110kV输电线路直线杆塔结构设计

魏伯万，王海涛

（邵阳学院，湖南邵阳422000）

110kV输电线路直线杆塔结构设计

魏伯万，王海涛

（邵阳学院，湖南邵阳422000）

输电线路担负着输送和分配电能的重要任务，是电力系统的一个重要组成部分，而在整个电网线路中，输电杆塔占据着极其重要的地位。

110kV；输电线路；直线杆塔；结构设计

110kV输电线路作为中国电力系统的重要组成部分，以满足居民生活和工业中的用电需求。在传输线的设计过程中，极点的位置和路径的选择是整个110kV输电线路规划设计的重点，但在110kV输电线路施工阶段仍存在一些问题，影响着输电塔的质量和效果。定位和路径选择是一个重要的问题，路径选择是否合理将是整个相关输电线路的关键，同时，塔的位置将直接影响工程造价和施工难度。

1 优化杆塔设计方案的重要性

输电线路作为电力工程线路正常运行的主要基础设施，能够充分发挥其功能，直接关系到输电线路的服务功能和经济效益。在电力线路建设项目中，整个塔总造价的工程造价约占项目投资的1/3，很大程度上决定了选择合理杆塔的重要性，铁塔设计方案优化为110kV输电线路正常运行。在杆塔基础设计过程中，设计人员应联系110kV输电线路的实践需求，并对设计过程进行详细处理，以确保铁塔设计在正常使用期内，能满足工程要求。塔的设计优化过程中，应做好以下三个方面：确保在线路设计过程中塔数的合理性选择；在设计过程中根据接触网工程施工的具体要求，选择塔的运行电力系统；塔的设计过程需要考虑不利因素，采取措施对塔进行保护，加强成本控制，保留有用的设计，尽可能减少塔的使用面积。以上三个方面，阐明了优化杆塔设计方案对110kV输电线路正常运行的重要性。而在输电线路实际施工过程中，还存在很多问题，不仅有人为监管不到位，同时还有施工技术限制及施工条件的影响，因此，文章深入分析110kV输电线路规划设计中杆塔的定位及路径的选择就十分必要。

2 杆型结构改进设计思路和分析

（1）直线杆型的基本结构。以Z-18杆型为例。杆型采用φ230上、下2段拔稍双杆，呈水平排列布置，无横梁（叉梁）型式，杆型高度为18m，适用于LGJ-150型导线。拉线使用4根GJ-70钢绞线对地夹角60°布置，杆塔基础采用底盘、拉盘直埋基础方式。杆塔上部由导线铁横担HZC-450-1（总长9m，总重150.5kg），1根横拉杆及4根斜拉杆（拉杆为φ16钢筋及调节螺栓等）组成。

（2）杆塔改进思路及设计。在不进行导线驰度调升的情况下，满足导线驰度对地安全距离要求最简便的方法是增大导线呼称高度，以提升导线悬挂高度，因此，需要对杆塔上部导线铁横担及横拉杆、斜拉杆组件进行改进设计。由于导线铁横担及横拉杆均有穿钉与电杆成整体结构，因此，通过提高导线铁横担及横拉杆安装高度，增大导线呼称高度以提升导线悬挂高度的办法不可行。杆塔改进的原则为：双杆布置形式、杆塔基础及拉线基础、拉线悬挂及布置形式、杆塔电气性能、机械性能及整体结构稳定性保持不变，只通过提高导线悬挂高度和改变导线悬挂的方式改进，并提升避雷线悬挂点。选用实心复合横担、复合绝缘子替代悬挂导线的铁横担及横拉杆、斜拉杆等组件，采用“边相复合横担+中相悬式复合绝缘子”的方式悬挂导线。两个边相各选用1只复合横担+1只棒形悬式复合绝缘子呈“∠”形布置。复合横担水平安装，固定在电杆适当高度，起到原边相导线铁横担的作用，用于支撑导线；棒形悬式复合绝缘子起斜拉杆的作用。中相选用2只棒形悬式复合绝缘子呈“V”形布置，并在杆塔顶端加装铁横梁，用于固定“V”形绝缘子串。为了保证杆塔整体的稳定性，在杆塔中部加装了铁横梁，以防止杆塔扭曲变形。改进设计后杆塔整体结构呈“H”形。在边导线保护角的核算中，应提高架空避雷线悬挂高度，将双避雷线悬挂点上移。规程规定：杆塔上避雷线对边导线的保护角一般为20°。使用复合横担后，导线悬挂点升高，保护角变小，为使其保护角满足防雷要求，应加长避雷线支架或缩短导线横担长度，但缩短导线横担长度无法满足电气绝缘间隙的要求。由于杆塔采用对称双避雷线，中导线位于2避雷线中央，因此，不必对中导线的保护角进行核算，只需考虑边导线。按照避雷线支架安装高度为2.7m，复合横担安装在原导线铁横担横拉杆位置以上1.5m处核算，边相导线保护角在避雷线保护范围内，导线悬挂高度约提升3.2m。

