输电线路铁塔塔型选择与结构设计优化
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基于当代高压输电线路铁塔结构设计的几点分析作者:王峥底尚尚来源:《建材发展导向》2013年第04期摘要:随着时代的发展,科技的进步,我国的国有企业发展也十分迅速。
尤其是电力行业,近些年通过长期的工程实践,无论是从塔身的坡度设计,还是塔身建造过程中有关节点的选择设计,或是建材选择都积累了一定的经验。
以下针对结构设计的优化提出一些建议。
关键词:输电线路;铁塔设计;设计理念;具体措施随着“十二五”规划的实施进行,我国社会和经济必将继续迎来一个快速、持续、全面的发展阶段。
电力行业历来就是一个国家经济发展的重要支柱产业,其中输电线路的建设是电力建设的重要组成部分。
为了节约材料、降低建设成本,针对输电铁塔结构的优化设计这些年来被很多科研单位、学者所关注。
本文通过塔身坡度、节点构造、塔材布置型式以及隔面的布置综述了高压输电线路铁塔结构设计的一些经验以及设计优化的思路。
下面我们进行一一解析:1 塔身结构的设计探析与思考随着社会的进步,对于城市电网的建设也越来越重视,以前的城网建设已不能满足现在城市发展的步伐,所以近几年,城网的建设发生了一些变化,其中增加了许多技术性,科技性的设计理念,在电网设计中融入了新的元素。
例如现在的电网实行的是多方位的设计,传统的电网仅仅只是利用电塔之间进行相互传输,有的则是一个塔身可以安装多个回路,这种设计思路是传统的输电线路的设计理念。
但是随着科技信息技术的快速发展,一些输电材质也比传统的输电材质更加先进和有效,安全系数也相对较高。
另外新型的输电线路最大的优点就是设计简洁科学,减少了输电带来的安全隐患,提高了输电的安全性和准确性。
输电线路清晰明了,在设计塔身的过程中也减少了困难系数,不仅提高了工程的效率,也确保了安全。
另外,随着近几年互联网的发展,如今电网不再仅仅是依靠塔身的依托来实现传输电力,甚至可以利用互联网就可以实现对电网的实地控制,以前交电费必须要到相关电力收费中心缴纳,现在通过互联网就可以收缴电费。
架空输电线路铁塔结构与基础设计要点摘要:现代社会经济发展水平的不断提高使得各个行业、领域对电能的需求量持续增加,用电负荷也不断提升,架空输电线路在运行中所对应的输送容量以及导线截面持续增大。
与此同时,城市地区架空输电线路还面临着线路走廊越来越窄,交叉跨越现象越来越多,跨越高度越来越大的问题。
在这一背景下,对架空输电线路铁塔结构与基础的设计显得尤为重要。
关键词:架空输电线路;铁塔结构;基础设计;窄基铁塔目前,架空输电线路一直都在电力供应系统中发挥着越来越重要的作用。
从中国经济发展的情况来看,企业正对电力供应方面提出更高的要求。
在针对架空输电线路进行设计的过程中,一方面要能够保证整个铁塔的安全和稳定,另外一方面还需要保证铁塔投入过程中产生的经济效益。
但是目前这国架空输电线路在设计的过程中还存在着诸多问题,进而也会导致各种类型事故的发生。
因此尤其需要结合目前架空输电线路建设的实际情况找出目前输电线路设计中的不合理之处,以便能够更好地提高整个架空输电线路的安全性和稳定性。
1输电线路铁塔的基本介绍在对架空输电线路铁塔结构与基础设计的时候,不仅要考虑到铁塔的稳定性而且要保证铁塔的安全。
如果架空输电线路铁塔结构与基础设计不合理,那么这个架空输电线路铁塔的建设就是失败的,不仅影响以后电力的正常运行而且会发生输电线路的事故。
不断的提高架空输电线路铁塔结构与基础设计水平,从而有效地保障输电线路的运行安全。
输电线路铁塔就是常说的电力铁塔,整个铁塔结构主要由塔头塔身、塔腿三大部分组成。
根据用途的不同输电线路铁塔的彤状也是千变万化的,例如按用途分有:耐张塔、直线塔、转角塔、换位塔、终端塔和跨越塔等,按其形状一般分为酒杯型、猫头型、上字型、干字型和桶型五种。
输电线路铁塔塔架是由几片平面结构构成。
为了将各片平面桁架组合起来成为一个几何不变的塔架结构,则需要设置横隔。
横隔应设置在各横截面处,横隔面是塔身平均宽度的2.0-25倍。
铁塔塔型基本结构知识目录一、基本概念 (1)二、专业术语 (2)三、输电线路铁塔分类 (5)四、杆塔设计原则 (15)五、铁塔构造 (17)六、铁塔制造技术条件 (32)七、杆塔施工及验收要求 (49)一、基本概念1. 铁塔的定义铁塔是用来支撑和架空导线、避雷线和其他附件的塔架结构,使导线与导线、导线与铁塔、导线与避雷线之间、导线对地面或交叉跨越物保持规定的安全距离的高耸式钢结构物。
