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1、第3章主要設(shè)計原則氣象組合見表3.1-1。表3.1-110kV架空線路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計氣象組合3.1大檔距桿塔電氣主要設(shè)計原則3.1.1氣象條件(1)基本風(fēng)速按照新頒布的66kV及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范,結(jié)合南網(wǎng)五省區(qū)的實(shí)際情況,并綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、安全性和通用性,10kV架空線路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計基本風(fēng)速采用離地10m高,30年一遇10min平均最大風(fēng)速,分別取25m/s、30m/s和35m/s。(2)覆冰取值綜合考慮南方電網(wǎng)五省區(qū)2008年冰災(zāi)后工程設(shè)計冰厚的取值情況,本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的覆冰取值主要原則如下:基本風(fēng)速為25m/s時:無冰、10mm和20mm(重冰);基本風(fēng)速為30m/s時:無冰;基本風(fēng)速為35m/
2、s時:無冰。根據(jù)上述原則,再對其他氣象要素進(jìn)行適當(dāng)歸并,本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的設(shè)計冰的密度(g/cm3)/0.90.93.1.2導(dǎo)線根據(jù)南方電網(wǎng)五省區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃原則,綜合考慮現(xiàn)有工程及遠(yuǎn)期規(guī)劃中的導(dǎo)線截面選擇情況,10kV架空線路推薦采用的導(dǎo)線截面和型號如表3.1-2所示,導(dǎo)線的安全系數(shù)和主要技術(shù)參數(shù)分別如表3.2和表3.1-4所示。表3.1-2導(dǎo)線標(biāo)稱截面和型號導(dǎo)線截面(mm2)導(dǎo)線型號適用范圍50JL/G1A-50/820mm及以下冰區(qū)70JL/G1A-70/1020mm及以下冰區(qū)95JL/G1A-95/1510mm及以下冰區(qū)JL/G1A-95/2020mm冰區(qū)120JL/G1A-120/2010mm
3、及以下冰區(qū)JL/G1A-120/2520mm冰區(qū)150JL/G1A-150/2010mm及以下冰區(qū)JL/G1A-150/2520mm冰區(qū)185JL/G1A-185/2510mm及以下冰區(qū)JL/G1A-185/3020mm冰區(qū)240JL/G1A-240/3020mm及以下冰區(qū)表3.1-3導(dǎo)線安全系數(shù)氣象條件導(dǎo)線型號導(dǎo)線安全系數(shù)無冰區(qū)JL/G1A-50/82.5氣象條件導(dǎo)線型號導(dǎo)線安全系數(shù)JL/G1A-70/102.5JL/G1A-95/152.5JL/G1A-120/202.5JL/G1A-150/202.5JL/G1A-185/252.5JL/G1A-240/302.510mm冰區(qū)JL/G1A
4、-120/203.5JL/G1A-240/304.020mm冰區(qū)JL/G1A-95/202.5JL/G1A-120/252.7JL/G1A-150/252.9JL/G1A-185/303.3JL/G1A-240/303.3綜合考慮實(shí)際應(yīng)用情況并進(jìn)行適當(dāng)歸并,10kV架空線路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計大檔距桿塔按120mm2和240mm2兩種導(dǎo)線截面進(jìn)行的設(shè)計。表3.1-4鋼芯鋁絞線主要技術(shù)參數(shù)表型號JL/G1A-50/8JL/G1A-70/10JL/G1A-95/15JL/G1A-95/20JL/G1A-120/20JL/G1A-120/25JL/G1A-150/20JL/G1A-150/25JL/G1A-18
5、5/25JL/G1A-185/30JL/G1A-240/30構(gòu)造(根數(shù)X直徑,mm)鋁6x3.206x3.8026x2.157x4.1626x2.387x4.7224x2.7826x2.7024x3.1526x2.9824x3.60鋼/鋁包鋼1x3.201x3.807x1.677x1.857x1.857x2.107x1.857x2.107x2.107x2.327x2.40截面積(mm2)鋁48.2568.0594.3995.14115.67122.48145.68148.86187.04181.34244.29鋼/鋁包鋼8.0411.3415.3318.8218.8224.2518.8224.