（3）稳定性分析。杆塔基础是输电线路结构的重要组成部分，主要影响杆塔的稳定性，铁塔在导线的重量、风荷载、破冰、竖向拉力和水平荷载等荷载作用下发生压力、拔出、倾覆等。风荷载的提高，冰荷载和线张力避雷线设计的可变荷载下塔没有变化，但塔在恒载、导线避雷线绝缘子重力永久荷载引起的横臂杆和线下降抵消，从而降低了负荷，垂直于地面，所有的重力荷载在塔的方向（垂直G）变小。塔的整体结构和形式得到了改善，塔身和电缆的基础没有改变。因此，塔的稳定性没有改变。

复合横担、复合绝缘子由连接底座、护套、芯棒、伞裙和挂头五部分组成。

3 试验及挂网的运行情况

2004-05，在110kV孤五线15号、34号、40号、41号4基杆塔进行了试点施工试验，使用FHD-110/10（带拉环）复合横担，改“导线铁横担+3只复合（瓷）绝缘子”为“2只复合横担+4只复合绝缘子”的组合形式，一般可使导线悬挂点提高3.0～4.5m，很好地解决了导线驰度与构筑物的安全距离不足的问题，减小了杆塔上部的荷载。经过10年的试验运行，效果良好。目前，在该110kV输电线路上已有65基杆塔和130支复合横担在网运行。

4 杆塔新结构的优点与改进建议

（1）新结构优点。①丰富了杆型型式。杆塔使用复合横担简化结构设计，110kV双杆取消了导线铁横担，减小了杆塔上部荷载，优化了杆塔结构，丰富了线路杆型。同时，110kV双杆线路导线使用复合横担与复合绝缘子悬挂，具有很高的实用价值。②降低了线路改造成本。使用复合横担、复合绝缘子与原先采用增加杆塔等方式处理交叉跨越问题相比，有效利用了狭窄的走廊，降低了杆塔高度，施工简便易行，可节约大量的人力、物力和财力。

（2）优化定型结构。大截面导线绑扎会在运行中埋下隐患，因此，横担挂头须采用上、下2个拉环，并改变导线绑扎形式，用线夹固定导线并悬挂于挂头下拉环；杆塔中部加装的固定铁横梁应采用槽钢或工字钢。

5 结语

110kV输电线路杆塔基础设计的关键是提高输电线路的整体效率，提高电力系统的服务功能。

［1］范玉森.浅析110kV输电线路设计设计中杆塔定位及路径选择［J］.电子测试，2016，（20）：136-137.

Structure Design of 110b Transmission Line Straight Tower

WEI Bo-wan，WANG Hai-tao
（Shaoyang College，Shaoyang，Hunan 422000，China）

Transmission lines are responsible for the important task of conveying and distributing electric energy.It is an important part of power system.In the whole power line,the transmission tower occupies an extremely important position.

110kV；transmission line；straight tower；structural design

TM75

A

2095-980X（2017）03-0080-01

2017-02-08

魏伯万，男，主要研究方向：输电线路。