輸電線路桿塔演示文稿

輸電線路桿塔演示文稿當(dāng)前1頁，總共56頁。一、桿塔的作用與要求

1.桿塔的作用桿塔（PoleandTower）是支承架空輸電線路導(dǎo)線和地線并使它們之間以及它們與大地及桿塔之間的距離在各種可能的大氣環(huán)境條件下，符合電氣絕緣安全和工頻電磁場限制條件的要求。2.要求(1).桿塔塔高及塔頭尺寸應(yīng)使導(dǎo)線在最大弧垂或最大風(fēng)偏時(shí)仍能滿足對(duì)地距離、對(duì)交叉跨越物、對(duì)臨近地面障礙物距離的要求；(2).塔頭尺寸還需滿足導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線與地線間空氣間隙距離要求以及檔距中央導(dǎo)線相間最小距離要求；對(duì)需帶電作業(yè)的桿塔，還應(yīng)考慮帶電作業(yè)的安全空氣間隙。當(dāng)前2頁，總共56頁。

(3).桿塔塔頭結(jié)構(gòu)、尺寸需滿足規(guī)定風(fēng)速下懸垂絕緣子串或跳線風(fēng)偏后，在工頻電壓、操作過電壓、雷電過電壓作用下帶電體與塔構(gòu)的空氣間隙距離要求；(4).地線對(duì)導(dǎo)線的防雷保護(hù)角要求；(5).對(duì)500kV及以上電壓等級(jí)輸電線路，導(dǎo)線對(duì)地距離除需考慮正常的絕緣水平外，還需考慮工頻電磁場的影響。

當(dāng)前3頁，總共56頁。核心問題：導(dǎo)線（帶電體）的安裝位置和各種氣象條件下及受力條件下導(dǎo)線變化位置都必須滿足導(dǎo)線與導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與大地及交叉跨越物、鄰近地面障礙物之間、導(dǎo)線與地線之間、地線與地線之間電氣絕緣的要求和工頻電磁場的限制要求，導(dǎo)線的防雷保護(hù)角要求；當(dāng)前4頁，總共56頁。實(shí)際問題：（1）.桿塔總高度：與檔距、地理?xiàng)l件、電壓等級(jí)、氣候條件、電氣條件等因素有關(guān)。①檔距：檔距↑，弧埀↑；呼稱高度↑，總高↑。②地理?xiàng)l件：影響導(dǎo)線對(duì)地面的垂直距離（跨越物）③電壓等級(jí)：④氣象：溫度↑，覆冰厚度↑；弧埀大↑，⑤電氣條件；各種電氣安全距離。桿塔總高度＝桿塔呼稱高度﹢導(dǎo)線間垂直距離﹢避雷線支架高度（對(duì)于鋼筋混凝土電桿的總高度要加上埋地深度h0）。當(dāng)前5頁，總共56頁。當(dāng)前6頁，總共56頁。（2）.桿塔呼稱高度

桿塔下橫擔(dān)下弦邊緣線到地面的垂直距離。（輸電線路的重要參數(shù)，安全性、經(jīng)濟(jì)性）桿塔呼稱高度＝絕緣子串長度﹢導(dǎo)線最大弧垂﹢導(dǎo)線到地面及跨越物的安全距離﹢施工裕度當(dāng)前7頁，總共56頁。當(dāng)前8頁，總共56頁。H=+fmax+hx+h式中

λ絕緣子串的長度（包括金具的長度）；

fmax導(dǎo)線的最大弧垂；

hx導(dǎo)線到地面、水面及被跨越物的安全距離（查《線路設(shè)計(jì)規(guī)范》、

《線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》）；

h考慮測量、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工誤差等所預(yù)留高度當(dāng)前9頁，總共56頁。1.懸垂絕緣子串長度的確定與電壓等級(jí)、污穢級(jí)別有關(guān)；（查規(guī)范）

2.導(dǎo)線最大弧垂的確定與氣象條件、檔距有關(guān)，高溫↑、覆冰↑、檔距↑、則弧垂↑，以最高溫或覆冰無風(fēng)的最大者確定。(組合可能性)3.導(dǎo)線到地面及被跨越物的安全距離電壓等級(jí)，地理環(huán)境有關(guān)；（查規(guī)范）區(qū)分不同電壓等級(jí)、不同性質(zhì)（類型）地面物及跨越物4.施工裕度h的確定考慮測量、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工誤差等所預(yù)留高度。電壓↑，檔距↑、裕度↑（0.5—1.5M）當(dāng)前10頁，總共56頁。（3）、桿塔經(jīng)濟(jì)呼稱高度