6、2524.2529.5931.67總計56.2979.39109.72113.96134.49149.73164.50173.11211.29210.93275.96直徑(mm)9.611.4013.6113.8715.0715.7416.6717.1018.9018.8821.60單位質(zhì)量(kg/km)195.1275.2380.8408.6466.8526.6549.4601.0706.1732.6922.2綜合彈性系數(shù)(MPa)7900079000760007600076000760007300076000730007600073000線膨脹系數(shù)(1/°C)0.00001910
7、.00001910.00001890.00001850.00001890.00001850.00001960.00001890.00001960.00001890.0000196額定拉斷力(N)16870233903500037200410004788046630541105942064320756203.1.3海拔高度根據(jù)南方電網(wǎng)五省區(qū)海拔高度的不同分布情況(廣東、廣西和海南主要為01000m,貴州主要為10002000m,云南主要為20003000m)以及不同海拔高度對塔頭間隙的影響較小,本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計模塊庫海拔高度均按03000m考慮。3.1.4桿塔型式及回路數(shù)10kV大檔距桿塔標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計考慮
8、了混凝土桿和螺栓角鋼塔型式,均只考慮單回路情況。3.1.5導(dǎo)線排列方式綜合考慮南方電網(wǎng)五省區(qū)以往10kV架空線路的工程經(jīng)驗(yàn),10kV大檔距桿塔標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計桿塔導(dǎo)線排列方式按表3.1-4所示考慮。表3.1-4導(dǎo)線排列方式桿塔類型回路數(shù)排列方式混凝土桿單回路水平排列螺栓角鋼塔單回路直線上字形(10mm及以下冰區(qū))水平排列(20mm冰區(qū))耐張三角形3.1.6桿塔規(guī)劃桿塔規(guī)劃必須技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理,針對南方電網(wǎng)五省區(qū)的特點(diǎn),制定規(guī)劃原則,既考慮統(tǒng)一性,又兼顧差異性,使其在具體工程的應(yīng)用中桿塔的利用系數(shù)盡量接近1.0,取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。由于各種氣象條件和導(dǎo)線的桿塔的綜合荷載相差較大,且受線間距離等電氣方面
9、的控制,10kV大檔距桿塔按氣象條件和導(dǎo)線進(jìn)行桿塔模塊規(guī)劃。由于導(dǎo)線型號與氣象區(qū)的組合很多,因此,本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計規(guī)劃完成120mm2和240mm2兩種截面導(dǎo)線的桿塔,具體使用導(dǎo)線不同時,可折算使用條件使用。每個桿塔模塊中包含兩大類桿塔,分別是懸垂型桿塔和耐張型桿塔。對于設(shè)計條件相近的模塊,桿塔的荷載相近且塔重的測算差值較小,可考慮適當(dāng)合并該部分鐵塔,并按不同設(shè)計條件分別進(jìn)行荷載計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)上述原則,本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計桿塔規(guī)劃的具體方案如下:(1) 混凝土桿檔距橫擔(dān)規(guī)劃3.1-5混凝土桿檔距橫擔(dān)規(guī)劃氣象區(qū)桿型檔距(m)橫擔(dān)尺寸(mm)不冋導(dǎo)線截面對應(yīng)橫擔(dān)規(guī)格120mm2及以下120mm2以上無冰區(qū)直
10、線1503000Z75x6Z75x630045003505500耐張3504500Z75x6Z90x810mm冰區(qū)直線2504500Z75x6Z75x63205500耐張3004500Z75x6Z90x820mm冰區(qū)直線1504500Z75x6Z75x62005500耐張1604500Z75x6Z90x8(2)角鋼塔檔距規(guī)劃表3.1-6角鋼塔檔距規(guī)劃氣象區(qū)桿型代表檔距(m)水平檔距(m)/垂直檔距(m)10mm冰區(qū)及以下直線350100/150、200/300、350/500耐張150/250200/30020mm冰區(qū)直線250100/150、180/250、250/350耐張200/3002
11、50/350(3)耐張桿塔轉(zhuǎn)角度數(shù)規(guī)劃大檔距耐張角鋼塔轉(zhuǎn)角度數(shù)按030。、3060。、6090。和045。終端四個角度系列規(guī)劃。大檔距混凝土桿轉(zhuǎn)角度數(shù)按020。、2040。和4060。三個角度系列規(guī)劃。(4)桿塔高度單回路混凝土桿全高分10m.12m和15m三種,螺栓角鋼塔呼高分9m、12m、15m和18m四種。(5)拉線拉線采用GJ型鍍鋅鋼絞線,截面分別為50、70和100mm2,其強(qiáng)度設(shè)計安全系數(shù)應(yīng)大于2.0?;炷林本€桿在10mm及以下冰區(qū)采用人字型拉線,20mm冰區(qū)采用抗覆冰不均勻拉線。耐張桿采用順線拉、合力拉及內(nèi)角拉。3.1.7塔頭設(shè)計規(guī)定為保證本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的通用性和一致性,對塔頭設(shè)計
