搜档网
当前位置:搜档网 › 输电塔线体系覆冰倒塔的力学机理研究

输电塔线体系覆冰倒塔的力学机理研究

输电塔线体系覆冰倒塔的力学机理研究
输电塔线体系覆冰倒塔的力学机理研究

输电线路的覆冰与主要危害

输电线路的覆冰与主要危害 [摘要]输电线路覆冰严重威胁了电力系统的运行安全,在总结输电线路典型覆冰事故的基础上,对输电线路覆冰事故原因及危害进行了总结分析。 【关键词】输电线路;覆冰;危害 输电线路覆冰的微气象条件是指某一个大区域内的局部地段,由于地形、位置、坡向、温度和湿度等出现特殊变化,造成局部区域形成有别于大区域的更为严重的覆冰条件。这种微气象条件覆冰具有范围小、隐蔽性强等特点,使得输电线路设计、运行维护人员难以采取防冰抗冰措施。 一、线路覆冰的分类和成因 1.气象条件影响导线覆冰的气象因素主要有4种:空气温度、风速风向、空气中或云中过冷却水滴的直径、空气中液态水的含量。随着空气温度的升高,雾粒直径变大,相应液态水的含量增加。当气温在—5—0℃之间,空气或云中过冷却水滴的直径在10—40?m之间,风速较大时形成雨淞;当气温在—16——10℃之间,过冷却水滴的直径在1—20?m之间,风速较小时形成雾淞;混合成的形成介于雨淞和雾淞之间,此时的温度在—9——3℃之间,过冷却水滴的直径在5—35?m之间:严格地说,雨淞—混合淞之间及混合淞-雾淞之间没有严格界限、如气温太低,则过冷却水滴都变成雪花,导线也行不成覆冰了。 2.季节的影响导线覆冰主要发生在前1年的11月到次年的3月之间,尤其是入冬和倒春寒时覆冰发生的概率较高。 3.地形及地理条件的影响东西走向山脉的迎风坡比背风坡严重,山体部位的分水岭、风口处线路覆冰比其他地形严重,线路紧靠江湖水体比线路附近无水源时覆冰严重。总之,受风条件较好的突出地形和空气水分较充足的地区,覆冰程度比较严重。 4.海拔高度的影响就同一地区来讲,一般海拔高度越高,越易覆冰,覆冰也越厚巳多为雾淞,海拔高度较低处多为雨淞和混合淞。 5.线路走向的影响导线的覆冰程度与线路的走向有关,东西走向的导线覆冰普遍比南北走向的导线覆冰严重。冬季覆冰天气大多为北风和西北风.线路南北走向时,风向与导线的轴向基本平行,单位时间内与单位面积内输送到导线上的水滴及雾粒较东西走向的导线少得多;线路东西走向时,风与导线约成90°的夹角,使得导线覆冰最为严重。在严重覆冰地段选择线路走廊时,如条件许可,应尽量避免线路成东西走向。 6.导线悬挂点的影响导线悬挂点越高覆冰越严重,因为空气中的液态水含量随高度的增加而增高,风速越大,液态水含量越高,单位时间内向导线吹送的水滴越多,覆冰越严重。 7.导线本身的影响导线覆冰往往总是在迎风面上先出现扇形或新月牙形积冰,产生偏心荷重,对导线施加扭矩,迫使导线扭转,对未覆冰或覆冰较少的表面对准风向,继续覆冰。导线的刚度越小,扭转越大,覆冰速度越快。 8.电场和负荷电流的影响导线的电场会使其周围的水滴粒子产生电离,并对其有吸引力,因此电场的吸引力会使更多的水滴移向导体表面,增加导线的覆冰量。 9.负荷电流影响导线表面温度当电流较小时,导线产生的焦耳热不能使导

