机械原理模型郭 杰 雷光杰 文永庆
【摘 要】摘要：随着我国经济的不断发展，对电力的依赖也越来越大。目前，我国500kV双回交流线路的铁塔及其附属设施投资约占本体投资的40%，因此，有必要对程铁塔型式及塔型系列进行深入研究。本文以综合指标最优、安全、可靠为目标，结合设计条件、工程地形地貌特征、超高压500kV双回路线路的电气、机械特点，采用宏观规划和微观规划相结合的方法进行分析研究，并结合国内500kV双回路输电线路工程，针对中相V串、下相V串的排列方式，确定合理的工程规划，降低工程投资，实现输电线路建设方式的转变。 【期刊名称】河南科技
【年(卷),期】真空度传感器2015(000)006
【总页数】3
【关键词】输电线路；500kV双回；中相V串、下相V串；应用分析
自动排污阀
目前，我国500kV超高压双回路输电线路已有较为成熟的建设和运行经验。我国500kV双回交流线路的铁塔及其附属设施投资约占本体投资的40%，因此，有必要对输电线路铁塔型式进行深入研究。本文在总结以往工程经验的基础上，结合平顶山-白河500kV双回线路工程，考虑工程地形地貌特征、超高压500kV双回路线路的电气、机械特点，在使用寿命周期内以满足输电线路安全可靠运行、方便维护为设计目标，使铁塔在整个线路全寿命周期内利益最大化。根据工程实际体特点，提出“中相V串”、“下相V串”新型型式，采用宏观规划和微观规划相结合的方法进行分析研究，规划出切合工程特点的铁塔型式及塔型系列，确定合理的经济档距及经济塔高，降低工程投资，实现输电线路建设理念和方式的转变。
1 概述
杆塔型式规划是指单个铁塔的外形规划，包括塔身形状和塔头形状两大部分。其中塔身形状有圆形（如单柱钢管塔、钢筋混凝土塔等）、四边形（如长方形、正方形、菱形等）、“V”形、门形以及多柱组合型、多边形（如三角形）等；塔头形状包括蝶形、鼓形、伞形、干字形等，塔头形状规划的要素包括相间距离（水平和垂直两方面）、挂点要求、横担尺寸（长度和宽度）。 杆塔型式规划主要应用静态方法（包括因素分析法、指标评价法等）对单塔型式及指标进行设计优化。首先分析影响铁塔本身及其附属物指标的主要因素，并对其进行排序和可变性分析，出既定条件下降低铁塔各项指标和附属物各项指标的可能性与办法；其次建立塔重指标评价的数学模型，用数理分析方法进行铁塔的设计优化。这里塔重指标评价模型不仅包括微观应用的各个指标，还要结合宏观塔型系列规划所用到的水平档距、垂直档距、代表档距等要素。
为了能准确地分析、评价线路的综合费用对杆塔规划的影响，使用沿线综合指标评价法对不同的地形、地质条件、塔位占地、土石方量、基础工程量等进行综合费用分析；无约束（准无约束）排位法是输电工程特有的动态规划方法，它是在假定路径等外部约束条件下，对各种铁塔、基础、绝缘金具串、导线、立塔位置等进行无约束或准无约束排定位置，再结合指标评价进行综合费用优化和方案优选，确定出给定路径上的最优排位方案；概率统计法是在上述无约束排位基础上，对塔型、档距等特征使用率进行数理统计并出最优解。上述方法应结合使用，以安全、经济、适用、方便为目的，满足设计、施工、运行、维护、管理、效益、效果等目标，从而达到全寿命周期的最优总目标。
在上述杆塔规划中，杆塔型式是控制造价的主要因素，因此，做好杆塔规划能有效控制工程造价。
玻璃加工工艺2 铁塔塔型分析
输电线路工程的直线塔约占总塔数的80%，同时直线塔导线的布置方式还影响到耐张塔的型式，通过常用塔型的比较，一般采用三相导线垂直布置的杆塔，目前采用三相导线垂直布置的杆塔型式主要有鼓型、伞型、苍蝇拍型等。苍蝇拍型双回路铁塔六相导线均在同一塔窗内，通过压缩相间水平距离减小线路走廊，但其单塔指标较高，本体投资较大，且该布置方式安全可靠度低，一旦一个回路出现事故，另一回路将同时遭殃。因此，根据500kV超高压线路的对地距离、绝缘配合和摇摆角等电气参数要求，结合工程地形地貌特征（山地、平地）和居民分布较少、林木丰富的特点，采用鼓型布置方式的铁塔型式较好。