12、作出統(tǒng)一規(guī)定,包括絕緣配合原則、絕緣子片數(shù)、空氣間隙取值、防雷保護(hù)、塔頭布置、間隙圓和聯(lián)塔金具等。(1)絕緣配合原則依照設(shè)計規(guī)范和相關(guān)規(guī)定進(jìn)行絕緣配合設(shè)計,滿足線路在運(yùn)行電壓、內(nèi)部過電壓和雷電過電壓等各種情況下安全可靠接地。(2)絕緣子10kV大檔距架空線路采用的絕緣子采用懸式瓷或玻璃絕緣子。懸式絕緣子一般采用70kN瓷或玻璃盤形絕緣子,各地區(qū)可根據(jù)實(shí)際情況選用。(3)聯(lián)塔金具懸垂金具按單、雙掛點(diǎn)設(shè)計。耐張金具均按單掛點(diǎn)設(shè)計。與橫擔(dān)連接的第一個金具應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活且受力合理。聯(lián)塔金具規(guī)定如下:混凝土桿懸垂串米用UB掛板。耐張串米用U型掛環(huán)。角鋼塔懸垂串米用UB掛板。耐張串米用U型掛環(huán)。3.2小檔距桿
13、塔電氣主要設(shè)計原則3.2.1氣象條件(1) 基本風(fēng)速按照新頒布的66kV及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范,結(jié)合南網(wǎng)五省區(qū)的實(shí)際情況,并綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、安全性和通用性,10kV配電標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計基本風(fēng)速采用離地10m高,30年一遇lOmin平均最大風(fēng)速,分別取25m/s、30m/s和35m/So(2) 覆冰取值綜合考慮南方電網(wǎng)五省區(qū)2008年冰災(zāi)后工程設(shè)計冰厚的取值情況,本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的覆冰取值主要原則如下:基本風(fēng)速為25m/s時:無冰、10mm和20mm(重冰);基本風(fēng)速為30m/s時:無冰;基本風(fēng)速為35m/s時:無冰。根據(jù)上述原則,再對其他氣象要素進(jìn)行適當(dāng)歸并,本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的設(shè)計氣象組合見表3.2-lo表3
14、.2-110kV架空線路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計氣象組合氣象組合條件ABCDE大氣溫度(°C)最高氣溫4040404040最低氣溫000-10-10最大風(fēng)速202020-5-5設(shè)計覆冰000-5-5安裝555-5-5大氣過電壓1515151510內(nèi)部過電壓2020201515年平均氣溫2020201510風(fēng)速(m/s)最大風(fēng)速2530352525設(shè)計覆冰0001015安裝情況1010101010大氣過電壓1010151010內(nèi)部過電壓1515181515設(shè)計覆冰(mm)0001020冰的密度(g/cm3)|/|/|/|0.9|0.93.2.2導(dǎo)線根據(jù)南方電網(wǎng)五省區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃原則,綜合考慮現(xiàn)有工程及遠(yuǎn)期
15、規(guī)劃中的導(dǎo)線截面選擇情況,本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計采用的導(dǎo)線的主要技術(shù)參數(shù)如表3.2-2和3.2-3所示,導(dǎo)線安全系數(shù)如表3.2-4和3.2-5所示。表3.2-2鋼芯鋁絞線主要技術(shù)參數(shù)表型號JL/G1A-50/8JL/G1A-70/10JL/G1A-95/15JL/G1A-120/20JL/G1A-120/25JL/G1A-150/20JL/G1A-150/25JL/G1A-185/25JL/G1A-185/30JL/G1A-240/30構(gòu)造(根數(shù)X直徑,mm)鋁6x3.206x3.8026x2.1526x2.387x4.7224x2.7826x2.7024x3.1526x2.9824x3.60鋼/鋁包鋼1
16、x3.201x3.807x1.677x1.857x2.107x1.857x2.107x2.107x2.327x2.40截面積(mm2)鋁48.2568.0594.39115.67122.48145.68148.86187.04181.34244.29鋼/鋁包鋼8.0411.3415.3318.8224.2518.8224.2524.2529.5931.67總計56.2979.39109.72134.49149.73164.50173.11211.29210.93275.96直徑(mm)9.611.4013.6115.0715.7416.6717.1018.9018.8821.60單位質(zhì)量(kg
17、/km)195.1275.2380.8466.8526.6549.4601.0706.1732.6922.2綜合彈性系數(shù)(MPa)79000790007600076000760007300076000730007600073000線膨脹系數(shù)(1/°C)0.00001910.00001910.00001890.00001890.00001850.00001960.00001890.00001960.00001890.0000196額定拉斷力(N)16870233903500041000478804663054110594206432075620表3.2-3絕緣導(dǎo)線參數(shù)表型號JKLYJ-
18、10/50JKLYJ-10/70JKLYJ-10/95JKLYJ-10/120JKLYJ-10/150JKLYJ-10/185JKLYJ-10/240JKLYJ-1/120JKLYJ-1/185構(gòu)造(根數(shù)X直徑,mm)鋁7x3.0019x2.2519x2.5819x2.9037x2.3237x2.5837x2.9019x2.9037x2.58絕緣厚度3.43.43.43.43.43.43.41.62.0截面積(mm2)(mm)鋁49.4875.5599.33125.50156.41193.43244.39125.50193.43外徑(mm)16.118.42021.42324.626.816.