分析架空输电线路铁塔结构与基础设计

分析架空输电线路铁塔结构与基础设计 发表时间:2016-12-26T13:50:27.263Z 来源:《电力设备》2016年第21期作者:买生玉解媛媛 [导读] 对铁塔结构与基础结构进行科学的设计,才能保证输电线路的稳定性。 (国网宁夏电力设计有限公司宁夏银川 750002) 摘要:架空输电线路是电力系统的重要组成部分,由于架空线路的特殊性,铁塔结构设计的合理性和稳定性决定了线路结构的安全性,因此要根据架空线路的运行要求,对铁塔结构与基础结构进行科学的设计,才能保证输电线路的稳定性。 关键词:架空;输电线路;铁塔;结构;基础设计 作为我国当前电力供应的基础保障性设施,架空输电线路在电力供应系统中所发挥的作用是非常重要的。但结合我国电力行业实际情况来看,企业目前仍然是电力供应的主要对象,因此,在电力供应经济改善方面的需求仍然是非常明确的。在对架空输电线路铁塔的设计中,除需保障铁塔结构的安全、稳定以外,还需综合考虑设计的经济效益。在目前已发生的各类输电线路安全事故中,因铁塔结构设计不合理所致事故的比例是非常高的。因此,为提高架空输电线路运行安全性和稳定性,做好对铁塔结构与基础的设计、优化工作有着非常重要的意义与价值。 1 架空输电线路铁塔塔型设计 在有关架空输电线路铁塔内力的分析中,可将铁塔杆系节点作为铰接点。考虑到架空输电线路铁塔结构多在相对复杂的自然环境中运行,因此对铁塔塔型的规划必须兼顾技术和经济层面的合理性。根据架空输电线路工程导线型号、基本环境条件以及敷设路径情况选择基础塔型形式,基于铁塔所承受机械外负荷条件进行设计和计算,以确保铁塔结构稳定性、刚度、强度满足设计要求。除此以外,在架空输电线路铁塔塔型的选择设计上还应当考虑施工条件、施工技术以及运行便捷性等因素的影响。 根据底部宽度,可以将架空输电线路铁塔设置为窄基铁塔和宽基铁塔两种类型。其中,窄基铁塔底部宽度与塔体高度的比值在 1/14~1/12 的范围内,宽基铁塔底部宽度与塔体高度的比值则在 1/6 ~1/4 的范围内。对于窄基铁塔而言,由于铁塔底部宽度较小,因此主材所受作用力较大,适用于小挡距(使用挡距不足 100 m)铁塔的设计选型;对于宽基铁塔而言,由于铁塔底部宽度较大,因此主材所受力作用力较小,适用于大挡距(使用挡距在 100 m 及以上)铁塔的设计选型。 2 架空输电线路铁塔结构设计 对于宽基铁塔而言,根据导线回数的不同可以采取不同的结构布置方案。比如对于采用单导线回路的铁塔而言,结构布置上具有“上”字型特点;对于采用双导线回路的铁塔而言,结构布置上则具有鼓型特点。 对于窄基铁塔而言,根据横担以及支架的通用情况可以采取以下两种不同的结构布置方案:①将塔头区域布置为垂直段,口宽固定,塔身开始起坡,铁塔整体高度与底部宽度参数一致,不考虑回路数划分影响;横担具有通用性特点,可根据架空输电线路实际回路数选择相应的横担数量。②铁塔塔身与塔头均设置通用坡度,铁塔总高度与上口宽度和底部宽度完全一致;横担固定不通用,可划分为单导线回路和双导线回路两种形式。 3 架空输电线路铁塔基础优化 在对架空输电线路铁塔结构基础进行优化设计的过程中,必须遵循以下三点基本原则:①优化设计前期,应当对沿线工程水文条件、地质条件和气象条件进行详尽的调查。②制订科学的铁塔杆塔位置排定原则,即在线路敷设经过各类作物林区时不砍伐通道。如果垂直距离受到影响,则对个别部位进行剪枝或削顶处理。③做好对架空输电线路沿线主力杆塔造影的优化设计工作。具体而言,结构基础设计中可采取的优化措施有以下几点。 3.1 强化架空输电线路铁塔基础 输电线路杆塔基础常见类型包括钢管杆、水泥杆和直立式铁塔系列基础三类。其中,钢管杆基础可见非原状混凝土、非原状土台阶式和非原状土直柱式柔性这三类;水泥杆基础则可见非原状土无拉线盘和非原状土有拉线盘这两类;直立式铁塔系列基础在基础类型方面划分更细,共有 16 种类型。 在杆塔基础的选型中,如果混凝土浇筑难度较大,则可以优先选择金属式基础或预制装配式基础。如果涉及到电杆及拉线,则建议选择预制装配式基础。在基础设计过程中,以安全为前提,对架空输电线路铁塔基础受力性能进行分析。新基础计算的基本前提是铁塔基础所处区域地基基础承载力符合设计要求。但是,如果地基基础为淤泥质土或淤泥,则应当重新设计。在对架空输电线路铁塔基础进行优化设计的过程中,必须充分评价工程实践中的施工条件、杆塔形式以及沿线地质条件对铁塔结构稳定性的影响,在最大程度上确保架空输电线路铁塔结构的基础稳定性和位移允许性。 3.2 适当降低架空输电线路铁塔接地电阻 高压输电线路接地电阻的大小与线路耐雷水平呈反相关,因此,为有效提高高压输电线路整体耐雷水平,应在基础设计环节中结合各基杆塔土壤电阻率取值情况,有效控制杆塔接地电阻的大小。在基础设计的优化中,可采取的措施包括以下几种:①若架空输电线路铁塔杆塔所处区域周边允许水平放设,则应当采取水平外延接地的处理措施。这样,一方面能够使冲击性接地电阻得到控制,另一方面能够有效降低工频接地电阻。②可结合架空输电线路铁塔结构的基本情况,适当增加埋设深度接地极,遵循就地原则增加垂直接地极。③若杆塔所处区域地下地质条件特殊,影响土壤电阻率水平,则可在基础设计中适当增加木炭及酸、碱性物质,以改善土壤电阻率水平。④可合理敷设降阻剂,以起到合理控制杆塔接地电阻大小的效果。 3.3 优化输电线路基础路径和塔型搭配 城市紧凑型多回路钢管杆走廊或钢管塔走廊在技术上能满足输电线路的实际要求,且钢管杆造型美观,安装快捷,占地面积小,还与城市地势较为平坦、走廊宽度小、线路施工方便等特点相适应,因此得以迅速发展。对于架空输电线路而言,线路走廊宽度主要会受到风偏、安全距离和塔头尺寸三方面参数的影响。其中,安全距离的波动范围小,因此,控制架空输电线路走廊宽度的关键在于合理控制风偏和塔头参数。结合实践经验来看,为有效限制导线风偏,对塔头尺寸进行控制,可采取固定挂点的直线式杆塔和固定跳线的耐杆塔。同时,考虑到城市地区架空输电线路有大截面和多回路发展的趋势,因此在基础设计环节中,可适当增大绝缘子部件、避雷线、接地和金具

输电塔结构模型设计方案

“大鹏展翅”输电塔结构模型设计 理论方案 浙江省大学生结构设计竞赛组委会 二OO七年十月

目录序 (2) 1. 设计说明书 (4) 1.1 研究背景和意义 (4) 1.2 结构的构思和结构的选型 (4) 2. 方案图 (7) 2.1 模型三维图 (7) 2.2 模型三视图 (8) 2.3 主要构件图 (9) 2.4 支座与连接详图 (10) 3. 计算书 (11) 3.1 计算模型 (11) 3.2 荷载分析 (11) 3.3 内力分析 (12) 3.4 整体结构水平方向变形分析 (13) 3.5 材料的力学性能与粘结工艺 (13) 四研究中存在的问题及反思 (14)

序 输电塔作为这个电器的时代的支撑点,她需要耐人寻味的体态,轻盈的身躯,以及一副刚强的骨架。 一个构筑物第一时间传递给我们是视觉上的冲击,那就是外形。自身的重量是任何物体所必须克服的,轻盈的身躯将为基础减去相当的负担。承受再轻的重量,也必须有相应的骨架。面对高耸的输电塔更是如此。一副合理的骨架结构是承载能力的关键。短短10年时间内我国输电线路长度增加了一倍多。在电网建设的过程中,输电塔也得到了前所未有的发展,从早期的以木材为主要材料作为输电杆,到后来以钢筋水泥杆为主要材料作为输电塔,到现在的以钢材为主要材料作为输电塔;塔重从单基重量1-2吨,发展到现在最大单基塔重3980吨;塔高从几米发展到2004年10月建成投产的江阴段长江大跨越,塔高346.5米,是世界输电第一高塔。因而在此次我们主要考虑以下几个方面来来设计我们的结构:承载能力高、自重轻、结构稳定,合理、外形新颖、符合实际制作、使用时结构变形小。 满足以上各个方面,我们舍弃了传统的类似于筒体的桁架,采用了单刚片受扭的双刚片交叉结构。 她作为一个刚片受水平垃力,可以减少较多面上的短杆件的使用。自重轻,耗材少。外形更是完成了一个突破。同时长杆件的使用减少了结点的处理更符合实际制作的要求。更为了使结构为创新,经济,美观,使用,我们采用了双刚片X交叉的结构。就我们的理论分析,在结构的设计和制作的过程相结合尚在实际使用范畴之内,我们有必要做出大胆的假设,并付出实际的行动。在实践中把握真理。

