10kv杆塔设计输电杆塔结构设计.ppt
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1、输电杆塔结构设计 Electrical Transmission Tower,废话三言两语,2,通过此次培训希望有什么样的收获?,1,培训的目的?,闸口发电厂架设的13.2kV线路铁塔 1932年,为了更好的生活,努力每一天加油,时间安排,先修及紧密联系课程 工程力学结构力学电力工程基础 架空输电线路设计钢筋混凝土结构设计使用教材 输电杆塔结构及其基础设计2005版 刘树堂 中国水利水电出版社参考资料 电力工程高压送电线路设计手册(第二版)东北电力设计院考核方式,不考核,0813内容提要,引言与其他课程联系杆塔概论杆塔分类杆塔型式杆塔型号杆塔外型尺寸确定杆塔高度;杆塔横担;线间距离;导线与杆塔
2、之间空气间隙;地线支架高度及地线水平线间距离;110kV输电杆塔外型尺寸实际验算例子,上午,0813内容提要,杆塔荷载来源、分类杆塔设计原则(荷载效应组合、荷载工况设计组合)设计档距(三个概念:水平档距;垂直档距;代表档距)各种荷载计算风荷载计算(电线风荷载、杆身风荷载、绝缘子串风荷载);电线垂直荷载、杆塔自重荷载;电线不平衡张力、角度荷载;安装荷载(吊、锚、紧、挂线)荷载计算实例2道,下午,1.0 电力系统的构成及其功能,1 引言,发电厂,输电线路,升压站,配电线路,枢纽、降压站,照明、动力,配变,太阳能发电,1.1 杆塔的分类,引言,1)按材料不同分为:,钢钢筋混凝土电杆,铁塔,1.1 杆
3、塔的分类,引言,2)从维持结构稳定性上可分为:,自立式杆塔拉线杆塔,直线杆塔耐张杆塔,1.1 杆塔的分类,引言,2)按受力不同分为:,类似于:晒衣服拉一根线,两端固定在墙上,中间用竹竿撑起。我们需注意的是各自的受力情况:直线塔只承受导线自重,即垂直荷载。,不平衡张力,不平衡张力,1.1 杆塔的分类,引言,跨越杆塔终端杆塔,3)按用途不同分为:,转角杆塔换位杆塔,1.1 杆塔的分类,引言,4)按回路数分为:,单回路杆塔双回路杆塔多回路杆塔,思考:一个回路指的是?,引言,引言,美国杆塔鉴赏,资料来源美国线路典型设计考察报告,同塔四回路,不等长横担塔型,结构简单实用的门型塔,特殊塔型,不等高腿设计,
4、典型塔型,尖横担结构塔型,带通信基站塔型1,多条线路公用走廊,钢管杆应用,钢管杆T接,多回路并行的钢杆,带基站的钢杆,门型钢管杆,钢管杆单、双回路,设计软件中的杆型三维图,去年今日,“这是一条浙江大陆电网连接海岛电网新的主动脉,是浙江海洋经济战略的重要脉搏。”,浙江舟山大猫山岛,220kV,重5999吨,大跨越耐张段长6215m,最大档距2756m,1.2 杆塔的结构型式,材料钢筋混凝土;铁塔,结构稳定性自立式杆塔;拉线式杆塔,1.2 杆塔的结构型式,1.2.1钢筋混凝土电杆结构型式,自立式单杆电杆,电杆埋深3m左右,自立式双杆,1.2.1钢筋混凝土电杆结构型式,拉线电杆埋深较浅,1.2.1钢
5、筋混凝土电杆结构型式,1.2.1钢筋混凝土电杆结构型式,35-110kV带拉线的八字型双杆,1.2.1钢筋混凝土电杆结构型式,1.2.1钢筋混凝土电杆结构型式,1.2.1钢筋混凝土电杆结构型式,1.2.1钢筋混凝土电杆结构型式,1.2.2 铁塔,拉线式,1.2.2 铁塔,拉线式,1.2.2 铁塔,拉线式,我是X-man,即X型拉线式杆塔,1.2.2 铁塔,上字型,鸟骨型,猫头型,自立式,1.2.2 铁塔,自立式,1.2.2 铁塔,自立式,500kV猫头型,1.2.2 铁塔,自立式,1.2.2 铁塔,自立式,门型,酒杯型,1.2.2 铁塔,自立式双回路,蝴蝶型,六角型,1.2.2 铁塔,自立式承