桿塔的呼稱高度與檔距有直接關(guān)系，檔距越大，導(dǎo)線的弧垂越大，桿塔的呼稱高度也就越大。但是檔距增大時(shí)，使每公里的桿塔數(shù)量減少，因此對(duì)一定電壓等級(jí)的線路來說，必定有一個(gè)最優(yōu)的呼稱高度，使得整個(gè)線路材料用量最少，把這個(gè)最優(yōu)呼稱高度稱為經(jīng)濟(jì)呼稱高度.相應(yīng)的檔距則稱為經(jīng)濟(jì)檔距。（優(yōu)化問題）當(dāng)前11頁，總共56頁。（4）.導(dǎo)線間距離①.單回導(dǎo)線相間水平排列間距：限制檔距中央導(dǎo)線因風(fēng)偏擺動(dòng)而靠近，導(dǎo)線間空氣間隙擊穿而發(fā)生閃絡(luò)。（根住電壓等級(jí)按規(guī)范計(jì)算確定）②.單回導(dǎo)線垂直排列垂直線間距：限制導(dǎo)線不均勻覆冰或?qū)Ь€脫冰時(shí)產(chǎn)生跳躍而使導(dǎo)線上下舞動(dòng)而發(fā)生閃絡(luò)。（按規(guī)范）③.單回導(dǎo)線傾斜排列等效水平間距：限制覆冰時(shí)上下層相鄰導(dǎo)線間和導(dǎo)線與相鄰地線間的水平偏移。（根住覆冰厚按規(guī)范）④.多回線路桿塔的線間間距：按單回線路計(jì)算線距增大0.5M當(dāng)前12頁，總共56頁。(5).地線支架高度及地線水平距離：滿足：雷電過電壓條件下，導(dǎo)線對(duì)最危險(xiǎn)的邊導(dǎo)線防雷保護(hù)作用；雙地線系統(tǒng)對(duì)中導(dǎo)線防雷保護(hù)作用；導(dǎo)線與地線之間最小距離要求；地線之間的水平距離要求；檔距中央導(dǎo)線與地線之間距離要求；（6）.防雷保護(hù)角是指地線與導(dǎo)線的連線在垂直方向的夾角。根住電壓等級(jí)、地形、氣象條件不同，規(guī)程規(guī)定的防雷保護(hù)角不同。當(dāng)前13頁，總共56頁。

（7）.桿塔橫擔(dān)長度桿塔橫擔(dān)長度確定應(yīng)考慮導(dǎo)線水平間距、最小空氣間隙、帶電作業(yè)空氣間隙等因素。與絕緣子串長度、風(fēng)偏角及雷電過電壓、操作過電壓、正常運(yùn)行電壓條件下最小空氣間隙相關(guān)。最小空氣間隙與電壓等級(jí)相關(guān)。（8）.導(dǎo)線與桿塔之間空氣間隙校驗(yàn)以懸垂絕緣子串風(fēng)偏角（搖擺角）、絕緣子串長度、雷電過電壓、操作過電壓、正常運(yùn)行電壓條件下最小空氣間隙、帶電作業(yè)空氣間隙為依據(jù)。（9）.桿塔定位與接近物距離桿塔定位后，導(dǎo)線、地線、桿塔以周邊接近物在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)條件下的安全距離（按規(guī)范）。當(dāng)前14頁，總共56頁。當(dāng)前15頁，總共56頁。當(dāng)前16頁，總共56頁。當(dāng)前17頁，總共56頁。（10）.工頻電磁場

500kV及以上電壓等級(jí)超（特）高壓輸電線路由于輸送電能功率大，所產(chǎn)生的n次諧波仍具有較高的輻射能量，需考慮大功率工頻電磁場和由其所產(chǎn)生的n次諧波產(chǎn)生的高頻電磁場影響（按試驗(yàn)和規(guī)范要求）。（11）.對(duì)桿塔基礎(chǔ)的要求承擔(dān)桿塔重量及線路受力，使桿塔牢靠和穩(wěn)定地直立于基礎(chǔ)上，不傾覆、不下沉、抗上拔。當(dāng)前18頁，總共56頁。二、桿塔類型(1)按制造材料劃分：混凝土桿、鋼管桿、鐵塔、鋼管塔鋼筋混凝土電桿又分普通鋼筋混凝土電桿、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土電桿和薄壁鋼管鋼筋混凝土電桿（簡稱鋼管混凝土電桿）。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土具有節(jié)約鋼材、自重輕、承載抗裂性能好等優(yōu)點(diǎn)。鋼管混凝土電桿具有體積小，承載能力大、剛度大，以及塑性、抗振性能好和耐疲勞、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)當(dāng)前19頁，總共56頁。

