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电力钢杆特点是美观 简洁 耐用

发布时间:2017/06/28

  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。
  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/mm2,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/mm2,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
  横担采用变形截面型式,为了节省材料及充分利用电气间隙,从顶部到根部为变形截面,增加了杆型的整体美观性。
  横担不宜直接与杆身连接。在荷载的作用下,横担根部的受压部位易产生应力集中,使局部受压,尤其杆身上段,一般管壁较薄,在集中外力作用下容易使局部压曲,如加大壁厚又不经济。因此,横担与杆身的连接处,应进行局部补强,具体办法是在杆身上焊接靴梁支座,使横担传来的外力得以分散,以避免杆体局部压曲。
  5.4 杆身主柱
  钢管杆主柱受钢模长度、直径的限制,可根据结构受力、变形等要求,较随意调整杆段的长度、坡度、壁厚等设计参数,设计更趋于合理化。杆体之间的连接采用套接,套接可提高接头处杆体的强度,加工和施工方便,杆体美观。注意套接时应施加一定的压力,达到设计的套接长度。
  5.5 底板
  底板采用法兰盘和杆身主柱下节底部焊接,在焊接处加焊底板加强环,利用地脚螺栓与钢管杆法兰盘连接。地脚螺栓采用45#优质碳素结构钢,地脚螺栓在运输及施工中须注意保护,不能变形,以防止在安装钢管杆时不对孔位。
  5.6 基础
  本工程将根据地质情况,钢管杆采用灌注桩基础,所有灌注桩基础均应预埋设测声管,桩径1.2~2.0m,共埋设3根管(内径为50~60mm),以检测桩身混凝土的均匀性、桩身缺陷及位置,判定桩身的完整性。质量检测按《广电集团送电线路工程桩基质量检测规定》执行。
  因城镇地下管线较多,进行机械开挖孔灌注桩基础时,地下1m须用人工开挖,注意有无其他地下管线,以避免损坏地下管线。
  6 钢管杆的特点
  安全可靠。钢管杆采用了成熟的杆塔型式,它结构合理,强度可靠,充分利用了材料的力学性能。本工程投产后近1年的带电运行证明,该杆安全可靠,运行稳定。
  占地面积小。钢管杆占地面积小、无拉线,所需走廊窄,且美观、挺拔、简洁,与城市环境较为协调。但加工要求较高,造价较大,适用城镇地区。
  经济环保。随着人们对环境保护意识的日渐增强,政府部门对环境保护提出了越来越高的要求,并先后出台了一系列相关法律、法规来规范人们的行为,这就对环境保护方面的设计提出了更高的要求。钢管杆能满足人们对环境保护的要求。
  加工安装方便。钢管杆采用分件加工运输,现场组装,加工安装方便。从施工反馈的信息得知,与铁塔比较,钢管杆还有以下优点:省去了塔位平降基工序;杆塔组立方便,施工安装一基自立式铁塔需要2天时间,而安装一基钢管杆只需要0.5天。这些都说明了钢管杆在方便施工、加快工程进度方面具有很大的优势。
  7 结束语
  在钢管杆的设计中,通过对使用条件、塔头尺寸的确定,对杆型选择的优化,对结构布置的优化,选择了一个较优的方案,做到了技术先进、经济合理、安全适用,使得钢管杆的指标先进,达到了优化设计的目的。在110kV城市送电线路工程中,取得了较好的经济效益和社会效益。
  因此,在城区送电线路工程中,大力推广使用钢管杆,不但能节省土地资源,同时美化了城市的整体环境,而且能加快施工进度,有效降低工程施工对环境造成的负面影响。主要缺点是比铁塔、水泥杆造价高,使用前要综合分析,做好全面技术经济比较。

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