变电构架设计手册简要

第一章变电构架的形式

专用术语：

A、变电构架

在变电站屋外配电装置中用于通过绝缘子串悬挂导线并承受导线张力的一种结构。

联合构架

由单层并列母线或上、下层母线与进出线、引线连系在一起组成的变电构架。终端构架

系指用于屋外配电装置一侧承受导线张力的变电构架。

中间构架

系指用于屋外配电装置二侧承受导线平衡或不平衡张力的变电构架。

设备支架

支承电气设备的一种结构。

一、变电构架的特点

变电构架的受力主要以受水平荷载为主，承受的主要水平荷载是

导线和地线的水平张力，其次是风力。导线张力的大小与导线的档距、弧垂、导线自重、覆冰厚度、引下线重量和安装导线检修上人有关，导线弧垂随温度的变化而变化，因此，导线型号和档距虽然相同，但在不同的气象条件下导线的张力也是不同的。同时各种不利因素也不一定同时出现，如最大覆冰和最大风速的时候一般也不会有人到导线上去检修。根据电气要求，不同的电压等级要求带电的导线对地面和其它构筑物保持一定的距离，因此，构架的特点是柱高而断面细小，属于大柔度结构。

二、构架设计应考虑两种状态

1、

承载能力极限状态：应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合：γ0S ≤R ；2、

正常使用极限状态：采用荷载标准组合：S ≤C ；

构架挠度限值

序号构件类型挠度限值

1220kV 及以下L/200（跨中），L/100（悬臂）2220kV 以上

L/300（跨中），L/150（悬臂）3构架横梁设置隔离开关的横梁L/300（跨中）4自立式构架500kV 及以下H/1505独立避雷针H/1006平面内

H/2007平面外（带端撑）H/2008人字构架柱平面外（无端撑）H/1009隔离开关横梁L/30010隔离开关支柱H/30011

设备支架其它支柱

H/200

注：1、L 及H 分别为梁的计算跨度及柱的高度，构架的H 一般不包括避雷针、地线柱的高度；2、计算悬臂构件的挠度限值时，其计算跨度L 按实际悬臂长度取用；

3、变形值还应满足其他特殊要求，在有实际经验的情况下，可以对上述限值条件作适当调整；

4、对钢管、钢管混凝土、环行截面钢筋混凝土杆的独立避雷针挠度值可取H/70。

三、构架杆件容许长细比

（1）、钢结构杆件的长细比，不应超过下列数值：受压主杆及支座处受压的斜杆 150其他受压杆 220辅助杆 250受拉杆 400预应力拉条 不限

（2）、钢管结构柱或格构式压弯构件的整体长细比不宜超过下列数值；

钢管结构柱 150

格构式钢柱 120

全联合构架联系梁 120

（2）、环行截面钢筋混凝土杆、离心钢管混凝土和普通钢管混凝土受压杆的整体长细比不宜超过180。

四、构架梁顶起拱

起拱度可用恒荷载标准值加1/2活荷载标准值所产生的挠度来表示。一般可取梁跨度的L/300～L/500起拱，同时还应注意与构架上的荷载相匹配，不要出现起拱太大。对于28米的构架梁。一般预起拱60mm。

第二章荷载及荷载效应组合

一、荷载分类

1、永久荷载：如构架自重、固定的设备重及导线和绝缘子自重产生的垂直荷载和水平张力。

2、可变荷载：如风荷载（构架风压、导线侧向风压及产生的水平张力）、冰荷载（结构覆冰荷载、导线和绝缘子上覆冰所产生的垂直及水平张力）、安装及检修时临时性荷载、地震作用、温度变化作用等。

3、偶然荷载：如短路电动力、验算（稀有）风荷载及验算（稀有）冰荷载。

二、荷载分项系数

1、永久荷载的荷载分项系数γG

1）当荷载效应对结构抗力不利时，由可变荷载效应控制的组合，应取1.20：由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；

2）当荷载效应对结构抗力有利时，一般情况采用1.00，验算结构上拔、倾覆、滑移

或漂浮时采用0.90；

2、可变荷载的荷载分项系数γQ

1) 一般情况采用1.40，对于标准值大于4kN/m2应采用1.30；

2) 温度变化作用采用1.00；

3) 地震作用采用1.30；

3、偶然荷载的分项系数取1.0；

4、导线荷载的分项系数按下表取值：

导线荷载的荷载分项系数

项次荷载名称最大风工况覆冰工况安装检修工况

1水平张力 1.3 1.3 1.2

2垂直荷载 1.3 1.3 1.2

3侧向风荷载 1.4 1.4 1.4

三、屋外变电构架的荷载

1、导线(包括架空地线)荷载应由工艺专业提供，其中包括在最低温、最大风、最大覆冰和安装检修工况条件下导线悬挂点所产生的水平张力、垂直荷重和侧向风压的标准值，导(地)线的偏角，弛度和荷载因子D值。

2、导线的安装荷载，在一般情况下可不考虑架设或移换导线时所产生的过牵引张力。如需要考虑时，导线的安装荷载除考虑作用在构架上的导线张力外，尚需考虑导线架设过程中在导线紧线相所产生的垂直分力的标准值，可按下列公式计算：

G0k=αT k sinβ+G K+Q K

式中G0 k—导线紧线相的垂直分力的标准值；

T k—安装工况导线张力的标准值；

α—滑轮摩擦系数，取α=1.1～1.2；

β—牵引绳与地面的夹角，一般取β≤ 45○；

G K—安装工况导线垂直荷重的标准值；

Q K—安装导线时作用在梁上的人及工具重，取2kN(标准值)。

3、导线上人检修荷载，对导线悬挂点高度≥ 10m的构架，凡导线跨中有引下线时，应考虑导线单相上人带电检修和三相同时上人停电检修两种情况，其作用在导线上的检修荷载标准值分别为：

①导线单相上人带电检修，作用在导线跨中的人及工具重

220(330)kV及以下 1.5kN

500kV 3.5kN

②导线三相同时上人停电检修，作用在每相导线的绝缘子根部人及工具重

220(330)kV及以下 1.0kN

500kV 2.0kN

注：对导线悬挂点高度≥10m, 但导线跨中无引下线的构架, 均不需考虑导线上人检修荷载; 三相同时上人停电检修工况只适用于母线构架。

4、设备自重和操作荷重，一般由电气专业提供。若阻波器悬挂在出线构架横梁上时，安装相除应考虑起吊设备(滑轮组)的重量外还应考虑二倍阻波器重量和作用在梁上的2kN的人及工具重量。

5、风荷载

垂直于结构及设备表面上的风荷载标准值按下式计算；

W K=βZμSμZ W0

式中W K—风荷载标准值(kN/m2)；