6、力塔,干字型,酒杯型,1.2.2 铁塔,自立式大跨越塔,高度高、荷载大、结构复杂、耗钢量和投资高,铁塔按相导线排列形式分类,1.2.2 铁塔,铁塔按相导线排列形式分类,1.2.2 铁塔,铁塔按单相导线的分裂数分类,1.2.2 铁塔,1.3 杆塔的型号编制规则,输电线路铁塔型号编制规则,铁塔,1.3 杆塔的型号编制规则,1.3 杆塔的型号编制规则,输电线路铁塔型号编制规则,1.3 杆塔的型号编制规则,铁塔,1.3 杆塔的型号编制规则,钢筋混凝土电杆,1.3 杆塔的型号编制规则,钢筋混凝土电杆,1.3 杆塔的型号编制规则,钢筋混凝土电杆,1.3 杆塔的型号编制规则,钢筋混凝土电杆,1.3 杆塔的型
7、号编制规则,钢筋混凝土电杆,1 的思考题,2 杆塔外型尺寸确定,杆塔呼称高横担长度上下横担的垂直距离地线支架高度双地线挂点之间水平距离,2 杆塔外型尺寸确定,2.1 杆塔外形尺寸因素,杆塔外形尺寸的确定,除要求满足电气条件外,同时要求满足结构的合理性、经济性以及外形的美观。,图:钢筋混凝土电杆组成部件,补充,架空输电线路的组成,架空输电线路的组成,2 杆塔外型尺寸确定,2.2 杆塔高度的确定,1、杆塔总高度 杆塔的总高度等于呼称高度加上导线间的垂直距离和避雷线支架高度,对于钢筋混凝土电杆还杆塔总高度要加上埋地深度h0。,2.2节内容请学员们参见课本p12-13页,2 杆塔外型尺寸确定,2.2
8、杆塔高度的确定,2、杆塔呼称高度 杆塔下横担的下弦边缘线到地面的垂直距离H称为杆塔呼称高度:H=+fmax+hx+h 式中 绝缘子串的长度(包括金具的长度);fmax导线的最大弧垂;hx导线到地面、水面及被跨越物的安全距离(查线路设计规范、线路设计技术规程);h考虑测量、施工误差等所预留宽度,杆塔呼称高度示意图,2.2 杆塔高度的确定,各参数参见表2-1至2-6,2 杆塔外型尺寸确定,2.2 杆塔高度的确定,2.2 杆塔高度的确定,3、杆塔经济呼称高度 杆塔的呼称高度与档距有直接关系,档距越大,导线的弧垂越大,杆塔的呼称高度也就越大。但是档距增大时,使每公里的杆塔数量减少,因此对一定电压等级的
9、线路来说,必定有一个最优的呼称高度,使得整个线路材料用量最少,把这个最优呼称高度称为经济呼称高度。,2 杆塔外型尺寸确定,2.2 杆塔高度的确定,2 杆塔外型尺寸确定,2.2 杆塔高度的确定,3、杆塔经济呼称高度,表2-7,2 杆塔外型尺寸确定,2.3 导线间距确定,1、导线水平距离Dm 当导线摇摆不同步时,档距中央导线部分就要靠近,会导致线间空气间隙击穿,从而发生线间闪络。规程规定由经验公式确定。,2 杆塔外型尺寸确定,2、导线垂直线间距Dv 导线不均匀覆冰或者导线脱冰时产生的导线跳跃致使导线上下大幅度的舞动。为了保证舞动时不产生两相导线碰撞,两相导线必须要保证一定的安全距离,按规程规定公式
10、计算。,Dv=0.75Dm,2.3 导线间距确定,2 杆塔外型尺寸确定,表2-8,3、导线三角形排列等效水平线间距Dx 按规程规定公式计算。4、地线支架高度hb,2 杆塔外型尺寸确定,2.3 导线间距确定,2 杆塔外型尺寸确定,2.3 导线间距确定,p18,2 杆塔外型尺寸确定,2.3 导线间距确定,为防雷保护角,2 杆塔外型尺寸确定,2.4 空气间隙校验,此部分PPT没有详细说明,请大家翻到p16-17;三个校验风偏角:导线、绝缘子串在风荷载作用下,绝缘子串风偏一定角度;正常运行电压、操作过电压、雷电过电压条件下,风荷使绝缘子风偏一定角度,使空气间隙距离减小;带电作业条件下,人体有活动范围。
