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5、2承力塔
6、铁塔荷载
6、1荷载条件
6、2各型铁塔荷载表
7、直线塔间隙园图
1、1、设计内容及依据
本设计包括LGJ-300/40单导线单回路及双回路两个系列的自立式铁塔共16种塔型，其中单回路系列9各，双回路系列7个。
设计依据为国标《110～750kV架空输电线路设计规范》报批稿。
同时也基本符合国家电网公司Q/GDW179-2008《110kV～750kV架空输电线路设计技术规定》和南方电网公司Q/CSG11502－2008《110kV～500kV架空送电线路设计技术规定（暂行）》等的规定。
2、1设计气象条件
本系列塔型按我省中冰区即导线覆冰厚度10mm,（地线15mm）最大设计风速30m/s的条件设计。
2、2地形地貌条件
本系列塔型适用于平丘和山地地形，也考虑我省跨距800～1000m高山峡谷地区的大档距跨越。
海拔高程一般不超过3500m。
3、1、1导线
本系列塔型导线按单导线LGJ-300/40钢芯铝绞线设计。
实践证明，对于山区送电线路是比较合适的。
对于同类导线如LGJ-300/25、LGJ-300/50，铝包钢芯铝绞线，钢芯铝合金绞线也可经过验算后使用。
3、1、2地线
鉴于电力系统容量快速增大，变电所进出线地线的热稳定和OPGW配合的要求，本系列塔型地线按GJX-100钢绞线钢绞线设计。
因此，提高地线支架的设计承载能力是必要的。
在具体工程中，根据工程的情况，经过验算后，也可选择GJX-80镀锌钢绞线、150mm2截面以下的铝包钢绞线等。
从支架强度和导地线配合的要求看，都能满足。
根据我省送电线路水平档距分布的统计，在平地、丘陵地区水平档距取400m，其出现的概率不低于90％，从110kV线路在平丘地区的经济杆高来看，直线塔取450m水平档距也是合适的。
我省220kV线路通过坝子边缘的平丘地带数量也不少。
因此，把450m定为直线塔起始的水平档距是适当的。
对于一般山地和高山地带，依次取650m、800m。
承力塔的设计水平档距，与第一种直线塔接为宜。
取450m。
对于大档距的承力塔，基本上与大档距直线塔对应。
终端塔的条件，按其使用情况，比一般承力塔小，水平档距定为400m。
根据我省送电线路垂直档距分布的统计，垂直档距一般为水平档距的1.4～1.8倍。
直线塔的垂直档距对应上列水平档距分别为650、1000、1200m。
承力塔的设计垂直档距与水平档距相对应，为750m。
对于大档距的承力塔为1200m。
终端塔的条件，按其使用情况，比一般承力塔小，垂直档距定为700m。
按承力塔工作的实际条件，往往会出现垂直档距为负值的情况，在垂直档距负得较多时，杆塔横担承受较大的上拔力。
因此承力塔设计时要考虑这种工况，垂直档距设计取一定的负值来验算横担，如本设计取-300m。
根据我省送电线路最大档距的分布统计，一般比水平档距大100～250m为宜。
三种直线塔的设计最大档距分别为600、850、1000m。
最大档距决定于导线在档距中间的碰线条件，即与杆塔的线间距离有关。
档距1000m以下水平线间距离可参照《110～750kV架空输电线路设计规范》中公式（8.0.1-1）确定。
对于1000m及以上的大档距，公式（8.0.1-1）中的系数0.65应参考《架空送电线路大跨越设计技术规定》中公式8.0.3-1的系数适当提高到0.70～0.80左右为宜。
我国送电线路的线间距离较为保守，据中国电力工程顾问集团国外考察报告的介绍，减少常规线路水平线间距离是我国输电线路的发展趋势。
与国外线路相比，我国输电线路导线的水平相间距离减少1～2m是可行的。
这对缩小塔头尺寸，减小走廊宽度，降低工程耗钢量，是有益的。
根据我省送电线路设计代表档距的分布统计，直线塔的代表档距在300～500m，承力塔的设计代表档距两侧宜适当拉开，以增大两侧的张力差，取200/800m.