常见输电线路覆冰类型及防控措施分析

常见输电线路覆冰类型及防控措施分析 【摘要】本文就覆冰形成的原因及类型作简要介绍,并对其危害进行深入剖析,在此基础上将应对输电线路覆冰的技术措施进行了分析,供专业人员参考。 【关键词】输电线路覆冰抗冰措施 前言 在现代化社会高速发展的今天,随着电力需求的不断上升和增加,输电线路中的故障问题也越来越复杂,越来越明显。就一般情况而言,在工程项目中需要针对各种常见问题和隐患进行全面的分析和总结,使得这些现象能够得到及时有效的预防和处理,进而为社会发展做出应有的贡献。由于天气的影响而造成输电线路冰闪跳闸现象、导线舞动和线路中断的事故不断涌现,不但造成了严重的输电设备损坏,更是影响了区域经济的正常发展。因此在目前的输电线路管理工作中,做好冰害事故管理和预防已成为一项不容忽视的工作流程,是提高电网抗击自然灾害能力中不可忽视的一环。 一、覆冰的形成 覆冰是一种物理现象,是由多种气象因素综合决定的,其中包括气温、湿度、空气流速以及大气环流等。当气温在冰点以下时,雪或雨等水性物质与输电线表面接触产生冻结并层层裹覆,此时覆冰现象就产生了。 1、五种覆冰类型 白霜——当气温处于冰点以下且湿度较高时,空气中的水分与低温物体接触,粘着在其表面即形成白霜。一般来说白霜不会对输电线路的安全构成威胁,这主要是因为这种覆冰与输电线的粘连强度不高,低幅度的振动就可使其脱离线路表面。 湿雪——当空气湿度较低时雪花不容易与输电线表面粘着,但如果空气湿度较高,雪花飘落过程中聚结了未形成晶体的水分,就很容易附着在输电线表面,层层包裹形成积雪。即使出现积雪也不一定会出现覆雪危情,因为此种覆冰受风力强度影响较大,强风很容易就把积覆的雪吹散了。常发生覆雪危情的地方,往往是海拔不高风强较低的区域。 雨凇——当气温在零度以下风力较强时,在海拔相对较低的区域,覆冰常常呈现高密度、强附着力、高透光性等特点,一般在冻雨期较常见但持续时间较短。随着时间的推移此种覆冰会向另一种覆冰类型( 混合凇) 发展,所以输电线覆冰为单一雨凇的情况较为罕见。 软雾凇——在高海拔山区气温极低的条件下,环境湿度较大,如果风力不强则会形成此种覆冰。其特征恰好与雨凇相反,呈现低密度、弱附着力、低透光性