19、820.8單位質(zhì)量(kg/km)283369466550652769948400618綜合彈性系數(shù)(MPa)560005600056000560005600056000560005600056000線膨脹系數(shù)(1/°C)0.0000230.0000230.0000230.0000230.0000230.0000230.0000230.0000230.000023額定拉斷力(N)70111035413727173392103326732346791733926732表3.2-4絕緣導(dǎo)線安全系數(shù)導(dǎo)線型號b=10mm,V=25m/s,Lo=50mb=10mm,V=25m/s,Lo=75mb
20、=0mm,V=25m/s,Lo=50mb=0mm,V=25m/s,Lo=75mb=0mm,V=30m/s,Lo=50mb=0mm,V=30m/s,Lo=75mb=0mm,V=35m/s,Lo=50mb=0mm,V=35m/s,Lo=75mJKLY丄10/503.03.04.03.53.53.03.03.0JKLYJ-10/703.03.05.54.54.53.54.03.0JKLYJ-10/954.03.06.55.05.54.54.53.5JKLYJ-10/1204.53.57.05.56.05.05.54.0JKLYJ-10/1504.54.08.06.07.05.06.04.5JKLYJ
21、-10/1855.54.09.07.08.06.07.05.0JKLYJ-10/2406.05.010.08.09.07.08.06.0JKLYJ-1/1205.0/9.0/7.5/6.0/JKLYJ-1/1856.0/11.0/9.5/8.0/表3.2-5裸導(dǎo)線安全系數(shù)b=10mm.b=10mm,b=0mm,b=0mm,b=0mm,b=0mm,b=0mm,b=0mm,導(dǎo)線型號V=25m/s,V=25m/s,V=25m/s,V=25m/s,V=30m/s,V=30m/s,V=35m/s,V=35m/s,Lo=65mLo=90mLo=65mLo=90mLo=65mLo=90mLo=65mLo=9
22、0mJL/G1A-50/85.53.5116.095.57.54.5JL/G1A-70/106.5412.06.5106.08.55JL/G1A-95/158.0514.08.0127.510.56JL/G1A-120/208.0614.59.012.58.510.57JL/G1A-150/208.06.514.59.012.58.510.57.5JL/G1A-185/259.0715.59.514.09.5129.5JL/G1A-240/309.57.5161015.01013103.2.3海拔高度根據(jù)南方電網(wǎng)五省區(qū)海拔高度的不同分布情況(廣東、廣西和海南主要為01000m,貴州主要為100
23、02000m,云南主要為20003000m)以及不同海拔高度對塔頭間隙的影響較小,本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計模塊庫海拔高度均按03000m考慮。3.2.4桿塔型式及回路數(shù)10kV小檔距桿塔標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計考慮了混凝土桿、鋼管桿、螺栓角鋼塔和焊接角鋼塔四種型式。各種型式桿塔的回路數(shù)如下原則考慮:1)混凝土桿在10mm及以下冰區(qū),適用于單回路直線桿、耐張桿和雙回路直線桿;在20mm冰區(qū),僅適用于單回路。2)螺栓角鋼塔在10mm及以下冰區(qū),適用于雙回路;在20mm冰區(qū),僅適用于單回路。3)焊接角鋼塔在無冰區(qū),適用于單回路、雙回路和四回路;在10mm冰區(qū),適用于單、雙回路。4)鋼管桿在無冰區(qū),適用于單回路、雙回路和四回路;在
24、10mm冰區(qū),適用于單、雙回路。5)同桿架設(shè)低壓線情況20mm冰區(qū)桿塔不考慮同桿架設(shè)低壓線olOmm冰區(qū)及以下桿塔考慮同桿架設(shè)1回低壓線,其中轉(zhuǎn)角混凝土桿不帶低壓。帶低壓時,只對10kV線導(dǎo)線截面為240mm2帶低壓線導(dǎo)線截面為185mm2和10kV線導(dǎo)線截面為120mm2帶低壓線導(dǎo)線截面為120mm2兩種情況進(jìn)行折算。低壓線與10kV導(dǎo)線間垂直距離不小于1.2mo6)混凝土桿分支線情況帶分支時,只對10kV主線導(dǎo)線截面為240mm2帶分支線導(dǎo)線截面為185mm2和10kV主線導(dǎo)線截面為120mm2帶分支線導(dǎo)線截面為120mm2兩種情況進(jìn)行荷載計算。3.2.5導(dǎo)線排列方式綜合考慮南方電網(wǎng)五省區(qū)
25、以往10kV架空線路的工程經(jīng)驗(yàn),本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計桿塔導(dǎo)線排列方式按表3.2-6所示考慮。表3.2-6導(dǎo)線排列方式桿塔類型回路數(shù)排列方式混凝土桿單回路三角形雙回路無冰區(qū):三層橫擔(dān)垂直排列冰區(qū):三層橫擔(dān)鼓形排列螺栓角鋼塔雙回路三層橫擔(dān)垂直排列焊接角鋼塔單回路三角形雙回路三層橫擔(dān)垂直排列四回路三層橫擔(dān)垂直排列鋼管桿單回路三角形雙回路、四回路三層橫擔(dān)垂直排列3.2.6桿塔規(guī)劃桿塔規(guī)劃必須技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理,針對南方電網(wǎng)五省區(qū)的特點(diǎn),制定規(guī)劃原則,既考慮統(tǒng)一性,又兼顧差異性,使其在具體工程的應(yīng)用中桿塔的利用系數(shù)盡量接近1.0,取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。對于水平檔距在100m及以下的桿塔(小檔距桿塔),考慮到在各種氣