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土電桿基本組成結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)前20頁，總共56頁。當(dāng)前21頁，總共56頁。（2）按受力狀態(tài)劃分：①．直線型桿塔（又稱中間桿塔）僅承受垂直荷載以及水平風(fēng)荷載（即橫向水平荷載），導(dǎo)、地線在直線桿塔處不開斷，正常運(yùn)行時(shí)不承受線條張力特點(diǎn)（1）僅承受垂直荷載以及水平風(fēng)荷載（2）采用懸垂絕緣子串（3）事故斷線時(shí)產(chǎn)生不平衡張力，允許在不平衡張力作用下桿塔發(fā)生傾斜。當(dāng)前22頁，總共56頁。(a)(b)（c）運(yùn)行中的直線桿塔實(shí)景圖(a)鋼管桿（雙回路）；(b)鋼管格構(gòu)（六角型）桿塔；(c)角鋼結(jié)構(gòu)（貓頭型）桿塔當(dāng)前23頁，總共56頁。當(dāng)前24頁，總共56頁。②.耐張桿塔：控制線路連續(xù)檔長度，便于線路施工和維修，控制桿塔沿線路縱向可能發(fā)生串倒的范圍，導(dǎo)、地線在耐張桿塔處開斷，桿塔除具有與直線型桿塔同樣荷載承載能力外，還承受導(dǎo)線張力，支持事故斷線時(shí)產(chǎn)生縱向不平衡張力，承受因施工、檢修時(shí)用以錨固導(dǎo)線和避雷線引起的荷載當(dāng)前25頁，總共56頁。（1）除具有直線型桿塔承受荷載能力外，還要承受縱向水平荷載。

（2）采用耐張絕緣子串（3）在發(fā)生事故斷線時(shí)，導(dǎo)線懸掛點(diǎn)不產(chǎn)生位移。以限制事故斷線影響范圍。當(dāng)前26頁，總共56頁。

干字型羊角型（部分）鐵塔耐桿塔實(shí)景圖例當(dāng)前27頁，總共56頁。當(dāng)前28頁，總共56頁。（3）、按用途不同分類①、轉(zhuǎn)角桿塔：支承導(dǎo)、地線張力，改變線路走向；導(dǎo)、地線不開斷為懸垂轉(zhuǎn)角桿塔，導(dǎo)、地線開斷為耐張轉(zhuǎn)角桿塔當(dāng)前29頁，總共56頁。②、終端桿塔：線路起始或終止處的桿塔，線路一側(cè)導(dǎo)、地線耐張連接在終端桿塔上，另一側(cè)不架線或以小張力與門型構(gòu)架相連③、換位桿塔：改變線路中三相導(dǎo)線相互位置，減小電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)電流和電壓的不對(duì)稱,導(dǎo)線不開斷稱為直線換位桿塔，導(dǎo)線開斷稱為耐張或轉(zhuǎn)角換位桿塔④、跨越桿塔：支承導(dǎo)、地線跨越江河。湖泊、海峽等桿塔高，荷載大。多采用直線跨越桿塔當(dāng)前30頁，總共56頁。導(dǎo)線換位方式及工程安裝實(shí)景圖例當(dāng)前31頁，總共56頁。（4）按回路數(shù)劃分：單回多回（二回、三回、四回）（5）按桿塔結(jié)構(gòu)型式劃分：上字型塔、干字型塔、鼓型塔、酒杯塔、門型塔、貓頭塔、拉線塔、拉門塔、懸索塔等當(dāng)前32頁，總共56頁。我國超高壓線路常用塔型（a）拉線塔；(b)拉門塔；(c)330kV酒杯塔；(d)500kV酒杯塔；(e)330kV貓頭塔；(f)330kV或500kV轉(zhuǎn)角塔；(g)500kV雙回鼓型塔；(h)750kV字型塔；(i)750kV干字型塔當(dāng)前33頁，總共56頁。拉線塔（a）1000kV拉V塔；(b)11500kV拉Y塔；(c)1000kV拉線懸索塔；(d)三角布置拉V塔；(e)1150kV懸索直線塔；(f)倒三角排列拉V塔當(dāng)前34頁，總共56頁。400kV三相懸垂拉線懸索塔實(shí)景圖當(dāng)前35頁，總共56頁。三、鐵塔結(jié)構(gòu)型式與選用原則1.鐵塔的組成塔頭：下橫擔(dān)的下弦或者塔架截面急劇變化處（也稱頸部）的以上部分稱塔頭。塔身：塔頭與塔腿間的桁架部分稱塔身塔腿：基礎(chǔ)上面的第一段塔架稱塔腿靴板和座板：塔腿與基礎(chǔ)的連接件.另外拉線鐵塔還增加拉線部分當(dāng)前36頁，總共56頁。2、鐵塔構(gòu)造（1）、主材：主材的坡度一般為1/6~1/10，坡度大；塔橫向穩(wěn)定性好，對(duì)基礎(chǔ)下壓作用力小，但耗材多。坡度小；與上相反（2）、斜材、輔助材：保證鐵塔主柱的幾何不變性和桿件的穩(wěn)定性及減少構(gòu)件的長細(xì)比斜材的布置有：單斜材、叉型（雙）斜材和K型斜材。（3）、橫隔材：用于鐵塔分段（4）、節(jié)點(diǎn)：斜材與主材的連接或斜材與輔助材的連接的連結(jié)處稱為節(jié)點(diǎn)，各桿件縱向中心線的交點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)中心，相鄰兩節(jié)間的桿件部分稱為節(jié)間。兩節(jié)點(diǎn)中心間的距離稱節(jié)間長度要求：各桿件的軸線應(yīng)匯交于節(jié)點(diǎn)形成的節(jié)點(diǎn)中心，桿件軸線應(yīng)是型鋼的形心軸線。當(dāng)前37頁，總共56頁。當(dāng)前38頁，總共56頁。3.鐵塔結(jié)構(gòu)選擇（1）.寬基與窄基鐵塔按鐵塔根開b與高度h之比，分為寬基與窄基鐵塔寬基型鐵塔：耐張型1／4～1／5

