国家电网5C系列铁塔设计全参数

国家电网公司110～500kV输电线路典型设计

500kV C方案

方

案

介

绍

国家电网公司输电线路典型设计工作组二〇〇五年十一月十六日

目录

第一章概述 (2)

第二章设计条件 (2)

2.1 气象条件 (2)

2.2 导地线型式 (2)

第三章杆塔规划 (3)

第四章绝缘配合 (5)

第五章塔头布置 (6)

第六章杆塔优化 (7)

第七章荷载及组合.................................................... 错误!未定义书签。第八章设计图 ........................................................... 错误!未定义书签。第九章方案特点. (18)

第一章概述

按照《国家电网公司110～500kV输电线路典型设计工作会议》西南电力负责500kV典型设计模块C的设计工作。该模块为海拔1000m以、设计风速30m/s、导线为4XLGJ-630/45的单回路铁塔，按平地和山区分别规划设计。平地直线塔设计了一套猫头塔和一套中相V串的酒杯塔，山区直线塔设计了一套中相V串的酒杯塔，耐塔为干字型铁塔。平地铁塔按平腿设计，山区铁塔按全方位长短腿设计。全部铁塔共25个。

本次典型设计采用以下规程、规：

《110～500kV架空送电线路设计技术规程》（DL/T5092-1999）《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T 5154-2002）

第二章设计条件

2.1气象条件

本模块气象条件及组合见下表：

2.2导地线型式

本次线路典型设计采用的导线按照国标《铝绞线及钢芯铝绞线》GB1179-83选取，根据2005年8月9日国家电网公司召开的《国家电网公司110～500kV输电线路典型设计工作会议》精神500kV典型设计模块C导线型号选用LGJ－630/45型钢芯铝绞线；地线型号选用铝包钢绞线JLB4－150。导线和地线的参数如下表：

第三章杆塔规划

为使典型设计塔型规划更加合理，我们对以往我院设计的一些500kV送电线路工程的水平档距、垂直档距、垂直档距系数、转角度数分布等进行了统计，在对统计结果进行分析、整理的基础上进行杆塔规划。

模块C平地塔型规划表

模块C山区塔型规划表

第四章绝缘配合

4.1 绝缘子型式及片数

绝缘子片数根据不同的污秽等级，采用不同的片数和型式，即I、II级污区基本片数采用28片160kN、26片210kN绝缘子，III级污区采用180kN、240kN合成绝缘子；在确定塔头尺寸时，还考虑线路的地形因素（即下倾△f）的影响。主要绝缘子串型式、片数、长度见下表：

绝缘子串型式、片数、长度

4.2 空气间隙

塔头空气间隙考虑工频电压、操作过电压、外过电压和带电作业情况。本段线路经过地区海拔高度在1000米以下，空气间隙取值见下表：

空气间隙

第五章塔头布置

塔头布置规划的猫头塔和酒杯塔设计条件，以“满足电气间隙要求，杆件受力合理，传力路径清析，兼顾美观”为原则。

1) 地线对导线的保护角按小于10º考虑。

2) 导地线之间水平位移不小于1.75m；

3) 两根地线之间的距离，不应超过地线与导线间垂直距离的5倍；

4) 水平排列的酒杯塔中相采用“V”串，其“V”型串的夹角为：I 型塔取85°、II型塔取90°、III型塔取100°、IV型塔取110°（山区），90°（平地）；V型塔取90°（山区）。

5) 在进行铁塔外形布置时的结构裕度对应于角钢准线选取，塔身部为300mm，其余部位200mm。

6)塔头规划时，摇摆角最大风速不均匀系数取0.61，设计时按0.75校核。

5.1猫头塔地线支架采用悬臂结构

猫头塔以往地线支架采用三角形支架，杆件数量多，节点处理复杂，地线支架较重。本次典设在满足地线对导线保护角小于10度情况下，地线支架采用悬臂结构，构件受力清晰，结构处理简洁，重量较轻。

酒杯塔上、下曲臂长度的比值，不仅决定塔头的形状和导线线间距离的大小，更影响上下曲臂的受力，本模块经优化比较后，上下曲臂长度比值0.6~0.75之间，铁塔受力最合理。

上、下曲臂连接的“K”节点，以往规划塔时外侧平面在一条线

变化相协调，使主材受力均匀。塔身坡度越大，主材受力越小、基础作用力也越小，但斜材长度和辅助材长度增加，且可能使结构布置复杂化；反之，主材受力加大、基础作用力也加大，但斜材长度减小。下表以5C-ZB1为例，列表说明坡度及根开于塔重的关系。

从上表看出，5C-ZB1在坡度为0.2、根开7000时，铁塔重量最轻。依照此方法，本次典设其余铁塔根据每个塔的荷载情况进行优化设计，使铁塔主、斜材受力合理，铁塔更轻。

除以上三点主要优化设计外，本次典设铁塔在计算时对主、斜材的节间长度、支撑型式，辅助材的布置，隔面设置的位置及型式等进行了优化。通过一系列的优化设计，使本典设铁塔外形美观、结构安全合理、铁塔重量较轻。

第六章荷载及工况组合

6.1荷载

6.1.1所有直线塔均考虑锚线条件，安装荷载按照2倍起吊考虑。6.1.2荷载组合满足《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T 5154-2002）的相关要求。

6.1.3山区耐塔考虑一侧上拔、另侧下压的情况，其上拔垂直荷载按照设计垂直档距中的负垂直档距值计算；平地耐塔不考虑上拔情况，垂直荷载按照3：7分配。

6.1.4 耐塔代表档距的取值围为300m～600m，按照最严重情况组合。

6.1.5 地线不平衡力直线塔取50%，转角塔取80%；

6.1.6 直线塔断线力取最大使用力的15%、20%、25%。

6.2 工况组合

6.2.1直线塔工况

工况1：90度大风，Gmax

工况2：60度大风，Gmax

工况3：45度大风，Gmax

工况4：0度大风，Gmax

工况5：90度大风，Gmin

工况6：60度大风，Gmin

工况7：45度大风，Gmin

工况8：0度大风，Gmin

工况9：覆冰，90度风，Gmax

工况10：二倍吊装右地线

工况11：二倍吊装中导线

工况12：二倍吊装左导线

工况13：二倍吊装右导线

工况14：左地线正锚

工况15：左地线已锚，右地线正锚

工况16：地线已锚，中导线正锚(“V”点锚线)

工况17：地线、中导已锚，左导线正锚(“V”点锚线)

工况18：地线、左、中导已锚，右导线正锚(“V”点锚线)