复合横担在油田110 kV输电线路上的应用

2015-02-15

油气田地面工程 2015年11期

胜利油田电力管理总公司

郑春生

胜利油田电力管理总公司

针对胜利油田110 k V输电线路存在的对地安全距离不够的问题，对杆塔结构进行简化设计。使用“4只复合绝缘子+2只复合横担”组合型式，简化原有杆塔结构，提升导线悬挂高度，调整交叉跨越距离。复合横担绝缘子具有良好的抗弯曲性能和防脆断性能，以及防污能力强、耐冲击等特点，在孤五线现场应用10年来效果较好。该方法施工简便，成本费用低廉。

复合横担；输电线路；杆塔；安全距离；荷载

胜利油田110 k V输电线路建设年代久远，部分是油田设计院[1979]定型设计，设计直线杆有Z-18，Z1-21、Z2-24、Z3-27四种杆型，采用钢筋砼电杆双杆组装。

20世纪80年代建设期间多为空旷盐碱地，线路防护区开阔。后随城乡社会经济发展和城市建设步伐的加快，多处线路导线对地、构筑物和林木等距离严重不足，不能满足规程规定的安全距离要求，特别是直线杆Z-18（呼称高度13 m），直线跨越杆Z1-21(呼称高度16.9 m)两种杆型因对地距离不足引发多起线路跳闸事故。

结合国内外复合绝缘产品的技术发展和实际运用情况，2004年开始与电力修造厂合作，采用“复合绝缘子+复合横担”方式，对线路杆型结构进行简化改造，改变导线悬挂方式，提升杆塔呼称高度，以满足导线对地安全距离。

1 杆型结构简化设计及稳定性分析

1.1 直线杆型的基本结构

直线杆Z-18采用Ø230 mm上下两段拔稍双杆，结构为水平排列布置，无横梁（叉梁）型式，杆型高度为18 m，适用于LGJ-150型导线。拉线使用4根GJ-70钢绞线，对地夹角60°。杆塔基础采用底盘、拉盘直埋方式。

杆塔上部由导线铁横担HZC-450-1（总长9 m，总重150.5 kg）、1根横拉杆及4根斜拉杆（拉杆为Ø16 mm钢筋及调节螺栓等）组成。

1.2 杆塔简化思路及设计

（2）选用实心复合横担绝缘子替代悬挂导线的横担及横拉杆、斜拉杆等组件，采用“边相复合横担绝缘子+中相复合悬式绝缘子”型式悬挂导线。

两个边相选用1只复合横担+1只棒形悬式复合绝缘子，呈“∠”型布置。复合横担水平安装，固定在电杆适当高度，起到原边相铁横担作用，用于支撑导线；棒形悬式复合绝缘子起斜拉杆作用。

中相选用2只棒形悬式复合绝缘子，呈“∨”型布置悬挂中相导线。在杆塔顶端加装铁横梁，用于固定“∨”型绝缘子串。

为确保杆塔整体稳定性，在杆塔中部加装铁横梁，以防杆塔位移变形，发生迈步及杆身扭曲。简化设计后杆塔整体结构呈“H”型，如图1所示。

图1 直线杆Z-18结构简化

（3）边导线保护角核算。提高架空避雷线悬挂高度，双避雷线悬挂点上移，规程规定[1]杆塔上避雷线对边导线的保护角一般为20°～30°。

由于杆塔采用对称双避雷线，中导线位于两避雷线中央，不做保护角核算，只需考虑边导线[2]。

按照避雷线支架安装高度2.7 m，复合横担（导线悬挂点，导线呼称高）安装在原导线横担横拉杆位置高1.5 m处进行核算，边相导线保护角在避雷线保护范围内，导线悬挂高度应提升3.2 m。

生物特征是人体所固有的不可复制的唯一性，不易丢失、复制、盗用，具有高安全性。生物识别系统对生物进行取样，提取唯一特征，将该特征数字化并组合成特征模板。交互认证时，识别系统再次获取生物特征，与特征模板进行比对，根据匹配结果鉴别身份。其中，因生物特征稳定性高，人脸识别、掌静脉识别、虹膜识别将表现出极大优势。

1.3 稳定性分析

简化设计的杆塔承受的风荷载、覆冰荷载及导线避雷线张力等可变荷载没有变化；而承受的杆塔自重荷载、导线避雷线绝缘子金具的重力等永久荷载，由于导线铁横担及拉杆等取消而变小，即垂直于地面方向作用于杆塔上的所有重力荷载（垂直荷载）变小，横向荷载与纵向荷载基本不变。

杆塔的简化设计其整体结构和型式没有改变，杆塔、拉线基础也没有变动，因而杆塔稳固的基础不变。

2 复合横担设计及技术参数选定

复合横担绝缘子结构由连接底座、护套、芯棒、伞裙和挂头组成。连接底座是由金属材料经加工焊接而成的，它是复合横担绝缘子与杆塔金具连接部件，承受着复合横担绝缘子在运行过程中各种力作用下的弯曲负荷[3-4]。挂头采用铸铝件，并具有拉环，直接与导线绑扎固定。护套、芯棒、伞裙的功能、材料及制作工艺与棒形悬式复合绝缘子基本相同。

产品技术参数如下：

（1）复合横担。结构高度1 580 mm，绝缘距离1 260 mm，芯棒直径60 mm，质量21.5 kg。固定导线的端部有拉环，与斜拉绝缘子“U”型端头配合使用。

（2）斜拉绝缘子。结构高度1 490 mm，绝缘距离1 260 mm，芯棒直径18 mm，质量4.8 kg，两端采用“U”型金具。

避雷线使用高度为2.7 m的槽钢铁帽支架支撑。