=8,最大使用应力147N/mm
2,另一根选用OPGW复合光纤避雷线。
3.2使用档距的确定
考虑到本工程为城区线路,地形平坦,因而不同塔位的水平档距、垂直档距分散性不大,因此将钢管杆的设计使用档距确定为:水平档距为180m,垂直档距为200m,代表档距为200m。
4最大呼称高的确定
本线路沿城市规划花带架设,花带有绿化树木通信线及低压线路的情况,同时为了城市美观,将最大呼称高定得太小,无疑将会制约钢管杆的使用。但是,将最大呼称高定得过高,又会使全塔的材料指标相应增加。经过试算,在不会导致杆塔单基指标明显增大的前提下,将钢管杆的呼称高定为:耐张转角呼称高18m,直线段呼称高19~20m。
此外,从实际使用档距考虑,在城镇地区,在有交叉跨越及地形平坦的情况下,20m的最大呼称高,使用档距能达到200m,因此选择20m作为钢管杆的最大呼称高是合适的。
5杆型选择及优化设计
5.1电气尺寸的确定
导线呈垂直排列,这种形式结构简单,迎风面小,是一种成熟的结构形式。
塔头尺寸的确定包括导线和避雷线线间距离、避雷线支架高、导线线间距离、导线对塔体的净距离等。塔头尺寸的确定原则是在满足电气间隙要求,满足导线、避雷线水平位移,上、下层导线的水平、垂直距离,防雷保护角等要求下,结合气象条件、使用条件,尽量减小塔头尺寸,以达到减小走廊,节约钢材的目的。经综合考虑,钢管杆的导线和避雷线线间距离确定为3m,导线线间距离为3.5m,防雷保护角为19.6°。
5.2杆型选择
钢管杆选择是杆塔设计的核心。一个钢管杆是否安全可靠,结构是否简单合理、经济指标是否先进,外型与环境是否协调、美观,这都决定于钢管杆型的选择。钢管杆采用拔梢型自立式单回路非对称垂直排列,钢管杆由横担、杆身、底板3部分组成。
5.3横担形式