浅析输电线路覆冰舞动及防治

浅析输电线路覆冰舞动及防治 发表时间:2016-03-10T15:41:49.440Z 来源:《电力设备》2015年8期供稿作者:袁洪凯 [导读] 国网山东省电力公司滨州供电公司在实际操作中更应该从覆冰导线的舞动预防开始,做好地域数据分析、做好前期防舞动装置,这样才能从根本上最便捷的避免舞动的产生。 (国网山东省电力公司滨州供电公司山东滨州 256600) 摘要:本文就覆冰导线产生舞动的原因以及防止输电导线产生舞动的措施两个方面进行探讨,但是探讨的结果发现,输电导线不仅仅是关系着电力系统的运行,更关系到整个民生,因此对于输电导线中存在的严重问题就必须解决。在实际操作中更应该从覆冰导线的舞动预防开始,做好地域数据分析、做好前期防舞动装置,这样才能从根本上最便捷的避免舞动的产生。 关键词:输电线路;覆冰舞动;防治 一、破坏输电导线运行的主要因素 我国经济社会飞速的发展,国家对于经济发展的主力部门——电力部门充分重视,根据国家的相关规定,我们必须不断完善电网的网架结构。由于电力的发展主要依靠于输电导线对电力的输送,输电导线对电力的输送直接影响了人们的生活与工作,而破坏输电导线运行的主要因素之一就是导线的覆冰,其中又有三种情况的覆冰导线来破坏导线的运输工作,①本文将要探讨的覆冰导线舞动而导致的破坏; ②覆冰过多而大量脱落产生的晃动和弹跳;③覆冰过重产生破坏。 二、覆冰导线舞动原因探析 由于我国疆域辽阔,南北、东西地形、气候等条件差异大,因此产生覆冰的原因不同,覆冰导线舞动产生的原因也有所不同。就目前而言,人们所认同的覆冰导线舞动的起因分析主要为形成覆冰、线路的结构参数与风激励的原因。 2.1覆冰的原因 覆冰厚度一般为2.5~48mm,覆冰导线的形成主要分为三类,其一是雨凇,其二是雾凇,其三是霜凇。 ①雨凇。根据相关的数据分析和研究发现,覆冰导线舞动中导线上覆冰的产生原因主要是雨凇。在风速很大且气温在零度上下时,尤其在低海拔地区的冻雨时节雨凇产生的情况较大。雨凇产生的这种自然条件是冰体在粘性最强的情况,不容易小部分脱落,会呈块状的黏附在导线上,容易在有风的情况下产生舞动,对导线的安全性造成威胁。 ②雾凇。雾凇主要形成于山区,其形成条件主要是气温相对较低且风速也相对较小的情况下。由于气温较低因此低空云的水汽温度也很低,在水汽遇到同样处于低温的输电导线时,凝结成冰附着于导线上。或者是由于山间昼夜温差大,清晨产生的雾气遇冷在输电导线上凝结成冰,因此雾凇所形成的冰体密度相对较小,主要是通过不断凝结的过程来形成覆冰,雾凇作为一种覆冰导线,其舞动时产生的破坏性最小。 ③霜凇。霜凇的产生条件与雨凇的产生条件相似,都为零度左右且风速较大的情况下,霜凇作为不断累积的冰体之一,其密度大大的高于雨凇与雾凇所产生的冰体。因此只要在有湿云的情况下,就容易产生雾凇,雾凇通过其晶体的不断累积不断的增加质量。 2.2线路的结构参数 除了覆冰的原因外还有线路的结构参数来影响覆冰导线的舞动,而线路的结构参数还包括了分裂导线、张力、弧度与垂直度等参数。线路的结构参数对覆冰导线舞动的影响主要是通过大量的数据以及相关工作人员日积月累的工作经验得出的。 ①分裂导线。在线路的结构参数中,分裂导线产生舞动的因素最大,由于分裂导线是由不同的子导线构成的,而各个子导线的扭转刚度比单独存在的单导线又大很多。因此在同等结冰的情况下,单导线因为扭转刚度比较低,因此容易发生扭转,这样冰体在上面不容易大面积的附着。而分裂导线中的各个子导线由于刚度较强且扭转度不强,就会使得冰体增大,发生舞动。 ②弧度。不同弧度的导线也会产生不同幅度的舞动,一般的输电导线都具有一定的弧度,这个弧度范围是国家规定的标准,因此在这样一定的弧度范围内可以保证输电导线能够有效的进行输电且不受到影响。如果导线的弧度小于标准弧度,那么就会造成导线过于紧绷,虽然这样的导线不易发生舞动,但是热胀冷缩容易让导线很容易的受到损坏。如果导线弧度大于标准弧度,那么导线在覆冰的情况下舞动更大。 三、防舞动措施 就目前的舞动现象分析而言,我国的电网管理者和工作根据已有的经验和得到的数据在防舞动方面有了一定的成就。防舞动措施主要根据各地的气候、地形等自然条件来采取避舞——避免产生舞动、抗舞——对抗会产生的舞动进行改进以及抑舞——抑制舞动的产生。 3.1避舞 避免舞动的产生就是企业的规避措施,对于电力企业来说,其防治出现经济和安全损失的措施之一就是避免覆冰输电导线出现舞动。既然要避免就要对于该地所处的自然条件和社会条件两个方面出发,对于自然条件来说,应当了解当地的气候、地貌和地形,从而选择适合当地的导线;对于社会条件来说,应当对当地的工作人员进行经验传授和防舞动措施的讲解,从而保证在舞动发生时有对应的措施来解决。 3.2抗舞 由于避舞是对自然条件和社会条件的一种预估,对其无法进行改变,因此就出现了抗舞这一措施。抗舞就是在无法更改的地形、气候条件下,通过更改输电导线的原料、材质以及其他方面来保证输电的安全运行。抗舞主要是通过检测该地地形之后,选择更适宜该地的材质,选择高强度的机械来防止出现覆冰导线舞动的情况。 3.3抑舞 抑舞即通过相应的装置和器械来抑制舞动的产生,同之前的避舞措施来对有可能产生舞动的区域进行具体勘测,然后安装防舞动装置。 ①改变导线系统的结构。通过改变导线的系统结构可以防治舞动的产生,其主要原因是通过在系统结构中加入防舞动装置,其中防舞

输电线路铁塔

输电线路铁塔 输电线路塔是支持高压或超高压架空送电线路的导线和避雷线的构筑物。 类型根据在线路上的位置、作用及受力情况分类如表: 还可根据不同的电压等级、线路回路数、导线及避雷线的布置方式、材料及结构形式来确定塔的名称,例如:220千伏单回路导线水平排列的门型耐张跨越塔。常见的悬垂型塔或耐张型塔如图。500千伏台山电厂至香山输变电工程的崖门大跨越钢管塔,该塔位于新会区西江崖门边,在两岸各建一高塔,两座高塔跨越距离2.5公里,塔高215.5米,所用钢管直径达1.58米,单塔重1650吨。常见的悬垂型塔或耐张型塔, 崖门大跨越钢管塔 塔的尺寸和档距须满足电路要求:导线与地面、建筑物、树木、铁路、公路、河流以及其他架空线路之间,导线与导线、导线与避雷线之间,均应保持必要的最小安全距离。避雷线对导线的保护角及使用双避雷线时两根避雷线之间的水平最小距离应满足有关规定。 荷载输电线路塔主要承受风荷载、冰荷载、线拉力、恒荷载、 安装或检修时的人员及工具重以及断线、地震作用等荷载。设计时应考虑这些荷载在不同气象条件下的合理组合,恒荷载包括塔、线、金具、绝缘子的重量及线的角度合力、顺线不平衡张力等。断线荷载在考虑断线根数(一般不考虑同时断导线及避雷线)、断线张力的大小及断线时的气象条件等方面,各国均有不同的规定。 结构计算 塔一般均简化为静态进行分析,对于风、断线、地震等动荷载,通常在静力分析的基础上,分别乘以风振系数、断线冲击系数、地震力反应系数来考虑动力作用。 输电线路塔的内力计算,与塔式结构和桅式结构相同,但须考虑下列两个问题: ①导线风荷载对塔的作用。由于导线的支点间距较大(一般为200~800米)而横向摆动的周期较长(一般为5秒左右),故应考虑风沿导线的不均匀分布及导线对塔的动力效应。20世纪60年代初,许多国家的电力部门曾用实际的试验线路来测定导线在大风作用下的最大响应,并据此制订了实用计算法,其中有的已纳入本国的规程,但是由于受地形、测量仪器的精度、分析水平等各种因素的限制,这些实用计算方法还不能精确反映出真实情况。70年代中期,开始应用随机振动理论分析阵风作用于导线对塔引起的动力响应,这种建立在实测资料基础上并用统计概念及谱分析估计结构响应的概率峰值的方法,比较符合风的特点。 ②断线力对塔的作用。导线突断时对塔的冲击荷载在极短的时间内达到峰值,并且各个部位的相对值大小不一,是一种复杂的瞬态强迫振动,要作理论计算比较困难。一般是根据现场试验实测数据获得冲击力的峰值,并据此制定出实用的“断线冲击系数”,其值为1.0~1.3,视电压的高低、塔的类型、不同的部位而定。 基础 输电线路塔基础的种类很多,并随塔的类型、地形、地质、施工及运输的条件而异,常见的有:①整体式刚性基础;②整体式柔性基础;③独立式刚性基础; ④独立式柔性基础;⑤独立式金属基础;⑥拉线地锚;⑦卡盘及底盘;⑧桩基础。上述①、②类基础主要用于窄塔身用地小的情况,③、④、⑧类基础用于软土地