目前，对于双回架空输电线路而言，自立型直线塔有“Ⅰ型绝缘子串”和“Ⅴ型绝缘子串”两种配合型式。I型绝缘子串具有结构简单，施工、运行方便的优点，而且直线塔横担长度较V串直线塔短，在500kV工程中使用广泛（见图1）；Ⅴ型绝缘子串对导线的偏移有制约作用，
Ⅴ型串塔（见图2）整个走廊宽度要小于Ⅰ型串的走廊宽度。V型串塔可以减少房屋拆迁，减少树木砍伐等，但其导线横担比Ⅰ型串塔导线横担要长，杆塔层间距大，导致铁塔单基较重，且Ⅴ型串绝缘子数量比Ⅰ型串增加一倍，增加了本体投资。双回路架空输电线路在采用绝缘子型式时一般全部采用V型绝缘子串或I型绝缘子串，较少在同一个塔上混合采用。经过分析在双回路鼓型塔的中相或者下相局部采用V型绝缘子串，其余相采用I型绝缘子同样能够达到减少线路走廊的目的，而局部采用V型绝缘子串对杆塔重量影响较小，本体投资增加相对较少。
根据以上分析，并结合500kV超高压线路的对地距离、绝缘配合和摇摆角等电气参数要求，以同等使用条件为可比因素，本文对全V串，全I串，下相V串（图3），中相V串（图4）四种杆塔型式进行经济性分析。
平顶山-白河500kV线路导线为4×LGJ-630/45钢芯铝绞线，气象条件为27m/s，10mm冰。根据工程实际条件，按照《110～750kV架空输电线路设计规范》（GB 50545-2010）对上述四种塔型进行铁塔优化计算，计算结果见表1。
全V塔三相导线横担比其他三种塔头布置的导线横担要长2.0～4.0米，而且导线层间距比其
maybridge他三种塔头布置高2.5～3.0米。全V塔塔头尺寸大，塔头挡风面积增大，塔身主材因风荷载产生的应力增大，塔身主材的规格增大，塔重增加。全V塔层间距增加，导地线张力对塔头每段主材产生弯矩增大，塔头主材增加，塔重增加。另外，由于层间距增加，塔头部分重量由于尺寸增加而增加，横担长度增加，横担重量由于尺寸增加也增大，综合这几项，全V塔塔重最重；由于全部采用V串，绝缘子数量较多，因此，全V串布置的本体投资最多，但其线路走廊相对较小，且采用V串后限制了导线风偏，减小了走廊宽度。
全I串、中相V串和下相V串三种杆塔横担长度和导线层间距稍有差别，但单基塔重基本相当，中相V串和下相V串杆塔由于局部采用了V串，绝缘子数量较全I串杆塔每基增加2支，因此，本体投资与全I串杆塔相比均有所增加；中相V串和下相V串杆塔由于采用V串，其边导线最大水平距离与全I串相比有所缩减，因此，在单基杆塔本体投资分别增加2%和3%的情况，分别减少了线路走廊宽度17%和7%（见表2），提高了线路的单位输送容量。
3 塔型选择
根据以上分析，中相V串和下相V串比全V串和全I串有优势，线路可根据具体情况进行选择。中相V串和下相V串杆塔相比，杆塔重量、本体投资基本相同，边导线最大水平距离中
相V串稍小；在工程实际应用中，垂直排列的杆塔下相是交叉跨越的控制相，在山地风偏点等危险点也是下相导线控制，由于下相V串杆塔的下相采用了V型绝缘子串，限制了导线的风偏，有利于控制风偏后的净空距离，且V型绝缘子串由于绝缘子倾斜，一定程度上可减小杆塔呼称高，在跨越林区时能够减小线路走廊，减小树木砍伐量。综上所述，中相V串和下相V串两种杆塔型式线路走廊较窄，本体投资较小，单位输送容量高。
在工程建设中，山区段线路林木茂密，为保护生态环境，应尽量减少树木砍伐。山区段线路走廊一般不受限制，但仍应尽可能减少线路走廊；山区线路除了需要满足导线对地垂直距离外，还需注意边线风偏时对地或对树的净空距离。综合以上因素，在山地段推荐下相为V型绝缘子、中相和上相为I型绝缘子的直线铁塔。平地地区一般是经济发展的重点地区，人口稠密，走廊狭窄，平地段推荐采用中相为V型绝缘子、下相和上相为I型绝缘子的直线铁塔。
4 塔型应用分析
平顶山-白河500kV双回线路起自平顶山香山500kV变电站，止于南阳白河500kV变电站，线路位于平顶山市和南阳市境内，途经宝丰县、平顶山市、鲁山县、方城县和南阳市。该
线路由单、双回路组成，其中单回路长16.873km，双回路长97.643km；导线为4×LGJ-630/45钢芯铝绞线；铁塔282基；沿线平地占55%，山区占45%，交通情况良好。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议