本系列塔型承力塔转角度数参照国电公司2006年典型设计的分级，按0～20°
、20～40°
、40～60°
三种分级。
对于大档距的承力塔只考虑0～30°
，终端塔只考虑0～90°
上述范围的转角分级是比较合理的，应在工程选线中尽量满足。
直线塔一般允许带不超过3°
的小转角，需经过核算后才能使用。
小转角的位置宜设在压档或平档处，不宜设在垂直档距比水平档距小的塔位。
3、2、6铁塔标志高分级及其他
本系列塔型的标志高仍按3m分级。
考虑到目前工程中以高塔跨森林对环境保护具有重大的社会效益和经济效益，铁塔设计高度应尽量高些。
所有塔身均为方塔。
承力塔为方横担，直线塔为鸭嘴横担。
1、直线塔：
12、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42（110ZM31、110ZM32到48m）共11-13种。
2、承力塔：
0～20°
耐张：
12、15、18、21、24、27、30m、共7种；
3、20～40°
转角塔：
12、15、18、21、24、27m共6种；
4、0～30°
大档距转角塔：
15、18、21、24、27、30m共6种。
5、终端塔：
0～90°
12、15、18、21、24m共5种
本系列塔型长短腿按1.5m分级，即1.5、3.0、4.5等三级设计。
3、2、8铁塔使用条件表（单回路）
名称
代号
使用档距（m）
线间距离（m）
标志高（m）
设计最小垂直档距系数kv及转角度数
保护角（°
）
备注
LH
LV
LM
L0
水平
垂直
直线塔
110ZM31
450
650
600
300
3.25
3.85
12、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42、45、48
0.70
7
110ZM32
1000
850
4.10
12、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42、
0.50
8
带3°
转角
大档距直线塔
110ZM33
800
1200
4.25
5.00
15、18、21、24、27、30
0.40
耐张塔
110JG31
700/-300
200/800
3.50
12、15、18、21、24、27、30
0～20
5
转角塔
110JG32
12、15、18、21、24、27
20～40
110JG33
4.00
40～60
10
大档距转角塔
110JG34
1200/-400
4.50
0～30
11.3
分支T接塔
110TG31
3.5
15、18、21
终端塔
110DG31
400
700/-400
50/800
12．15、18、21、24
0～90
8.5
双回路铁塔使用条件表
等效水平线距
110SZ31
550
5.5
4.2/4.0
12、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42
110SZ32
4.0/4.2
110SZ33
700
1100
6.25
4.70
110SJ31
600/-300
200/
5.3
4.0
110SJ32
900/-300
750
110SJ33
110SJ34
900
6.0
4.5
110SD31
50/
说明：
1、塔身均为正方形。
2、横担为方横担。
3、长短腿的配置与单回路相同。
4、1铁塔绝缘水平设计
悬垂绝缘子串的片数，我省一般采用8片（146×
255），可以满足3000m以下高海拔地区的要求。
从铁塔的绝缘间隙来看，设计中留有一定的裕度，片数增至9片按实际情况验算也是可行的，此时的海拔高度可达3500m。
满足高海拔要求的绝缘子片数，一般均能满足较高污区的要求。
如用普通8片绝缘子，可以满足II级污区的要求，用8片防污绝缘子则可满足III级污区的要求。
综上所述本系列塔型悬垂绝缘子串最大采用9片，耐张绝缘子串最大采用10片普通或防污绝缘子即可满足要求。