11、,杆塔的横担长度可根据导线水平线间距和最小空气间隙并考虑带电作业的要求来确定。当悬垂绝缘子串长度和风偏角(摇摆角)、最小空气间隙确定后,横担的长度也可用下式计算 上字型杆塔的上横担长度:DhRsinb 上字型杆塔的下横担长度:Dh2(Rsinb)式中:R-最小空气间隙,不应小于表2-11/12中相应的数值m;悬垂绝缘子串长度 m;悬垂绝缘子串风偏角()b杆塔上脚钉外露部分加杆径一半的长度m。,2 杆塔外型尺寸确定,2.5 杆塔横担的确定,见课本p19。,2.6 某110kV杆塔外型尺寸验算示例,2 杆塔外型尺寸确定,内 容 小 结,请学员们务必要有宏观上的概念,再细节各概念与公式,0.内容安排
12、,500kV线路铁塔,3 杆塔设计荷载,3.1 杆塔荷载来源与分类3.2 杆塔结构设计原则荷载效应组合杆塔荷载工况的设计组合3.3 杆塔荷载设计档距水平档距、垂直档距、代表档距3.4 杆塔荷载计算风荷载计算(电线、杆身、绝缘子串)电线垂直荷载、杆塔自重荷载等电线不平衡张力、角度荷载安装荷载(吊、锚、紧、挂线),3 杆塔设计荷载,3.1 杆塔荷载的来源与分类,杆塔自重与杆塔自身的风荷载;杆塔起着架空支持电线(导线与地线简称)的作用,作用在电线上的所有荷载都要通过电线挂点传给杆塔。如电线重量、电线覆冰荷载、电线风荷载、电线不平衡张力(包括电线转角张力)、温度变化引起的电线张力变化、事故断线引起的张
13、力变化、防振锤和重锤的重量等;架线施工时紧线、锚线、挂线、吊线引起的荷载;绝缘子串的重力荷载与风荷载也要传给杆塔;杆塔组立时所发生的施工荷载;拉线结构的永久拉线荷载;地震荷载与电线舞动产生的荷载;其他不可预见的或偶然荷载。,主要来源,3 杆塔设计荷载,3.1 杆塔荷载的来源与分类,永久荷载:包括杆塔自重荷载、导线、避雷线、绝缘子、金具的重力及其它固定设备的重力,土压力和预应力等荷载。可变荷载:包括风荷载、导线、避雷线和绝缘子上的覆冰荷载,导线避雷线张力、事故荷载、安装荷载和验算荷载和人工和工具等附加。特殊荷载:地震引起的地震荷载,以及在山区或特殊地形地段,由于不均匀结冰所引起的不平衡张力等荷载
14、。,荷载分类,3 杆塔设计荷载,据计算需要,将它们分解成作用在杆塔上的垂直荷载、横向水平荷载、纵向水平荷载,如图。特别说明,荷载有:1、荷载标准值 按照各种荷标准规定计算而得的荷载叫标准荷,如杆塔塔身自垂为体积乘容重,风载为基本风压乘挡风面积.2、荷载设计值 荷载标准值乘分项系数 一般分项系数:永久荷载取1.2 可变荷载取1.4,3.1 杆塔荷载的来源与分类,3 杆塔设计荷载,3.2 杆塔结构设计原则,荷载效应组合及其设计表达式:承载力极限状态的荷载效应组合正常使用极限状态荷载效应组合 抗震验算的荷载效应组合与设计表达式,该节内容为杆塔结构设计计算的基本规定;详查p201。,3 杆塔设计荷载,
15、3.2 杆塔结构设计原则,2杆塔荷载工况的设计组合:作用于杆塔上的荷载按其作用方向分为垂直荷载、横向荷载、纵向荷载。垂直荷载是指垂直于地面方向作用的荷载,如作用于杆塔上的所有重力荷载,用符号G表示。横向荷载是指顺横担方向作用的水平荷载,如杆塔、电线的风荷载的横向分量,电线转角张力的横向分力等,用符号P表示。纵向荷载是指垂直于横担方向的水平荷载,如断线张力、锚线及紧线张力等的纵向分力,用符号T表示。计算杆塔风荷载时,考虑四个风向,即0、45、60、90。这些风向角是以横担垂直方向作为参考坐标轴的。因此,风与纵向荷载方向一致,而风与横向荷载方向一致。应该注意,每一个风向有正反两个方向,计算时应考虑
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- 10 kv 杆塔 设计 输电 结构设计
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