110/35kV混压四回路钢管杆杆塔电气设计及研究

张晓枫

摘 要：本文对110/35kV混压四回路直线杆塔的杆塔形式、绝缘子串形式、导线横担长度及层间距进行了详细分析，确定各项参数的具体数据，并提出了相应的建议，希望在以后的电网建设中得到广泛的应用。

关键词：混压四回线路；杆塔型式；垂直排列

引言

在经济高速发展的今天，为响应国家电网的“两型三新”等新要求，同塔双回路已不能满足当今电力线路发展的要求。为减少占地面积、提高线路走廊的利用率，同塔多回路已成为现今电力线路的主流。考虑到系统的稳定性及安全性，通常不会将同一电压等级的线路架设在一起，多为高压和次高压同（杆）塔架设，如500kV和220kV、220kV和110kV、110kV和35kV等。对于220kV、110kV和35kV等电压等级较低的电力线路，在城市繁华地区，当地政府一般还会要求采用钢管杆型式，以进一步压缩线路走廊、减少占地面积和减少市容的影响。

对于一条常规线路，直线杆塔数所占比例远大于转角杆塔，对整个工程造价高低有着重要的意义，同时也对转角杆塔的规划设计有着深远的影响，对此本文着重对110/35kV混压四回路钢管杆的直线杆塔型式规划进行阐述，供同行参考。

1 计算分析

1.1 110/35kV混压四回路钢管杆型式选择

一般高电压等级线路安全性较低电压等级线路高，同时为保证2条线路互不干扰，故同塔四回路杆塔中高电压等级线路一般架设在低电压等级线路的上方。

对于上层高电压等级杆塔排列方式可采取鼓型、三角型和倒三角型，因三角型和倒三角型线路通道宽度均大于鼓型排列，经济效益不明显，对此本文推荐采用鼓型排列。

下层低电压等级的线路，在以往设计中可采用2种方案，垂直排列和三角型排列，垂直排列因采用3层横担导致塔高较三角型排列略高，对于110/35kV电压等级的混压四回路杆塔，根据以往定型杆塔，35kV上下横担层间距仅2.6m，即三角型排列方式的塔全高仅比垂直排列方式低2.6m，但横担须加长至5.2m，导致线路走廊宽度也较垂直排列增加约2.4m，对于城市地区经济效益远不如垂直横担。因此110/35kV同塔四回路钢管杆，本文采用垂直鼓型排列6层横担式钢管杆。

1.2 110/35kV混压四回路直线钢管杆尺寸选择

1.2.1 绝缘子串形式的选择

对于直线杆塔，悬垂串通常采用I型串或V型串二种形式。因I型串仅端部固定，风偏角大于V串；而V型串因采用2个绝缘子串固定，无风偏问题，但导线采用V串后，相应增加了横担长度及增加了绝缘子串、杆塔的投资费用。因110kV悬垂串长度较短，仅约1.8m，线路走廊宽度较V串仅大约2.8m，经济效益不明显，所以推荐110/35kV混压四回路钢管杆采用I型悬垂串。

1.2.2 同一电压等级导线横担长度及层间距的确定

根据经验，垂直鼓型排列直线杆同一回路上下层横担间距及横担长度主要根据悬垂串间隙圆来确定。对此本文根据江苏地区常用的设计参数进行计算：110kV导线采用JL/G1A-400/35钢芯铝绞线，35kV采用JL/G1A-240/30钢芯铝绞线，地线采用荷载计算JLB20A-120铝包钢绞线，电气计算采用JLB40-120铝包钢绞线，导线安全系数取6.0，地线取8.0。最高气温40℃，最低气温-20℃，年平均气温15℃，最大风速27m/s。

根据《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（以下简称《规范》），可将110kV及35kV间隙圓绘制出来。

根据以上数据即可确定110/35kV混压四回路杆相同电压等级的上下层横担间距及横担长度。

1.2.3 不同电压等级导线横担间距的确定

110kV横担与35kV横担之间的距离，根据《规范》中公式（8.0.1-1）。

式中：——悬垂绝缘子串系数，I-I串及I-V串取0.4，V-V串取0；

——导线水平线间距离（m）；

——悬垂绝缘子串长度（m）；

——系统标称电压（kV）；

——导线最大弧垂（m）。

注：导线垂直排列宜采用计算出D的75%，但使用悬垂绝缘子时110kV最小垂直线间距离宜符合3.5m。

经计算：250m档距时D=3.7m，75%D=2.8m；300m时档距D=4.1m，75%D=3.1m。

因75%D在300m时也仅达到3.1m，小于附注中3.5m的要求。因此本文将最小值定为3.5m，同时考虑到110kV悬垂串和35kV悬垂串的长度差值0.8m及《规范》中8.0.3条的“双回路及多回路杆塔不同回路的不同相导线间的水平或垂直距离，应按规范第8.0.1条的规定增加0.5m”。因此本文将110kV横担与35kV横担之间的层间距取为4.8m可满足要求。

对于4.8m的上下层间距（实际线间距离为4m），从另一角度上来看，该层间距已远大于《规范》中第7.0.11条所要求的相见最小间隙1.2m及第13.0.11所要求的110kV线路跨越要求3m；同时考虑到110kV横担较35kV横担长约0.7m，也大于规范第8.0.2和第8.0.3条所要求增加的0.5m，笔者认为此层间距应可缩短，具体应待以后实验及论证后确定。

1.2.4 地线横担长度及导、地线横担间距的确定

根据《规范》第7.0.13要求，110kV双回路线路的保护角不宜大于10°，考虑到江苏地区为多雷地区，地线横担加长对杆塔荷载及塔重影响不大，但对防雷效果显著，对此本文采用0°保护角。

根据《规范》中公式（7.0.15）要求：

式中：——导线与地线见的距离（m）；

——档距。

注：计算条件：气温15℃，无风、无冰。

经计算档距300m时，S应大于4.6m，其中110kV导线弧垂为12.6m，地线弧垂为11.1m，110kV悬垂串长1.8m，地线悬垂串长0.4m，可得导、地线横担层间距应大于2.9m，本文取3.0m。

根据以上计算结果可绘制出110/35kV混压四回路杆单线图，具体详见下图。

2 结论

同塔混压四回路杆塔中各层导、地线横担长度、相同电压等级的导线横担层间距及导线与地线横担层间距均有成熟经验及相应规范可供参考。但对于不同电压等级的导线横担之间层间距尚未有专门研究，只能参照杆塔中最高电压等级线路的要求进行试算，远未达到设计精细化的要求。同时直线杆塔规划时还应考虑与混压4回路分支杆塔相邻时，因分支杆塔为考虑上下导线分支时的相间距离，经常会大幅度提高不同电压等级的导线横担层间距，所以直线杆塔层间距不宜过小。

参考文献：

[1] 东北电力设计院. 电力工程高压送电线路设计手册（2版）. 北京： 中国电力出版社， 2002.

[2] 中国电力企业联合会. 110kV～750kV架空输电线路设计规范. 北京： 中国计划出版社， 2010

[3] 罗玉鹤. 110 kV垂直排列四回路杆塔的设计与应用. 浙江电力， 2006