在特重污地区，也可选用绝缘高度相当的合成绝缘子。
4、1、2绝缘子串的强度配合
按《110～750kV架空输电线路设计规范》的规定，绝缘子的机械强度安全系数为：
最大使用荷载2.7
断线1.8
断联1.5
绝缘子尚应满足正常运行情况常年荷载状态下安全系数不小于4.0。
本系列塔型配用绝缘子吨位及串型如下表：
塔型
荷载情况
按设计条件的荷载（kgf）
绝缘子串允许荷载（kgf）
推荐串型
备注
最大荷载
1390（垂直荷载）
2642
8片单串
1×
LXY1-70
常年荷载
608（垂直荷载）
1783
2580（垂直荷载）
5285
8片双串
2×
1131（垂直荷载）
3567
4330（垂直荷载）
1395（垂直荷载）
110NG31
3573（线条张力）
9片双串
2232（线条张力）
线路侧
3573（线条张力）
2232（线条张力）
龙门架侧
500（线条张力）
2643
9片单串
<
500（线条张力）
1784
按《110～750kV架空输电线路设计规范》的规定，海拔超过1000m地区，应按海拔高度来修正空气间隙。
本系列塔型设计最高海拔高程为3500m，悬垂绝缘子串的片数为9片，按规程要求修正后，带电部分与杆塔构件的最小间隙如下：
海拔高程（m）
绝缘子片数
空气间隙（m）
工频电压
操作过电压
雷电过电压
带电检修
1500～2500
0.30（0.32）
0.79（0.91）
1.20
1.35（1.55）
>
2500～3000
0.33（0.35）
0.84（1.00）
1.45（1.65）
3000～3500
9
0.36（0.38）
0.90（1.04）
1.33
1.55（1.78）
注：
括号中为V串数值。
4、1、4铁塔头部间隙园图
在新设计塔型时应根据规划的各型直线塔的最小允许垂直档距系数，分别计算雷电过电压、操作过电压及工频电压时的允许风偏角，再用此风偏角来作间隙园图。
4、1、4、1直线塔的最小允许垂直档距系数
此系数为直线塔在最大弧垂时最小允许垂直档距与设计水平档距之比，用Kv符号表示。
Kv值的选取与地形、水平档距、导线、气象条件等有关。
在上世纪60年代，上海电力设计院的论文介绍了山区送电线路Kv值的数理统计成果,Kv值分布如下：
平地0.80～0.85
丘陵0.70～0.75
一般山地0.50～0.60
复杂山地0.40～0.50
我省地形的特点是自西向东有著名的无量山、哀牢山等横断山脉和怒江、澜沧江、元江、南盘江等深切的河流，地形复杂，也有盆坝地区的分布。
在Kv的取值上要考虑各种地形条件出现的机遇。
本系列塔型设计中直线塔考虑了3种，按其使用的范围，Kv值的选取如下：
110ZM31丘陵及一般山地0.70
110ZM32一般山地0.50
110ZM33高山0.40
4、1、4、2悬垂绝缘子串的长度
按该塔型使用的最长串型选取。
如单、双串均能挂的塔型，按双串选取。
4、1、4、3铁塔窗口导线下垂量的选取
直线塔导线离开悬挂点后，由于弧垂和地形高差的影响导线均要下垂，在铁塔窗口边缘由于导线下垂导致对窗口电气间隙不够。
在地形高差越大、铁塔窗口越宽的情况更为明显。
因此，在铁塔设计制作间隙园图时要考虑导线下垂量的影响。
在铁塔窗口侧面宽度一定的情况下，下垂量与塔位点的半边（一侧）垂直档距有关。
半边（一侧）垂直档距的不均匀度取0.10～0.20/0.90～0.80。
铁塔瓶口导线下垂量按下式计算：
Δf=AgLv1/σ
式中：
Δf－铁塔瓶口处导线下垂量（m）；
A－侧视塔颈瓶口宽度的一半（m）；
G－导线计算情况的比载（kg/m-mm2）；
Lv1－该塔位下坡侧半边垂直档距（m）；
Lv1＝L1/2+σh/gL1
L1、h－下坡档的档距、高差（m）；
σ－导线计算情况的应力（kg/mm2）。
各直线塔的下垂量选取如下：
110ZM31300mm
110ZM32500mm
110ZM33700mm
导线在杆塔上的排列有三角形排列和水平排列。
一般三角形排列钢材较省，耐雷指标较差。
我省220kV线路基本上采用三角形排列的方式。