架空输电线路铁塔结构与基础设计

架空输电线路铁塔结构与基础设计 发表时间:2019-09-18T16:59:35.737Z 来源:《电力设备》2019年第7期作者:侯少龙 [导读] 摘要:在我国现代经济社会发展水平不断提升的背景下,电力系统在设计与运行过程中所依赖的基础条件也发生了相应的改变。 (国网乌鲁木齐供电公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐新市区 830000) 摘要:在我国现代经济社会发展水平不断提升的背景下,电力系统在设计与运行过程中所依赖的基础条件也发生了相应的改变。作为我国当前电力供应的基础保障性设施,架空输电线路在电力供应系统中所发挥的作用是非常重要的。但结合我国电力行业实际情况来看,企业目前仍然是电力供应的主要对象,因此,在电力供应经济改善方面的需求仍然是非常明确的。在对架空输电线路铁塔的设计中,除需保障铁塔结构的安全、稳定以外,还需综合考虑设计的经济效益。在目前已发生的各类输电线路安全事故中,因铁塔结构设计不合理所致事故的比例是非常高的。因此,为提高架空输电线路运行安全性和稳定性,做好对铁塔结构与基础的设计、优化工作有着非常重要的意义与价值。 关键词:架空输电线路;铁塔设计;优化 一、架空输电线路铁塔塔型设计 在对架空输电线路铁塔进行内力分析时,可以将铁塔杆系节点看作成铰接点,进而进行有效的内力分析。由于架空输电线路铁塔的工作环境一般较为复杂,为了确保铁塔能够顺利的进行有效的工作,要对铁塔的塔型进行技术经济分析,优选最适宜的塔型。架空输电线路铁塔塔型的选择要充分考虑输电线的导线型号、铁塔的工作环境以及线路的敷设路径等因素,根据铁塔所承受的机械外负荷条件进行塔型的计算和设计工作,进而确保铁塔结构的刚度、强度、稳定性等满足实际工作的要求。 根据铁塔底部宽度的不同,可以将架空输电线路的铁塔分为:窄基铁塔和宽基铁塔两种类型。其中,窄基铁塔的底部宽度与塔体的高度之比介于1/14~1/12之间,而宽基铁塔的底部宽度相对较大,其比值介于1/6~1/4之间。窄基铁塔的底部宽度相对较小,在同样的塔高条件下,其主材所承受的各种作用力相对较大,为了确保塔体的安全性,对主材的要求相对较高,该种类型的铁塔设计主要用于档距较小的铁塔之中,其挡距要小于100m;而宽基铁塔其底部宽度较大,能够将铁塔的作用力进行有效的分解,其主材所受到的作用力相对较小,该种类型的铁塔设计主要用于档距较大的铁塔之中,其档距不小于100m。 二、架空输电线路铁塔结构设计 不同类型的铁塔其架空输电线路的结构设计不尽相同,其具体的结构设计如下: 2.1窄基铁塔的结构设计 依据横担以及铁塔支架的通用程度可以采用以下两种类型的结构布置方案:(1)可以将窄基铁塔的塔头区域设置为垂直的形式,对口宽进行固定,塔身开始逐渐起坡,其铁塔的整体高度与底部的宽度参数设置一致,不考虑输电线路回路数量划分的影响;铁塔横担具有良好的通用性,铁塔中所设置的横担数量要根据架空输电线路中实际的回路数量进行有针对性的设计。(2)铁塔塔身与塔头均按照要求设置一定的通用坡度,铁塔的总高度与铁塔的上口和底部宽度保持一致;横担设置成固定形式不进行通用设计,根据导线的数量可以分为单导线回路和 双导线回路两种不同的形式。 2.2宽基铁塔的结构设计 根据铁塔中导线回路数量的不同可以采取不同类型的结构设计方案。其中,对于使用单导线回路的铁塔,其结构布置具有“上”字型的特点;对于使用双导线回路的铁塔,其结构布置上具有鼓型的特点。 三、架空输电线路铁塔基础设计的技术优化措施 3.1加强铁塔的基础 在输电线路铁塔结构设计中,杆塔基础分类三类合计三十三种:①水泥杆基础:分为非原状土无拉线盘基础和非原状土有拉线盘基础两种;②钢管杆基础:分为非原状土台阶式基础、非原状土直柱式柔性基础和非原状土素混凝土基础三种;分为原状土掏挖式基础、原状土套筒式基础、原状土卡盘式基础和原状土复合沉井基础四种;及原状土灌注桩长桩单桩基础、原状土灌注桩长桩多桩承台基础、原状土灌注桩短桩抗倾覆基础、原状土灌注桩短桩位移基础、原状土灌注桩美国算法基础、原状土灌注桩钢管短桩位移基础和原状土灌注桩钢管短桩抗倾覆基础十一种;小计十四种;③直立式铁塔系列基础:非原状土刚性台阶式基础、非原状土直柱式柔性基础、非原状土斜柱式柔性基础、非原状土素混凝土(回填土)基础、非原状土联合式基础和非原状土窄基塔独立式刚性台阶式基础六种;及原状土素混凝土(原状土)基础、原状土灌注桩长桩-单桩带连梁基础、原状土灌注桩长桩-多桩带承台基础、原状土灌注桩短桩抗倾覆基础、原状土灌注桩短桩位移基础、原状土掏挖式基础、原状土岩石基础、原状土复合沉井基础、原状土窄基塔独立式长桩单桩灌注桩基础和原状土窄基塔独立式长桩多桩带承台基础十种;小计十六种。 对于运输或浇制混凝土有困难的地区,可采用预制装配式基础或金属基础;对电杆及拉线宜采用预制装配式基础。设计方案中还要正确分析铁塔基础受力,应首先保证安全,针对轴心受压基础、轴心受拉基础,分别选取不同的K值。对于新基础计算的前提条件是地基承载力满足设计要求,若地质属淤泥或淤泥质土,则必须进行重新设计。总之,基础型式应综合沿线地质、施工条件和杆塔型式并综合考虑基础稳定、承载力、不均匀沉降、基础位移、采空区、基础上拔土重度、上拔角、倾覆、冻土和洪泛区等诸多因数。 3.2降低杆塔的接地电阻 高压送电线路的接地电阻与耐雷水平成反比,根据各基杆塔的土壤电阻率的情况,尽可能地降低杆塔的接地电阻,这是提高耐雷水平的基础,也是最经济、有效的手段。即:①杆塔所在地若有水平放设的条件,可水平外延接地,这样不但可降低工频接地电阻,还可有效地降低冲击接地电阻。②增加埋设深度接地极,就近增加垂直接地极的运用。③合理敷设降阻剂。④增加盐、酸、碱、盐及木炭等物质。如地下较深处的土壤电阻率较低,可用竖井式或深埋式接地极。 3.3优选路径和塔型的最佳搭配 城市紧凑型多回路钢管杆走廊、或钢管塔走廊,它在技术上能满足输电线路的实际要求,且钢管杆造型美观,安装快捷,占地面积省,还与城市地势较为平坦,走廊宽度小,线路施工方便等特点相适应,故得以迅速发展。输电线路的走廊宽度由塔头尺寸、风偏、安全距离三部分组成。减少线路走廊宽度的关键在于控制塔头尺寸和风偏。采用固定挂点的直线杆塔以及固定跳线的耐杆塔,是减少塔头尺寸