26、象條件和導(dǎo)線的桿塔的水平綜合荷載有較多的重復(fù),為了減少桿塔數(shù)量,將荷載相近的桿塔進(jìn)行適當(dāng)歸并。具體歸并的方法如下:首先,確定桿塔使用頻率較高的代表檔距,然后根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn),將各種導(dǎo)線在各氣象區(qū)同一代表檔距下的弧垂控制在一定范圍(絕緣導(dǎo)線的張力由代表檔距為50m和75m時的弧垂值分別控制在1.4m和2.4m左右反推得出,代表檔距小于等于100m的裸導(dǎo)線的張力由代表檔距為65m和90m時的弧垂值分別控制在1.6m和2.4m左右反推得出),根據(jù)弧垂推算出導(dǎo)線安全系數(shù),從而計算出桿塔荷載,最后根據(jù)荷載分布情況,合理進(jìn)行歸并,確定荷載范圍和荷載級差,進(jìn)行桿塔設(shè)計。根據(jù)上述原則,本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計桿塔規(guī)劃的具體
27、方案如下:(1)桿塔檔距規(guī)劃絕緣導(dǎo)線用桿塔的檔距見表3.2-7。表3.2-7絕緣導(dǎo)線用桿塔檔距規(guī)劃導(dǎo)線類型代表檔距(m)水平檔距(m)/垂直檔距(m)絕緣導(dǎo)線5050/75、70/1057590/135裸導(dǎo)線用桿塔的檔距見表3.2-8o表3.2-8裸導(dǎo)線用桿塔檔距規(guī)劃桿塔材質(zhì)氣象條件回路數(shù)代表檔距(m)水平檔距/垂育檔距(m)混凝土桿10mm冰區(qū)及以下單回路6560/90、80/12090100/150雙回路6560/90、80/120桿塔材質(zhì)氣象條件回路數(shù)代表檔距(m)水平檔距/垂育檔距(m)90100/15020mm冰區(qū)單回路90100/150螺栓角鋼塔10mm冰區(qū)及以下雙回路6560/9
28、0、80/12090100/150焊接角鋼塔、鋼管桿10mm冰區(qū)及以下單回路、雙回路、四回路6560/90、80/12090100/150(2)桿塔高度裸導(dǎo)線用單回路混凝土桿全高分10m.12m和15m三種,雙回路混凝土桿全高分12m>15m和18m三種。絕緣導(dǎo)線用單回路混凝土桿全高分12m和15m兩種。焊接角鋼塔呼高分9m、llm>13m和16m四種。螺栓角鋼塔呼高分9m、12m、15m和18m四種。鋼管桿呼高分9m、llm>13m和18m四種。(3)層間距混凝土直線桿垂直排列橫擔(dān)層間距取900mm;鐵塔和鋼管桿垂直排列時橫擔(dān)層間距取lOOOmmo(4)混凝土桿橫擔(dān)選型混凝
29、土桿橫擔(dān)規(guī)格見表3.2-9o表3.2-9橫擔(dān)選型表氣象區(qū)桿型檔距(m)尺寸(mm)不冋導(dǎo)線截面對應(yīng)橫擔(dān)規(guī)格120mm2及以下120mm2以上無冰區(qū)直線(瓷擔(dān))80及以下600Z63x6Z75x680100900直線(柱式)80及以下1500Z63x6Z75x6801001700耐張80及以下1500Z75x6Z80x7801001700冰區(qū)直線(柱式)80及以下1500Z75x6Z80x7801001700耐張80及以下1500Z80x7Z90x8801001700Z80x7Z90x8(5)拉線拉線采用GJ型鍍鋅鋼絞線,截面分別為50、70和100mm2,其強(qiáng)度設(shè)計安全系數(shù)應(yīng)大于2.0?;炷?/p>
30、直線桿在10mm及以下冰區(qū)采用人字型拉線,20mm冰區(qū)采用抗覆冰不均勻拉線。耐張桿采用順線拉、合力拉及內(nèi)角拉。3.2.7塔頭設(shè)計規(guī)定為保證本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的通用性和一致性,對塔頭設(shè)計作出統(tǒng)一規(guī)定,包括絕緣配合原則、絕緣子片數(shù)、空氣間隙取值、防雷保護(hù)、塔頭布置、間隙圓和聯(lián)塔金具等。(1)絕緣配合原則依照設(shè)計規(guī)范和相關(guān)規(guī)定進(jìn)行絕緣配合設(shè)計,滿足線路在運(yùn)行電壓、內(nèi)部過電壓和雷電過電壓等各種情況下安全可靠接地。(2)絕緣子直線混凝土桿采用的絕緣子有瓷擔(dān)絕緣子、針/柱式絕緣子、懸式瓷或玻璃絕緣子,10mm及以上冰區(qū)不使用瓷擔(dān)絕緣子。耐張混凝土桿可采用懸式瓷或玻璃絕緣子及雙鐵頭瓷拉棒。瓷擔(dān)絕緣子一般采用S-21
31、0或SQ-210,針式絕緣子一般采用P-20T、P-20M,柱式絕緣子一般采用PSQ-15T,懸式絕緣子一般采用70kN瓷或玻璃盤形絕緣子,各地區(qū)可根據(jù)實(shí)際情況選用。3.3桿塔設(shè)計一般規(guī)定(1) 為增加鐵塔順線路的剛度,所有鐵塔采用方形斷面。(2) 為方便鐵塔根開的推算,規(guī)定鐵塔單面坡度取整數(shù)值,如0.08、0.09、0.1、0.11等(窄基塔不受此條約束),但一般不應(yīng)出現(xiàn)同一系列塔中大負(fù)荷塔的坡度小于小負(fù)荷塔的坡度。(3) 考慮到10kV以下電壓等級鐵塔根開一般不大,故標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計塔型按平腿設(shè)計,35kV當(dāng)鐵塔根開大于4m時,考慮長短腿。為確保鐵塔的抗扭剛度,橫隔面設(shè)置的間距不應(yīng)大于平均寬度的5