铁塔是高压输电线路上最常用的支持物,国内外大多采用热轧等肢角钢制造、螺栓组装的空间桁架结构,也有少数工程采用冷弯型钢、钢管或钢管混凝土结构,塔上部件一般都采用热浸镀锌防腐。
2.铁塔的组成如图1.1所示,整个铁塔主要由塔头、塔身和塔腿三大部分组成,如果是拉线铁塔还包含拉线部分。
塔头:从塔腿往上塔架截面急剧变化(出现折线)以上部分为塔头,如果没有截面急剧变化,那么下横担的下弦以上部分为塔头。
塔腿:基础上面的第一段塔架称为塔腿。
塔身:塔腿和塔架之间的部分称为塔身。
图1.1 杆塔组成二、专业术语输电线路常用专业术语主要有:杆塔高度、杆塔呼称高度、悬挂点高度、线间距离、根开、架空地线保护角、杆塔埋深、跳线、导线的初伸长、档距、分裂导线、弧垂、限距、水平档距、垂直档距、代表档距、导线换位、导(地)线振动。
如图2.1所示。
图2.1 输电线路专业术语示意图1.杆塔高度杆塔最高点至地面的垂直距离,称为杆塔高度。
2.杆塔呼称高度杆塔最下层横担至地面的垂直距离称为杆塔呼称高度,简称呼称高。
3.悬挂点高度:导线悬挂点至地面的垂直距离,称为导线悬挂点高度。
4.线间距离两相导线之间的水平距离,称为线间距离。
5.根开两电杆根部或塔脚之间的水平距离,称为根开。
6.架空地线保护角架空地线和边导线的外侧连线与架空地线铅垂线之间的夹角,称为架空地线保护角。
7.杆塔埋深电杆(塔基)埋入土壤中的深度称为杆塔埋深。
8.跳线连接承力杆塔(耐张、转角和终端杆塔)两侧导线的引线,称为跳线,也称引流线或弓子线。
广东科技2011.10.第20期工在生产实践中用鲜血和生命得出的经验总结,任何违反制度的行为都是对生命、财产的亵渎,都是与科学发展观、与建设和谐社会格格不入的。
因此,要按照安全性评价的要求,把落实安全管理制度作为做好安全工作的落脚点和归宿点。
(1)结合电网调度的实际情况,每年定期对调度中心的相关安全生产规章制度进行梳理、修订、完善,以增强制度的针对性和操作性。
针对调度员的岗位特点,与每位调度员签订相应的《安全生产确认书》,使每位调度员都能明确自己岗位的安全职责,将安全生产责任落实到每一位调度员,做到安全生产责任的压力传递。
不断规范调度管理,认真开展调度标准化建设,严格使用调度术语,严守调度纪律,确保电网运行安全可靠。
(2)安全工作只有起点没有终点,无论是领导干部还是普通调度员,都要把夯实安全管理工作基础作为一项长期的任务,时时刻刻绷紧安全生产这根弦。
坚持定期举行安全生产分析会和网络例会,对调度中心的安全生产状况进行分析、总结,对安全生产和管理工作中的薄弱环节及突出问题进行认真研究,制定切实可行的解决方案。
坚决杜绝麻痹大意和侥幸心理,树立做好安全工作的自觉意识、责任意识和科学态度,切实履行好各自的职责。
(3)强化监督检查,把安全管理制度落到实处。
监督检查是做好安全工作的必要手段,没有规范的监督检查,安全管理制度的全面落实就难易实现,开展安全工作的针对性和实效性就会打折扣。
在实际工作中,要用定期与突击检查相结合、普查与抽查相结合、自查与互查相结合等多种方式,经常性地开展安全生产大检查活动。
严格执行分管主任、中心安全员参加调度交接班制度,定期对调度操作票、任务票进行检查分析,认真做好调度录音的监听。
对检查中发现的问题要及时提出整改要求,使调度操作管理更加规范和科学。
5结束语电网设备的更新换代,自动化新技术在电网中的应用,进一步提高了电网自动化水平,但同时也给电网调度人员的专业技能提出了更高的要求。
因此要加强调度人员的专业技术培训,针对电网实际不断提高调度人员专业技能,这是确保电网安全运行的重要环节。
500kV酒杯塔和干字型耐张塔设计与优化刘堃;白强【摘要】为了研究和解决500 kV酒杯型直线塔和干字型耐张塔设计优化问题,提高设计质量和降低工程成本,结合锦屏一级电站—西昌换流站500 kV送电线路工程,以杆塔质量参数为经济优化目标,提出基于角度控制的内力优化方法,分别设计了角度影响下的横担、曲臂、斜材、塔身等内力优化方案.通过角度-内力-质量关联模型,结合构件长细比,得出500 kV酒杯塔和干字型耐张塔优化控制参数.结果表明,在保证结构安全的前提下,基于角度控制的方法可以有效优化设计方案.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2018(031)004【总页数】7页(P125-131)【关键词】酒杯塔;干字型塔;角度控制;设计方法;杆塔优化【作者】刘堃;白强【作者单位】中南电力设计院有限公司,湖北武汉430013;中南电力设计院有限公司,湖北武汉430013【正文语种】中文【中图分类】TM753随着经济的发展和社会的进步,500 kV交流线路已成为主要输电线路。