输电线路覆冰检测技术(修改版)

输电线路覆冰在线检测 覆冰引起的输电线路导线舞动、杆塔倾斜倒塌、断线及绝缘子闪络等生产事故,严重影响了电网的正常运行。目前,检测线路覆冰的方法主要有人工巡视检测、观冰站等,这些方法存在着人工巡视劳动强度大、时间长,检测结果准确度不高等问题。因此探讨更为完善的检测技术对输电线路的运行及提高整个电力系统的安全可靠性具有重要的实际意义和指导作用。 1 相关标准 (1)Q/GDW 554-2010 《输电线路等值覆冰厚度监测装置技术规范》 (2)Q/GDW182-2008《中重冰区架空输电线路设计技术》 (3)DL/T 5440-2009 《重冰区架空输电线路设计技术规程》 2 覆冰在线检测技术 导线上的覆冰一般可分为4类:雨淞、混合淞、雾淞和积雪,其中雨淞和混合淞对导线的危害最为严重。输电线路设计时,以雨凇为基准折算拟定覆冰允许厚度。线路覆冰检测最基本的是对覆冰厚度的检测,然后和设计值比较。除了检测实际运行输电线路的覆冰厚度外,也常通过模拟导线法进行检测。 输电线路覆冰在线监测技术是通过在易覆冰区域的铁塔上安装覆冰自动检测站,运用在线检测的传感器、装置电源、通讯网络等关键技术,随时掌握线路的覆冰情况,并可实现预、报警,达到降低电网覆冰事故损失的目的。在线检测系统既减轻了个人劳动强度、降低事故的发生概率,又能及时地了解线路的覆冰情况,故而得到广泛推广运用。 3 输电线路覆冰在线检测方法 在线检测技术的机理是利用传感器(安装位置如图1示)获得导线的重力变化、杆塔绝缘子的倾斜角、导线舞动频率以及线路现场的温度、湿度、风速、风向、雨量等数据信息通过无线通讯网络传往监控中心,然后再通过建立数学模型近似计算出当前的导线等效覆冰厚度,最后经专家分析软件得到结论。 应用于覆冰的在线检测法有很多,从覆冰检测原理及分析方法来说,可分为称重法、导线倾角-弧垂法、图像法。 3.1 称重法 称重法包括冰样称重检测法和荷重增量法,目前荷重增量法的应用较广泛。其工作原理是线路覆冰后,导线上的荷重产生一个增量,这个增量即为覆冰的质量。 先称取一段导线上的覆冰质量(将拉力传感器测量在一个垂直档距内导线的质量), 折算出单位长度导线上的覆冰质量G (利用风速、风向和倾角传感器计算出风阻系数和绝缘子的倾斜分量,最终得出覆冰质量),再用设计时所用计算公式(1)算出导线的平均等值覆冰厚度: 图1 拉力传感器现场安装示意图

输电线路杆塔结构设计

浅谈输电线路杆塔结构设计 摘要:文章综述了我国高压输电线路铁塔结构设计方面的一些经验、看法和常被忽略的问题。对我国输电线路杆塔结构在荷载取值、结构优化、新材料应用等方面的研究进展加以介绍,并且根据研究现状和社会经济发展需求,提出今后研究需要进一步加强的内容。 关键词:输电线路;杆塔型;结构设计 abstract: this paper reviews some experience of the design of tower structure for hv transmission lines in china’s views and often overlooked problem. to introduce the research progress on load, structure optimization, the application of new materials and other aspects of china’s power transmission lines, and according to the current research status and the demand of social and economic development, puts forward the future research needs to further strengthen the content. key words: transmission line tower type; structural design; 中图分类号:tb482.2文献标识码:a文章编码: 引言 输电线路杆塔是支承架空输电线路导线和地线并使它们之间以

高压输电线路覆冰及处理措施

浅谈高压输电线路覆冰及处理措施 【摘要】高压输电线路覆冰是一种与地域相关的自然现象,由于气候的原因,在同一地区的不同的地图,微观层面的气候是不完全相同,而使得覆冰因素各不相同。本文主要探讨高压输电线路覆冰及处理措施。 【关键词】高压;高压输电线路;覆冰;处理措施 一般情况下,年平均雨凇日数的影响较年平均雾凇日数更为严重。测定一个地区的年平均雨凇日数和雾凇日数是项长期而艰巨的工作。我国气象部门和电力系统各有关运行单位对此作出了重要贡献。 1、高压输电线路覆冰的事故分析 高压输电线路冰害事故按产生的直接原因分析可分几类: 1.1过负载事故 当前人们已经充分认识到,管理是制约节水高压输电线路覆冰及处理技术发展的重要环节。许多新的灌水技术(如喷灌技术、滴灌技术、微喷灌技术、渗灌技术)在实际运用中由于缺乏良好的技术管理措施,其高压输电线路覆冰及处理技术效益不能得到充分发挥或者根本无法大面积推广。目前园林喷灌系统除高尔夫球场采用自动控制外,大多数高压输电线路覆冰及处理技术系统还是凭管理人员的经验操作[1]。而草坪是最近10多来年才大面积发展起来的,草坪需水的科学规律和管理人员的实践经验往往得不到有效结合。