32、倍,也不應(yīng)大于4個主材分段,所有塔身隔面全部采用剛性隔面。塔身交叉斜材與水平面的夾角取3545度為宜,不宜小于30度,同時不宜大于50度。(6) 體型系數(shù)按現(xiàn)行國家規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)確定。直線塔導(dǎo)、地線掛點(diǎn)處以及耐張塔跳線的掛點(diǎn)處,受彎梁應(yīng)按雙向受彎驗(yàn)算。節(jié)點(diǎn)連接承載力力應(yīng)不低于桿件內(nèi)力,螺栓連接長度超過15倍螺栓直徑時應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行折減。塔身主材宜采用內(nèi)包角鋼外設(shè)鋼板的雙剪螺栓連接型式。規(guī)格小于L63的角鋼最大使用螺栓為M16,L63-L125角鋼最大使用螺栓為M20(當(dāng)計算只需一個M20螺栓而構(gòu)造要求使用兩個螺栓時,可采用兩個M16螺栓),L140及以
33、上角鋼最大使用螺栓為M24。(9)當(dāng)導(dǎo)、地線橫擔(dān)采用上下平面?zhèn)髁δP蜁r應(yīng)有減少負(fù)頭及其它加強(qiáng)措施。3.4桿塔荷載3.4.1氣象條件的重現(xiàn)期1035kV輸電線路重現(xiàn)期取30年。3.4.2基本風(fēng)速離地高度基本風(fēng)速離地面高度為10mo3.4.3桿塔荷載計算原則及規(guī)定(1)荷載計算原則桿塔標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的荷載和組合條件均應(yīng)滿足66kV及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范(GB50061-2010)>重覆冰架空輸電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程(DL/T5440-2009)、架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定»(DL/T5154-2002)>架空送電線路鋼管桿設(shè)計技術(shù)規(guī)定(DL/T5130-2001)等規(guī)程規(guī)范
34、的要求??紤]到覆冰、斷線工況新、舊規(guī)程的內(nèi)容變化較大,為方便使用,特將部分內(nèi)容摘錄如下。1)各類桿塔均應(yīng)計算線路正常運(yùn)行情況(包括基本風(fēng)速、設(shè)計覆冰、最低氣溫)、斷線情況、不均勻覆冰情況和安裝情況下的荷載組合,驗(yàn)算過載冰厚。2)進(jìn)行地線特性計算和檔中導(dǎo)地線配合計算時,地線設(shè)計冰厚應(yīng)與導(dǎo)線一致,但在桿塔荷載計算時,地線應(yīng)按較導(dǎo)線冰厚增加5mm的覆冰厚度計算地線覆冰工況的荷載(過載),事故工況的斷線張力應(yīng)按地線最大使用張力的百分比取值。3)覆冰情況下(含不均勻冰)須考慮導(dǎo)、地線及桿塔的風(fēng)荷載增大系數(shù)B,不同覆冰厚度時B的取值如下表:表3.4-1各風(fēng)荷載增大系數(shù)覆冰厚度(mm)覆冰風(fēng)荷載增大系數(shù)B導(dǎo)
35、地線、絕緣子桿塔01.01.0101.21.2201.51.84)對覆冰線路,斷線情況按-5°C、有冰、無風(fēng)的氣象條件進(jìn)行計算;對最低溫度為0°C的無冰線路,斷線情況按+5°C、無冰、無風(fēng)的氣象條件進(jìn)行計算。各類桿塔導(dǎo)、地線的斷線張力的取值見下表,垂直冰荷載取100%設(shè)計覆冰荷載。表3.4-2斷線張力氣象條件斷線張力(一相導(dǎo)線或一根地線最大使用張力的百分?jǐn)?shù))直線型桿塔耐張型桿塔導(dǎo)線地線導(dǎo)線地線10mm及以下冰區(qū)50%50%70%80%20mm冰區(qū)55%100%100%100%5)不均勻覆冰情況按-5°C.有不均勻冰、10m/s風(fēng)速的氣象條件進(jìn)行計算。不均
36、勻覆冰情況時,不平衡張力的取值見下表,垂直冰荷載取75%設(shè)計覆冰荷載。表3.4-3不均勻覆冰不平衡張力冰區(qū)不平衡張力(一相導(dǎo)線或一根地線最大使用張力的百分?jǐn)?shù))直線型桿塔耐張型桿塔導(dǎo)線地線導(dǎo)線地線10mm及以下10%20%30%40%20mm25%46%42%54%6)各類桿塔的安裝情況,應(yīng)按10m/s風(fēng)速、無冰、相應(yīng)氣溫的氣象條件進(jìn)行計算。對最低溫度為0°C的無冰線路,安裝情況按+5°C、無冰、10m/s風(fēng)速的氣象條件進(jìn)行計算。所有直線塔需考慮2倍起吊荷載。導(dǎo)、地線的施工誤差系數(shù)取1.025;動力系數(shù)取1.1;導(dǎo)線張力的過牽引系數(shù)取地線張力的過牽引系數(shù)取1.06;由于采用降
37、溫法來補(bǔ)償初伸長的影響,故導(dǎo)、地線安裝張力按安裝氣溫降低補(bǔ)償溫度后的張力取值。刀當(dāng)桿塔全高不超過60m時,桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)也應(yīng)按下表對全高采用一個系數(shù):表3.4-4全高不超過60m桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)桿塔全高(m)20304050601.01.251.351.51.6(2)荷載計算統(tǒng)一規(guī)定為了統(tǒng)一桿塔標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的荷載計算原則,特對如下情況作出規(guī)定:丄)風(fēng)壓高度變化系數(shù)z統(tǒng)一按B類地面粗糙度選??;2) 耐張塔前后掛點(diǎn)的垂直荷載按照2.5:7.5分配,且應(yīng)分別考慮前側(cè)上拔后側(cè)下壓、前側(cè)下壓后側(cè)上拔、兩側(cè)下壓的不同組合工況。耐張塔負(fù)荷結(jié)合代表檔距、水平檔距和垂直檔距,組成前后一側(cè)為大水平荷載、大垂直荷