500 kV 单回路杆塔中直线塔主要为酒杯型,耐张塔主要为干字型。
由于不同工程项目的使用条件各异,每个工程需要对杆塔结构进行重新设计,不同的结构直接影响工程质量和经济指标。
为了选择最优化的结构,设计人员需要进行大量的对比试算,导致设计效率较低。
针对此,本文结合锦屏水电外送工程实例,介绍了酒杯塔和干字型杆塔的设计思路、设计方法和杆塔优化方法,旨在对以后的工程设计提供参考和借鉴。
1 杆塔设计1.1 杆塔设计流程输电杆塔作为一种空间桁架结构,其计算方法有多种,如平面桁架法、简化空间桁架法、分层空间桁架法、层单元矩阵位移法及整体空间桁架法[1]。
目前工程设计中最常用的整体空间桁架法应用计算机软件进行结构设计,其主要设计步骤为[2-3]:熟悉杆塔的原始资料,包括运行环境、电压等级、档距、导地线型号、气象情况、塔型、塔头尺寸和呼高等;设计塔头布材、塔身布材和塔腿配置方案,原则是在满足电气运行条件的前提下,力争塔头和塔身布局合理,传力清晰,安全可靠且用材最省,并根据地貌地质条件决定塔腿坡度和减腿数量;综上画出杆塔单线图,展开各侧面、V面和横隔面,并将辅助材添加在相应位置,在杆塔单线图的基础上建立自立式铁塔内力分析软件TTA几何模型并调试运行;生成导地线荷载数据,在模型上加入导地线挂线荷载以完善TTA模型;内力计算和杆塔外形优化,查看TTA或道亨计算的杆件内力,考察其合理性,改变杆塔塔头宽度和支座尺寸、塔身坡度、节间长度及塔颈尺寸进行内力和塔重比较,从而确定关键尺寸;调材及指定材验算,根据程序选材结果对部分杆件规格和螺栓数进行调整,使材料在保证安全的前提下得到充分利用,这是一个调材→验算→调材的反复过程,直到结果符合设计者的预期,绘制成果图并校核。
输电线路铁塔设计规范 篇一:输电线路铁塔 输电线路铁塔 输电线路塔是支持高压或超高压架空送电线路的导线和避雷线的构筑物。
类型根据在线路上的位置、作用及受力情况分类如表: 还可根据不同的电压等级、线路回路数、导线及避雷线的布置方式、材料及结构形式来确定塔的名称,例如:220千伏单回路导线水平排列的门型耐张跨越塔。
常见的悬垂型塔或耐张型塔如图。
500千伏台山电厂至香山输变电工程的崖门大跨越钢管塔,该塔位于新会区西江崖门边,在两岸各建一高塔,两座高塔跨越距离公里,塔高米,所用钢管直径达米,单塔重1650吨。
常见的悬垂型塔或耐张型塔, 崖门大跨越钢管塔 塔的尺寸和档距须满足电路要求:导线与地面、建筑物、树木、铁路、公路、河流以及其他架空线路之间,导线与导线、导线与避雷线之间,均应保持必要的最小安全距离。
避雷线对导线的保护角及使用双避雷线时两根避雷线之间的水平最小距离应满足有关规定。
荷载输电线路塔主要承受风荷载、冰荷载、线拉力、恒荷载、 安装或检修时的人员及工具重以及断线、地震作用等荷载。
设计时应考虑这些荷载在不同气象条件下的合理组合,恒荷载包括塔、线、金具、绝缘子的重量及线的角度合力、顺线不平衡张力等。
断线荷载在考虑断线根数(一般不考虑同时断导线及避雷线)、断线张力的大小及断线时的气象条件等方面,各国均有不同的规定。
结构计算 塔一般均简化为静态进行分析,对于风、断线、地震等动荷载,通常在静力分析的基础上,分别乘以风振系数、断线冲击系数、地震力反应系数来考虑动力作用。
输电线路塔的内力计算,与塔式结构和桅式结构相同,但须考虑下列两个问题: ①导线风荷载对塔的作用。
由于导线的支点间距较大(一般为200~800米)而横向摆动的周期较长(一般为5秒左右),故应考虑风沿导线的不均匀分布及导线对塔的动力效应。
20世纪60年代初,许多国家的电力部门曾用实际的试验线路来测定导线在大风作用下的最大响应,并据此制订了实用计算法,其中有的已纳入本国的规程,但是由于受地形、测量仪器的精度、分析水平等各种因素的限制,这些实用计算方法还不能精确反映出真实情况。