随着经济全球化进程的不断加快以及科学技术特别是信息技术的迅猛发展,信息传播的方式正在发生质变,广播电视与通信、高压输电线路覆冰及处理等行业正处在融合、汇聚、转型过程中,技术与媒体的不断融合导致传统的行业界限正在模糊,新兴产业群不断出现,开放与融合已成为当今技术发展的主流。作为信息社会三大基石的通信技术、计算机技术、电视技术日益进步与成熟,通信、计算机、广播电视三大行业之间的界限正在逐步消失。逻辑编程使用schneider的tlxcdpl7pp41m pl7 pro逻辑编程软件;触摸屏hmi 人机接口使用xbtl1003e magelis终端软件;中空室上位机操作站使用intellution 的fix监控软件。[2] 1.2不均匀覆冰或不同期脱冰引起的机械和电气方面的事故(1)导线和地线。机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程叫自动化,而所谓自动控制就是在没有人直接参与的情况下,通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。用来完成这种控制的设备称为控制器,被控制的机器或设备称为被控对象;被控对象和控制器一起,称为自动控制系统。各种自动控制装置的具体任务虽然不同,但其实质不外乎是对受控对象的某些物理参量进行控制,自动保持其应有的规律。要用自动控制代替人工控制,则自动控制系统中必须有3种代替操作人员在人工控制的机构。这3种机构是:①测量机构,用来测量被控量。②比较机构,用来比较被控量与给定值,得出误差。按照误差

基于AR法的输电塔线体系风速时程模拟

万方数据

.170?水电能源科学 其中x=[zl,z2,…,zM]T Y=[y1,Y2,…,YM]T z=[2l,施,…,ZM]T 式中,(z;,y,,≈)为空间第i点坐标,i一1,2,…, M;P为AR模型阶数;At为模拟风速的时间步 长;吵。为AR模型自回归系数矩阵,k一1,2,…, P;Ⅳ(£)为独立随机过程向量。 根据风速时程假定,式(4)两边同时乘 VT(X,Y,Z。f_Jf△£),并求数学期望有: B(jz、t)=一∑%R[(歹一是)at-I (歹一1,2,…,户)(5) 式中,R为pM×pM阶自相关Toeplitz矩阵。 则AR模型的正则方程为: 脚=[尝]㈤ 其中lf,=[咖,亿,…,以]T 式中,lf,为pM×M阶矩阵,咿为M×M阶方阵; RN为M×M阶方阵;q为(p一1)M×M阶矩 阵;其元素全部为0。 AR模型阶数根据最小AIC准则确定M。 AIC函数为: AIC(p)一N19Z+2(p+1)(7) 其中Z=2R(o)一R(N) 式中,N为样本容量。从一阶模型开始求AIC(p) 的函数值,直至找到使其最小的户为止,一般取 4"-5阶即可满足要求。 3算例 3.1风速时程模型 500kV栖霞一文登(昆嵛)送电工程直线塔 为5D—SZl双回路直线塔,塔高66.4m,档距500 m,建立三塔四线模型见图1。基于Matlab软件 编制脉动风速时程模拟程序,各参数分别为:①基 本参数。根据文献E7-1求得标准高度(10m)处平 均风速为口l。=29.665m/s,地面粗糙度系数k; 0.005;②时间和频率参数。时间步长0.1s, 时程总长t=300s,初始频率0.01Hz,截止频率 图1输电塔线模型 Fig.1Transmissiontowerlinemode 10Hz;③模型参数。节点设置总数为78个,计算 模型阶数p一4,表1为模型部分节点坐标值。 表1提取风速点坐标 Tab.1Coordinateofextractedpointsm 3.2风速时程分析 (1)点l的脉动风速时程曲线见图2、风速模 拟谱与目标谱拟合曲线见图3。由图可看出,采 用AR法编制程序模拟的脉动风速谱与采用 Kaimal谱计算获得的目标谱拟合效果好。 f,s 图2点1脉动风速时程曲线 Fig.2Timehistorycurveoffluctuating windspeedofpoint1 图3点1风速模拟谱与目标谱拟合曲线 Fig.3Fittedcurveofsimulatedspectrum andtargetspectrumofpoint1 (2)点l、6、14脉动风速时程曲线比较。为便 于比较,将点6、14的脉动风速值分别加20、40 m/s,比较结果见图4。由图可看出:①不同高度 处脉动风速变化趋势相同,但各时刻的速度不同, 表明脉动风速具有随机性;②随高度增大,平均风 速变大,但脉动风的波动区间变小。表明输电塔线 图4点1、6、14脉动风速时程曲线 Fig.4Timehistorycurveoffluctuating windspeedofpoint 1-6,14万方数据