直線型1／6～1／8；優(yōu)點(diǎn)：寬基型鐵塔由于底座寬，因此對(duì)主材、斜材和基礎(chǔ)的受力較小。缺點(diǎn)：但主材相隔太寬，使斜材與輔助材的布置復(fù)雜。當(dāng)前39頁，總共56頁。

窄基型鐵塔。

1／12～1／14（b/h）

。

優(yōu)缺點(diǎn)與寬基相反選用原則：在荷載較大的線路中寬基鐵塔相對(duì)可以減輕塔身荷載和基礎(chǔ)受力，這對(duì)于山區(qū)可減輕運(yùn)輸量和基礎(chǔ)土石方開挖量，且適用于地耐力較差的地區(qū)。窄基塔可簡化結(jié)構(gòu)，減輕塔重，線路通過人口稠密的狹窄地段，窄基鐵塔尤為適宜。窄基鐵塔為整體基礎(chǔ)，需混凝土用量較大當(dāng)前40頁，總共56頁。（2）.頭部型式與排列方式頭部型式：單回路：上字型、鳥骨型、貓頭型、“干”字型特點(diǎn)：導(dǎo)線呈三角形排列酒杯型、門型特點(diǎn)：導(dǎo)線呈水平排列當(dāng)前41頁，總共56頁。三角形排列的優(yōu)點(diǎn)：①電氣對(duì)稱性好②上字型鐵塔、鳥骨型結(jié)構(gòu)簡單，重量較輕，采用單根避雷線，節(jié)約鋼材水平排列排列的優(yōu)點(diǎn)：①桿塔低，防雷較好，②脫冰或?qū)Ь€舞動(dòng)時(shí)所造成的碰線機(jī)會(huì)大大減少，適應(yīng)重冰區(qū)③采用雙避雷線，防雷性好當(dāng)前42頁，總共56頁。酒杯與貓頭相比

a.貓頭型鐵塔導(dǎo)線采用由于中相導(dǎo)線高于邊導(dǎo)線，因此導(dǎo)線間的水平距離小，斷線時(shí)受力性好，

b.酒杯型鐵塔導(dǎo)線采用水平排列，鐵塔總高度小

雙回路鐵塔：

鐵塔頭部型式有蝴蝶型

、傘型、倒傘型、六角型鐵塔等等。鐵塔型式選擇還應(yīng)考慮鐵塔的組立施工方式當(dāng)前43頁，總共56頁。4.鐵塔的選用原則根據(jù)線路建設(shè)經(jīng)驗(yàn)：

1、山區(qū)水平排列的鐵塔為優(yōu)，因水平排列的鐵塔基礎(chǔ)上拔力小，基礎(chǔ)材料的運(yùn)輸量也相應(yīng)減少。導(dǎo)線水平排列的塔型，塔總高小，其穩(wěn)定性一般也比三角形排列的塔型好。

2、多雷區(qū)、重冰區(qū)一般采用水平排列的鐵塔，因水平排列的鐵塔采用的雙避雷線、塔高又相對(duì)矮；由于三根導(dǎo)線水平排列，脫冰不會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)線碰撞。