38、載、大張力,另一側(cè)為小水平荷載、小垂直荷載、小張力等組合;直線塔垂直荷載前后側(cè)按4:6分配;3)應(yīng)考慮各種正常運(yùn)行情況的導(dǎo)地線垂直檔距的變化情況;4)耐張塔前后掛點(diǎn)的水平風(fēng)荷載按照2.5:7.5分配;5)導(dǎo)、地線平均高度的計算值規(guī)定為:導(dǎo)地線張力特性計算時,35kV線路導(dǎo)地線平均高度取15m,10kV線路導(dǎo)地線平均高度取10mo直線塔導(dǎo)線風(fēng)荷載計算時,下相導(dǎo)線平均高度按下式計算:下相導(dǎo)線弧垂=計算呼高-串長-對地距離下相導(dǎo)線平均高度=對地距離+丄/刃下相導(dǎo)線弧垂;當(dāng)算得的下相導(dǎo)線平均高度低于15m時,風(fēng)壓高度變化系數(shù)z應(yīng)取1.0;地線弧垂=0.65x下相導(dǎo)線弧垂;地線平均高度=地線掛點(diǎn)高度-2
39、/3x地線弧垂-地線串長;6)35kV由于耐張段較短、利用耐張塔錨線作業(yè)易實(shí)施,故35kV的直線塔不考慮錨線工況;刀在安裝情況,應(yīng)考慮導(dǎo)地線安裝時初伸長、過牽引、施工誤差等因素;8)多回路鐵塔應(yīng)考慮分期架設(shè)的情況;9)重冰區(qū)線路宜考慮驗(yàn)算覆冰工況,驗(yàn)算冰厚可取設(shè)計冰厚的1.5倍,并在子模塊說明書中列出驗(yàn)算覆冰工況荷載;10)考慮到光纖復(fù)合架空地線OPGW比普通地線直徑稍大,地線水平荷載、垂直荷載及線條張力均考慮增大系數(shù)1.05o3.4.4荷載組合(1)直線塔1)正常運(yùn)行情況(a)基本風(fēng)速、無冰、未斷線(最大垂直荷載、最小垂直荷載分別與最大水平荷載組合),包括90°、60°、
40、45°、0°風(fēng);(b)設(shè)計覆冰、相應(yīng)風(fēng)速及氣溫、未斷線(90。風(fēng)最大垂直荷載與最大水平荷載組合);2)斷線情況:單回路桿塔:單導(dǎo)線斷任意一相導(dǎo)線,地線未斷;斷任意一根地線,導(dǎo)線未斷;雙回路桿塔:同一檔內(nèi),單導(dǎo)線斷任意兩相導(dǎo)線斷一根地線,單導(dǎo)線斷任意一相導(dǎo)線;四回路桿塔:同一檔內(nèi),單導(dǎo)線斷任意三相導(dǎo)線;斷一根地線,單導(dǎo)線斷任意兩相導(dǎo)線;3) 安裝情況所有直線塔應(yīng)考慮檢修吊裝。4) 不均勻覆冰情況應(yīng)考慮導(dǎo)、地線同時同向有不均勻覆冰的不平衡張力,使鐵塔承受最大彎矩的情況,此時,應(yīng)考慮90。風(fēng)和0。風(fēng)兩種風(fēng)向下的不均勻彎組合,0度風(fēng)時風(fēng)向應(yīng)與導(dǎo)地線張力方向相同;中、重冰區(qū)直線塔還應(yīng)
41、考慮導(dǎo)、地線同時不同向有不均勻覆冰的不平衡張力,使鐵塔承受最大扭矩的情況。5) 驗(yàn)算覆冰情況驗(yàn)算覆冰應(yīng)使所有導(dǎo)、地線同時同向有不平衡張力,使桿塔承受最大彎矩情況。(2)耐張轉(zhuǎn)角塔1) 正常運(yùn)行情況(a) 基本風(fēng)速、無冰、未斷線應(yīng)計算90。風(fēng)及其反向風(fēng);終端塔還需計算0諷);(b) 設(shè)計覆冰、相應(yīng)風(fēng)速及氣溫、未斷線;(c) 低溫工況:按最低氣溫、無冰、無風(fēng)、未斷線情況計算;2) 斷線情況單回路和雙回路桿塔:同一檔內(nèi),單導(dǎo)線斷任意兩相導(dǎo)線、地線未斷;斷任意一根地線和任意一相導(dǎo)線;四回路塔:同一檔內(nèi),單導(dǎo)線斷任意三相導(dǎo)線、地線未斷;斷任意一根地線,單導(dǎo)線斷任意兩根導(dǎo)線;3)不均勻覆冰情況應(yīng)考慮導(dǎo)、地
42、線同時同向有不均勻冰的不平衡張力,使鐵塔承受最大彎矩的情況,此時,應(yīng)考慮90。風(fēng)和0。風(fēng)兩種風(fēng)向下的不均勻彎組合;中、重冰區(qū)耐張塔還應(yīng)考慮導(dǎo)、地線同時不同向有不均勻冰的不平衡張力,使鐵塔承受最大扭矩的情況。4)驗(yàn)算覆冰情況驗(yàn)算覆冰應(yīng)使所有導(dǎo)、地線同時同向有不平衡張力,使桿塔承受最大彎矩情況。5)安裝情況所有耐張轉(zhuǎn)角塔應(yīng)考慮緊線、錨線、吊裝跳線的組合。3.5桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計方法桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法,結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在規(guī)定的各種荷載組合作用下或在各種變形或裂縫的限值條件下,滿足線路安全的臨界狀態(tài)。極限狀態(tài)分為承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。3.5.1承載力極