本系列塔型导线按三角形排列设计。
杆塔上导线间的距离决定于导线对杆塔的电气间隙和档距大小。
按《110～750kV架空输电线路设计规范》的规定：
a）对1000m以下档距，水平线间距离按下式计算：
D=0.4Lk+U/110+0.65
b）导线三角形排列的等效水平线间距离按下式计算：
Dx=
（Dp2+（4Dz/3）2）
D—水平线间距离，m;
Lk—悬垂绝缘子串的长度，m；
U—送电线路的标称电压，kV；
fc—导线最大弧垂，m；
Dx-导线三角形排列的等效水平线间距离，m；
Dp—导线间水平投影距离，m;
Dz--导线间垂直投影距离，m。
c）对于档距在1000m以上，参考《架空送电线路大跨越设计技术规定》水平线间距离按下式计算：
D=0.4Lk+U/110+K
K—系数，大跨越0.8～1.0，建议大档距取0.70～0.80。
根据本系列塔型的最大设计档距，其线间距离如下表：
类别
设计最大档距（m）
要求的等效水平线间距离（m）
实际的等效水平线间距离（m）
5.0
6.5
6.7
7.8
8.0
承力塔
4.4
5.8
5.6
7.2
7.4
5.2
地线支架高度，根据《110～750kV架空输电线路设计规范》、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》要求，决定于：
a）在档距中央，导线与地线间的距离（15℃，无风）须满足：
S1≥0.012L+1
L—档距，m
当档距较大，用上式计算出的S1大于7.5m时，仍用7.5m。
b）保护角小于15度；
c）杆塔上两根地线间的距离，不应超过导线与地线间垂直距离的5倍；
d）地线与相邻导线间的水平偏移，在10mm冰区不小于0.50m；
本系列塔型的保护角均比规程要求值更好。
详见《铁塔使用条件表》。
5、1直线塔用UB挂板与横担连接。
要求每相导线有三个挂点。
5、2承力塔用U形环与横担连接。
要求挂板上有三个孔，以便施工操作。
跳线要求有三个挂点。
绝缘子串与横担连接的第一个金具如下表：
塔型
与横担连接的第一个金具
导线
地线
悬垂串
挂板UB-10
耐张串
双串U-10U形环
或Z-10直角挂板
单串UL-10
跳线串
各型承力塔
两个悬垂单串
U-1880
a）导、地线：
LGJ-300/40，GJX-100
b）气象条件：
c=10mm（地线15mm）,v=30m/s
c）杆塔使用条件：
见《铁塔使用条件表》
d）导线、地线风压高度变化系数：
导线：
1.32
地线：
1.45
e）绝缘子串重量：
悬垂串：
无冰：
单串50kg
双串100kg
有冰：
单串60kg
双串120k
耐张串：
正常拉力双串：
无冰：
120kg
140kg
松弛拉力单串：
无冰:
60kg
有冰:
70kg
f）绝缘子串大风时风压：
单串18kg
双串38kg
单串15kg
双串30kg
g）荷载计算：
按设计规范计算。
断线张力：
（-5℃、有冰、无风）
导线
张力50％Tm
张力100％Tm
垂直荷载100％冰荷载
不平衡张力（-5℃、有不均匀冰、10m/s风速）
张力10％Tm（三相）
张力20％Tm（两根）
垂直荷载不小于75％冰荷载（三相）
垂直荷载不小于75％冰
荷载（两根）
张力30％Tm（三相）
张力40％Tm（两根）
注意事项：
（1）直线塔最大风速情况可能出现的最小垂直档距的荷载，在算塔时若起控制作用，可用设计的kv（最小垂直档距/设计水平档距）值算得；
（2）承力塔最低气温情况要计算负的垂直档距情况；
（3）杆塔垂直档距需要分开时，按0.10/0.90分配；
（4）杆塔的附加荷载、冲击系数由杆塔设计人员自行考虑；
（5）荷载表中，张力系指线条张力，在结构计算时，应根据其转角度数进行分解。
（6）直线塔110ZM33可以带不超过3°
的小转角。
因此，在开列外负荷时，要计算其线条张力。
7、直线塔间隙园图
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