當(dāng)前44頁，總共56頁。3、從經(jīng)濟(jì)方面來說，220kV及以下的線路采用三角形排列(除貓頭)，可以少用一根避雷線，鐵塔本身的耗鋼量也較少。如果進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)全面比較時(shí)，為了節(jié)約鋼材，除重冰區(qū)、多雷區(qū)采用水平排列的塔型外，一般均以三角形排列的塔型為主。

4、貓頭型鐵塔多用于導(dǎo)線要求三角形布置的強(qiáng)度較高的桿塔。

5、地基承載能力較差及基礎(chǔ)施工條件較差的地區(qū)一般采用根開較大或者寬基鐵塔。

6.考慮鐵塔的組立施工的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前45頁，總共56頁。四、桿塔荷載1.荷載分類（1）按荷載隨時(shí)間的變異分①．永久荷載：包括桿塔自重荷載、導(dǎo)線、避雷線、絕緣子、金具的重力及其它固定設(shè)備的重力,土壓力和預(yù)應(yīng)力等荷載。②．可變荷載：包括風(fēng)荷載、導(dǎo)線、避雷線和絕緣子上的覆冰荷載，導(dǎo)線避雷線張力、事故荷載、安裝荷載、驗(yàn)算荷載、人工和工具等附加荷載當(dāng)前46頁，總共56頁。③．特殊荷載：地震引起的地震荷載，以及在山區(qū)或特殊地形地段，由于不均勻結(jié)冰所引起的不平衡張力等荷載。（2）按荷載作用在桿塔上方向分

據(jù)計(jì)算需要，將它們分

解成作用在桿塔上三個(gè)方向的力垂直荷載G：垂直地面方向橫向水平荷載P：與橫擔(dān)方向平行的力縱向水平荷載T：垂直橫擔(dān)方向的力。當(dāng)前47頁，總共56頁。特別說明:

荷載有:1、荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照各種荷載標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計(jì)算而得的荷載叫標(biāo)準(zhǔn)荷。如：桿塔塔身自重荷載為體積乘容重,風(fēng)載為基本風(fēng)壓乘擋風(fēng)面積.2、荷載設(shè)計(jì)值荷載設(shè)計(jì)值為荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘分項(xiàng)系數(shù)一般分項(xiàng)系數(shù):

永久荷載取1.2

可變荷載取1.4當(dāng)前48頁，總共56頁。2.桿塔標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算（1）、自重荷載(自重引起的荷載為垂直荷載)

①．導(dǎo)線、避雷線的自重荷載

無冰時(shí)

覆冰時(shí)式中n每相導(dǎo)線子導(dǎo)線的根數(shù)；桿塔的垂直檔距，m；

γ1

導(dǎo)線、地線無冰垂直比載，N/m.mm2；

γ2－導(dǎo)線、地線覆冰垂直比載，N/m.mm2；

A導(dǎo)線、地線截面面積mm2。當(dāng)前49頁，總共56頁。②．絕緣子串、金具的垂直荷載

無冰時(shí)為絕緣子串、金具自重，可查絕緣子及各組合絕緣子串的金具重量表。

覆冰時(shí)式中K覆冰系數(shù)，設(shè)計(jì)冰厚5mm時(shí)，K＝1.075設(shè)計(jì)冰厚10mm時(shí)，K＝1.150

設(shè)計(jì)冰厚15mm時(shí)，K＝1.225

③．桿塔自重荷載

桿塔自重荷載可根據(jù)桿塔的每根構(gòu)件逐一統(tǒng)計(jì)計(jì)算而得，也可根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，參照其它同類桿塔資料，做適當(dāng)假定獲得。當(dāng)前50頁，總共56頁。3.導(dǎo)線、避雷線張力引起的荷載計(jì)算

直線型桿塔：（1）正常運(yùn)行情況直線型桿塔導(dǎo)線、避雷線不產(chǎn)生不平衡張力，但當(dāng)氣象條件發(fā)生變化時(shí)，或因檔距、高差不等引起荷載改變，從而產(chǎn)生縱向不平衡張力。（2）事故斷線時(shí)在縱向產(chǎn)生斷線張力。

當(dāng)前51頁，總共56頁。轉(zhuǎn)角桿塔、耐張型桿塔：導(dǎo)線、避雷張力引起的荷載是角度荷載和不平衡張力轉(zhuǎn)角桿塔、耐張型桿塔張力分解成橫向水平荷載（稱角度荷載）和縱向水平荷載（稱不平衡張力）。1．角度荷載：（橫向水平荷載如圖2）

PJ＝