43、限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定和連接強(qiáng)度,應(yīng)按承載力極限狀態(tài)的要求,按荷載效應(yīng)的基本組合進(jìn)行荷載組合,并應(yīng)采用下列設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計:YS+屮Yy-S0GGKQiQiK式中乙一桿塔結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),重要線路不應(yīng)小于丄丄,臨時線路取0.9,其他線路取1.0厶一永久荷載分項(xiàng)系數(shù),對結(jié)構(gòu)受力有利時,取丄0,不利時取1.2;怙一第i項(xiàng)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù),應(yīng)取1.4;Sgk永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);Sq;k第i項(xiàng)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);屮一可變荷載組合系數(shù),正常運(yùn)行情況取1.0,耐張型桿塔斷線情況、安裝情況和不均勻覆冰情況取0.9,20mm冰區(qū)直線型桿塔斷線情況取0.9,10mm及以下冰區(qū)直線型桿塔斷線情況取0.
44、75,驗(yàn)算情況取0.75。尺一結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計值。3.5.2正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形或裂縫,應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)的要求,采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合。S+屮Ys<cGKQiK式中C構(gòu)件或構(gòu)件裂縫寬度或變形的規(guī)定限制值,mm。3.5.3桿塔材料鋼材材質(zhì)為現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T700-2006)中規(guī)定的Q235系列、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼(GB/T1591-2008)中規(guī)定的Q345系列。按實(shí)際使用條件確定鋼材級別。角鋼構(gòu)件采用熱軋等肢角鋼,其材質(zhì)為Q345B和Q235B級鋼,鋼板采用Q345B、Q235B鋼。鋼管材質(zhì)宜選用Q345B和Q235B級鋼(當(dāng)采用20號鋼無縫鋼管時,其鋼材的
45、力學(xué)性能按照Q235B考慮)。鋼管一般采用直縫焊接鋼管,也可采用無縫鋼管,不得采用螺旋焊管。鐵塔構(gòu)件采用螺栓連接,塔腳及局部結(jié)構(gòu)采用焊接,螺栓M16用于35kV塔時采用4.8級或6.8;M20采用6.8級;M24當(dāng)該塔采用Q420B鋼時全塔采用8.8級,否則采用6.8級;法蘭螺栓均采用8.8級;地腳螺栓采用Q235、Q345、35#和45#優(yōu)質(zhì)碳素鋼,有條件時可考慮采用40Cr、42CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼。鋼板材質(zhì)為Q345B和Q235B級鋼,板厚取5mm、6mm、8mm,8mm以上取2mm的倍數(shù)。表3.5-1鋼材的強(qiáng)度設(shè)計值鋼材抗拉、抗壓和抗彎抗剪牌號厚度或直徑(mm)Q235鋼<1621
46、5125>16-40205120>40-60200115>60-100190110Q345鋼<16310180>16-35295170>35-50265155>50-100250145螺栓和螺母的材質(zhì)及其特性應(yīng)分別符合緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱(GB/T3098.1-2000)緊固件機(jī)械性能螺母粗牙螺紋(GB/T3098.2-2000)、緊固件機(jī)械性能螺母細(xì)牙螺紋(GB/T3098.牛2000)的規(guī)定。錨栓的材質(zhì)與抗拉強(qiáng)度、機(jī)械性能符合碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T700-2006(Q235),優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T699-1999(35、45號鋼)與合金結(jié)構(gòu)
47、鋼GB/T3077J999(40Cr、42CrMo熱處理后)的規(guī)定,在設(shè)計中應(yīng)考慮受拉與剪切綜合應(yīng)力。表3.5-2螺栓的強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm2)等級抗拉抗剪鍍鋅粗制螺栓4.82001705.82402106.83002408.8400300錨栓Q23516035右優(yōu)質(zhì)碳素鋼19045右優(yōu)質(zhì)碳素鋼215標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計采用的角鋼型號見表標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計角鋼規(guī)格推薦表。表3.5-3標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計角鋼規(guī)格推薦表序號規(guī)格(mm)肢寬肢厚34567810121416182024140245350456563670775序號規(guī)格(mm)肢寬肢厚3456781012141618202488099010100111101212513140141601518016200注:1)表中規(guī)格僅為推薦系列。2) L63X5及以上角鋼規(guī)格宜采用Q345及以上材質(zhì)的角鋼。構(gòu)件長度不應(yīng)超過12米,L100以下角鋼不宜超過9米。3.5.
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