浅析10kV耐张杆塔中心桩位移的设计与计算

作者/李伟、于中兴、孙彦春，国网山东省电力公司宁津县供电公司

浅析10kV耐张杆塔中心桩位移的设计与计算

作者/李伟、于中兴、孙彦春，国网山东省电力公司宁津县供电公司

通常对于耐张杆塔结构进行设计，为确保在挂线以后导线对杆塔的电气安全的距离，要考虑多种因素包括横担宽度、长短横担、中相导线挂线点偏移等。中心桩位移的设计与计算就是为了降低这些因素对线路安全运行的危害。

横担宽度；长短横担；耐张杆塔

引言

配电线路杆塔中心桩位移即是指由杆塔线路桩沿线路垂直方向，或者是转角杆塔的内角角平分线方向，位移一些长度所确定出的杆塔中心桩,配电线路杆塔中心桩位移就是组立杆塔的基础和参照物。如今,对于每个类别杆塔中心桩位移的计算方法有所不同,还不存在一个较好的计算通式，来降低由于直线杆塔临近和三相导线偏移造成的横向张力,这就促使直线塔承担了多余的横向力,所以就带来了杆塔的设计危害,为安全运行埋下了隐患。

通常在耐张杆塔设计时，为了确保挂线之后安装导线对杆塔中心桩的电气安全距离影响，实际包含着这三种思考，横担宽度、长短横担、中相导线挂线点偏移。单一杆塔型式这一类型非常有可能同一时间包含这三类因素的影响。所以在线路大致设计时候，就需要多次进行检验，来思考所采用的设计是否合情合理，还有其中的各项技术要求是否达到，其中最主要的就是耐张杆塔中心桩的位移。实际操作中，要确保耐张杆塔两侧中相导线位于线路中心线上，这就要乐意有效避免附近耐张杆塔的直线杆塔所承担其他角度的角度负载，所以在实际施工时候，应仔细思考耐张杆塔中心桩位移的问题。同时确保耐张杆塔的中心桩位移值由设计单位提前给予。本文就采用实际的杆塔型方法阐述其中的计算问题。

1.中相导线位于两边相导线中点

对于不同耐张杆塔，中相导线所处的位置有所不同。有些耐张杆塔中相导线就位于两边相导线中点，其中这些耐张杆塔包括双排杆、酒杯型转角塔、部分干字型转角塔等。在思考这些耐张杆塔时，不管这些杆塔的横担是否是对称的，都要注意其中重要的一点，即中心桩位移的原则：要使临近的直线杆塔的中相绝缘子串不会发生偏斜现象。

正如图1所展示，图中B点是进行测量时候线路转角的中心桩的位置，其中O点即是杆塔中心桩的位置。杆塔中心桩指的是由于发生位移后产生的实际杆塔中心桩，它所反映的是杆塔结构中心。在进行分坑时，要从线路中心桩B点在杆塔内角平分线上按计算的中心桩位移距离向内角侧打出O点，把O点作为其中的基准点位置，方可正常使杆塔进行分坑。

图1 杆塔位移图示

通过图1所示，可以看出转角塔向线路转角内角侧位移的算法公式是[1]：

上式中S代表的含义是中心位移的距离，单位为mm；S1表示横担上绝缘子挂点宽度产生的位移，单位是mm；S2表示横担上绝缘子挂点与杆塔结构中心之间的距离，单位是mm，是预留值；b表示横担上导线两侧挂点中间的宽度，单位是mm；θ表示线路转角的角度；L1表示线路外角侧导线挂点到杆塔结构中心距离，单位是mm；L2表示线路内角侧导线挂点到杆塔结构中心距离，单位是mm。

实例计算：设转角度数θ=60°，L1=1800，L2=1200，b=400，则中心桩位移：S=S1+S2=415mm。鉴于这些，如果杆塔横担是相对称的布置，就是S2等于零时，对于θ=30以下的转角杆塔，S1计算值相当小，这种情况下就没有必要进行位移，同时不会影响到线路正常运行。

2.中相导线偏离两边相导线中点

■2.1 横担宽度对中心桩位移的影响

耐张杆塔上的绝缘子串是悬挂在横担的沿上，由于横担自身宽度的原因，所以宽度b与线路转角θ/2就产生一个偏移，如果耐张杆塔的中心线依旧放在线路定位的中心桩位，就会使附近的杆塔产生一个角度力。为了克服角度力产生的影响，就应将中心桩在角分线上向转角一侧位移一定的距离S。比如3560JJ3(7731)型的铁塔，上导线挂点间距是b1=1322.2mm，下导线挂点间距是b2=700mm，线路转角60°，横担宽度事实上受到两方面的影响。因为下导线横担宽度导致的中心桩位移为S下=b2/2×tg(θ/2)=202mm.由上导线横担宽度引起的中心桩位移为S上=b1/2×tg(θ/2)=382mm.由计算分析，S上＞S下，所以以后可只计算横担的影响，把杆塔中心桩朝内角侧位移382mm，就可以减少由横担宽度对中相及两边相产生的影响，把中心桩恢复到线路中心线上。

■2.2 长短横担对中心桩位移的影响

对转角度数相对来说很大的铁塔，为降低挂线后外角侧导线对塔身电气安全问题影响，那么设计单位应该思考外角侧横担比内角侧横担长。这样进行设计，将使和之临近的两直线塔悬垂绝缘子串产生倾斜，破坏线路正常运行。所以为克服这些影响，就需要对线路中心桩进行位移。现以110JJ4（7731）作为示范[2]：

上导线挂点间距b=1459.2mm，长横担L1=4100mm，短横担L2=2700mm，线路转角60，那么因长短横担引起的中心桩向内角位移是：S2=(L1–L2)/2=700mm.如果把该塔中心桩向内角侧位移700mm，皆可以克服因为长短横担对两边造成的影响，让中心桩回到线路中心线上。但是该种塔型有着横担宽度，总的分析110JJ4（7731）横担宽度数据，因为横担宽度产生的中心桩位移为S1=b/2×tg(θ/2)=421mm，所以把该塔中心桩向内角位移侧移动421mm就可以克服由横担宽度引起的影响，使中心桩回到线路中心线上。

■2.3 中相导线挂线点偏移对中心桩位移的影响

依照110JJ4（7731）作为计算模型：上导线挂点间距b=1459.2mm，长横担L1=4100mm，短横担L2=2700mm，线路转角60°，那么使用中相挂线点偏移产生的中心桩位移计算得到S3=b/2=729.6mm.通过以上分析，可能存在既往外角侧位移又往内角侧位移的状况。综合这些考虑问题，在真实分坑时，首先要算出每个因素产生的位移值，其次取代数和的一半。

3.结语

现如今很多杆塔设计单位，线路运维人员使用的杆塔型号不尽相同，耐张杆塔的中心桩位移结果也存在差异。目前这些问题已经引起线路设计单位注意，要根据实际情况具体进行讨论，不能沿袭原有的模式。耐张杆塔设计中心桩的位移设计和计算是一项繁琐重要的工作，需要运维人员认真对待。本文给出的计算方法只是一个简单的思路，请相关专业人士给出指正，以便更好的促进未来配网安全稳定运行。

＊ [1]姬小开.耐张杆塔中心桩位移的计算[J].电网建设.2013.

＊ [2]何永波.对杆塔中心桩位移计算通式的探讨[J].发展.2014(12).