输电线路覆冰

浅谈输电线路覆冰故障处理技术 左亚鹏、柴冰、史宏伟 摘要:在运行输电线路中,导线覆冰现象较为普遍,特别是近几年来天气气候的变化,导线覆冰的几率日趋增大。输电线路覆冰引起的故障严重地影响了电力系统的安全正常运行,给社会经济带来巨大的损失。浅谈影响覆冰的因素、形成、类型,借鉴现有的有效方法和技术,对周口地区的输电线路覆冰故障建议防范与处理的措施。 自2005年1月以来周口地区多次遭受了50年一遇的冰雪凝冻灾害,电网因冰灾损害严重。特别是220kV川水线、薛淮线和川淮线在冰灾中多处受损,共造成导线和架空避雷线30余出损伤,187处杆塔绝缘子、金具、横担损坏等严重现象。灾情过后,也向电力企业敲响了警钟;对于天气寒冷而又多雨的中原地区来说,输电线路导线覆冰严重影响着输电线路的安全运行,覆冰也给安全生产方面带来了严重危害,并加大了输电线路运行维护的工作量,增加了企业成本;同时也反映出输电线路抗自然灾害的能力比较薄弱。因此有效地避免和防止冰灾对输电线路造成的危害,是电力企业必须面对的新的课题。只有多措并举,才能积极有效地防治输电线路导线覆冰带来的危害。 1 输电线路覆冰的危害 一般来讲,覆冰对电网输电线路的破坏有三种。第一种是少量的覆冰,它在导线上这种圆截面的覆冰不是均匀地包在上面,它可能形成一个椭圆或者形成其他形状,在大气当中构成了一个迎风面,当风的角度和冰的迎风面角度合适的时候导线就会舞动。第二种情况就是闪络,结构也不破坏,但是它的绝缘失去了,一闪络,电就送不出去了。第三种也是最普遍的,由于垂直负载过重,把结构整个压垮。 2 影响输电线路覆冰的因素 2.1 影响导线覆冰的气象条件 影响输电线路导线覆冰的气象因素主要有空气温度、风速风向、空气中或云中过冷却水滴直径、空气中液态水含量。这四种因素的不同组合确定了导线导线覆冰类型。多发生在每年1、2月份,尤其在冬季和初春季节,当气温下降至-5℃~0℃,风速在3~15m/s时,如遇大雾、毛毛雨或小雨加雪,首先将在导线上形成雨凇;如此时气温升高,天气转晴,导线上的雨凇便开始融化;如天气继续转晴,则覆冰过程终止;如天气骤然变冷或气温继续下降,冻雨和湿雪则在粘结强度很高的雨凇冰面上迅速增长,形成密度大于0.6g/cm3的较厚的冰层;如气温继续下降至-15℃~-8℃,原有冰层外侧积覆雾凇。这种过程将导致导线表面形成雨凇——混合凇——雾凇的复合冰层。如在这种过程中天气变化出现多次晴转冷的天气,融化再结冰增加了覆冰的密度,如此往复发展将形成雨凇和雾凇交替重叠的混合冻结物,即混合凇。 一般来说,最易覆冰的温度为-8℃~0℃。若气温在-20℃~-15℃或更低时,水滴将变成冰雹或雪花而不易于形成覆冰。当有了足够的温度后,覆冰的形成还必须有较高的空气湿度,一般空气湿

220KV输电线路组塔施工方案实用版

YF-ED-J3532 可按资料类型定义编号220KV输电线路组塔施工 方案实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. (示范文稿) 二零XX年XX月XX日

220KV输电线路组塔施工方案实 用版 提示:该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密,并有很强可操作性的计划,在进行中紧扣进度,实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改,请根据实际需要调整使用。 1 组立抱杆 1.1组立抱杆操作步骤是: (1)按抱杆各段的配置情况在地面组装 好。15m长的抱杆采取倒落人字钢抱杆组立的方 法,人字铝抱杆头抱带上抱杆帽,用3t卸扣分 别与牵引绳及吊点绳滑车连接,现场布置见图 1.1a。23m长的抱杆采取在基础中心立1根约 5m高的钢抱杆(即组塔抱杆的两段),再利用 钢抱杆吊立组塔抱杆的方法,但注意起吊滑车 挂在抱杆拉线的上方,当起立组塔抱杆至起吊

滑车不受力时,拆除起吊滑车,现场布置见图1.1b,工器具可在组塔工器具中选用。 (2)抱杆组立好后,绑扎好各部位的晃绳及牵引绳。布置抱杆顶部的四条拉线,拉线落地端锚于在预先挖埋好的地锚上,拉线对地夹角小于60°。拉线本身要缠绕在拉线控制器(φ100×250mm钢管)上不少于5圈。调好后拉线在本体上打一背扣,用三个元宝螺栓卡在本线上收紧拉线受力后,即解除吊点,松出牵引绳及晃(3)抱杆底座用四根钢丝绳(托绳)分别与四个基墩或塔腿连接(绑扎处须垫有麻袋等保护物),再收紧钢丝绳后,把抱杆底部固定在塔中心位置。解除吊点,松出牵引绳及晃绳。 (4)根据地形在横线路或顺线路方向布置

输电杆塔

cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc一、填空(23分) 1.钢筋混凝土基础的表面缺陷有、、、四种类型。 2.混凝土强度检查有、、三种方法。 3.降低接地电阻的措施有、、、、等。 4.组立杆塔需要的主要工具有:、、、、、 5.腰滑车的作用是。 6.放线施工的基本有:、、、。二、判断题(10分) 1.震动对架空线的危害很大,易引起架空线断股甚至断线,因此根据设计要求施工紧线结束后应尽快安装防振金具。() 2.同一档距内,同一根导线的接头不允许超过一个。() 3.混凝土的水灰比主要指的是混凝土中水泥与水的质量之比。() 4.架空线的连接点应尽量靠近杆塔,以方便连接器的检测和更换。() 5.线路的终勘测量也称为定线测量。() 6.接地装置由接地体和接地引下线两部分组成。()7.混凝土的配合比是指组成混凝土的原料中水、水泥、砂、石的质量比,并以水为基数1。()

8.电杆各部件的穿向要求:顺线路者均由受电侧穿入。()9.混凝土杆在靠近地面处裂纹时,除用水泥浆填补外,还应在地面上下1米段内涂抹防腐沥青。() 10.钢丝绳手扳葫芦是一种设计新颖、制造精良的中型手动起重工具。()三、选择题(14分) 1.送电线路在跨越标准轨铁路时,其跨越档内() A 不允许有接头 B 允许有一个接头 C 允许有两个接头 D 不能超过3个接头 2.观测弧垂时,若紧线段为1~5档者,可选其中()A、两档观测 B、中间地形较好的一点观测 C三档观测 D、靠近紧线档观测 3.起重作业常用的麻绳有三种规格:()A 3、4、5股 B 2、4、9股 C 3、4、9股 D 4、5、9股 4.电力线路适当加强导线绝缘或减少避雷线的接地电阻,目的是为了()。 A、减少雷电流 B、避免反击闪络 C、减少接地电流 D、避免内过电压 5.架空施工时,某观测档已选定,当弧垂最低点低于两杆塔基部连线,架空线悬挂点

相关主题