第八章杆塔结构设计基础剖析.doc

第章杆塔结构设计基础 第一节 杆塔结构型式及外形尺寸 一、杆塔的型式及分类 架空线路使用的杆塔按使用材料分为钢筋混凝土电杆和铁塔；按受力特点和用途分为直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔和终端杆塔。直线杆用于线路的直线段上，线路正常运行时有垂直荷载及水平荷载，能支持断线或其它顺线路方向的张力。在顺线路方向的张力作用下，直线杆塔的悬垂绝缘子允许偏斜，杆塔也允许有一定的挠度。耐张杆塔除承受垂直荷载及水平荷载之外，还能承受更大的顺线路方向的张力，如支持断线时的张力或施工紧线时的张力。耐张杆塔使用耐张绝缘子串，在断线时能耐受断线张力，限制断线事故范围，起隔离事故的作用。直线杆塔和耐张杆塔，一般均用于线路的直线段上，不兼转角。但在特殊情况下需要兼转角时，其转角度数对直线杆塔不应超过3°，耐张杆塔不应超过5°，否则应按转角杆塔设计。 转角杆塔用于线路转角处，其受力特点与耐张杆塔相同，但其水平荷载包括角度合力，所以水平荷载值较大。 终端杆塔用于线路首末端，可以是耐张型或转角型的，受力特点与耐张或转角杆塔相同，但在正常运行情况下需承受单侧顺线路张力。 图8-1 35kV等径拉线单杆 图8-2 110kV等径拉线单杆 图8-3 35kV拔梢单杆 图8-4 110kV拔梢单杆 8-5 110kV A型直线杆 图8-6 110kV 门型直线杆 1.常用直线杆的杆型。35~110kV线路，广泛使用带拉线的和不带拉线的上字型钢筋混凝土单杆，有的地区还采用A型钢筋混凝土电杆。 带拉线的直线杆，一般采用300mm等径钢筋混凝土杆段，杆的基础采用浅埋式，杆型如图-1、图-2所示。在雷电活动强烈的南方地区使用时，可在上横担反侧加装对称的耦合地线横担和吊杆，如图-2虚线所示，以便悬挂耦合地线，提高电杆的耐雷水平。 不打拉线的直线单杆，常用梢径 190 ~φ230mm的拔梢钢筋混凝土电杆，杆型如图-3、图-4所示。由于不带拉线，电杆的基础采用深埋式，抗风能力和杆高的利用比拉线单杆差，故使用档距较小。 除上字型单杆外，当导线截面较大或档距较大时，可采用A型或门型双杆直线杆，如图-5、图-6所示。 线路常常需要通过山区、跨越铁路、电力线、公路等，往往需要具有更大的使用档距和更高高度的直线杆。因此，除了一般高度的直线杆外，还需要加高直线杆。如35kV线路，除了采用15m单杆外，还需要18m及以上的单杆和门型杆。 2.常用耐张杆的杆型。架空线路的杆塔除了大部分直线杆塔外，还需要有耐张、转角、终端等耐张型杆塔。 35~110kV线路的耐张型杆塔，在平地和丘陵地区一般采用门型钢筋混凝土电杆，如图-7、图-8所示。不同电压等级线路用的杆型大致相似，只是根开与杆高不同。这类杆型一般采用300mm等径杆段和平面横担。 35~110kV线路的转角杆与耐张杆相似，只是拉线的方向因转角不同而不同，如图-9、图-10所示。 二、杆塔外形尺寸的确定 1.确定杆塔外形尺寸的基本要求。杆塔外形尺寸的确定，应符合以下基本要求： （1）确定杆塔高度时，应满足导线对地面及交叉跨越物的距离要求。 （2）导线与塔身的距离应满足过电压及正常运行电压的间隙要求，并满足带电作业的间隙要求。 图8-10 110kV转角杆 图8-11 杆塔的呼称高 （3）导线间的水平距离或垂直距离应满足档距中央接近程度所需的距离。 （4）地线的布置应满足导线防雷保护的要求。 2. 杆塔呼称高的确定。杆塔的最下层导线绝缘子串悬挂点到地面的垂直距离H，称为杆塔的呼称高，如图-11所示。平地杆塔的呼称高H按下式计算 H=λ+max +h+h （-1） 式中 H—杆塔的呼称高度，m； λ—悬垂绝缘子串的长度，m； max—导线的最大弧垂，m； h—导线最大弧垂时至地面的最小距离，m； h—考虑测量和安装误差的裕度，一般档距取0.5~0.7m。 由式（-1）可知，对一定电压等级的架空线路，其、h及为定值。显然，随着设计档距的增加，导线弧垂增大，所用杆塔的呼称高也随之加大，但杆塔总数量将减少；反之，设计档距减小，导线弧垂减小，所用杆塔的呼称高也随之减小，但杆塔总数量将增多。因此，对某电压等级的线路，必然存在一个经济的呼称高和相应的档距，使线路总投资最低。此呼称高称为经济呼称高。各电压等级线路的杆塔经济呼称高见表-1。表-1架空线路杆塔的经济呼称高（m）线路电压（kV）钢筋混凝土电杆10~12 13 21 铁塔3.