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35kV铁塔设计总论解析

第七卷35kV架空线路标准设计

第一篇总论

第1章总论

1.1设计依据

1.1.1设计依据性文件

南方电网公司关于配网工程标准设计的编制原则和指导意见。

1.1.2主要设计标准、

规程规范

GB50061-2010

《66kV及以下架空电力线路设计规范》

GB50009

《建筑结构荷载规范》

GB50545-2010

《110kV〜750kV架空输电线路设计技术规范》

GB50010-2002

《混凝土结构设计规范》

GB/T16434-1996

《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级

及外绝缘选择标准》

GB/T4623-2006

《环型混凝土电杆》

DL/T5154-2002

《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》

DL/T5130-2001

《架空送电线路钢管杆设计技术规定》

DL/T5219-2005

《架空送电线路基础设计技术规定》

DL/T620-1997

《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》

DL/T599-1996

《城市中低压配电网改造技术导则》

DL/T621-1997

《交流电气装置的接地》

Q/CSG10012-2005

《中国南方电网城市配电网技术导则》

Q/CSG10703-2009

《110kV及以下配电网装备技术原则》

Q/CSG11501-2008

《35kV及以下架空电力线路抗冰加固技术导则》

Q/CSG11503-2008

《中重冰区架空输电线路设计技术规定（暂行）》

1.2设计内容

35kV架空线路标准设计包括杆塔的标准设计、机电组装图及加工图的

标准设计。

杆塔的标准设计，即对于不同的杆塔材质、气象条件、导线截面、回路数等条件的组合，设计出一套系列化的标准设计杆塔。

机电组装图及加工图标准设计则包含张力弧垂放线表、金具组装图和接地装置图、铁附件加工图和等径杆加工图。

1.3模块划分及命名原则

1.3.1模块划分原则

在本次标准设计中，架空线路针对一定电压等级、材质、气象条件、导线截面和回路数的组合而设计的一系列杆塔称为一个模块；张力弧垂放线表、金具组装图、接地装置图、铁附件加工图和等径杆加工图各为一个模块。

根据上述原则，本标准设计共有21模块。

其中杆塔模块16个，共108种杆塔，其中混凝土杆4个模块，60种杆型；角钢塔6个模块，24种塔型；钢管杆6个模块，24种杆型。

机电组装图及加工图共5个模块，分别为张力弧垂放线表，金具组装

图、接地装置图、铁附件加工图和等径杆加工图。

本标准设计各模块的划分及负责单位见表1.3-1〜表1.3-4。

表1.3-135kV架空线路标准设计混凝土杆模块

模块编号

气象区

回路数

导线型号

负责单位

CSG-35K-SE31

单回路

LGJ-150/25

广西电网公司

CSG-35K-SE41

LGJ-240/30

CSG-35K-SB31

单回路

LGJ-150/25

贵州电网公司

CSG-35K-SB41

LGJ-240/30

表1.3-235kV架空线路标准设计角钢塔模块

模块编号

气象区

回路数

导线型号

负责单位

CSG-35K-LE31

单回路

LGJ-150/25

广西电网公司

CSG-35K-LF31

LGJ-150/25

CSG-35K-LF41

LGJ-240/30

CSG-35K-LE32

双回路

LGJ-150/25

CSG-35K-LF32

LGJ-150/25

CSG-35K-LF42

LGJ-240/30

表1.3-335kV架空线路标准设计钢管杆模块

模块编号

气象区

回路数

导线型号

负责单位

CSG-35K-GE31

单回路

LGJ-150/25

广西电网公司

CSG-35K-GE41

LGJ-240/30

CSG-35K-GF31

LGJ-150/25

CSG-35K-GF41

LGJ-240/30

CSG-35K-GE32

双回路

LGJ-150/25

CSG-35K-GE42

LGJ-240/30

表1.3-435kV架空线路标准设计机电组装图及加工图模块

模块编号

名称

负责单位

CSG-35K-HC

张力弧垂放线表

海南电网公司

CSG-35K-JJ

金具组装图

CSG-35K-JD

接地装置图

CSG-35K-TFJ

铁附件加工图

贵州电网公司

CSG-35K-DJG

等径杆加工图

1.3.2模块命名原则

1.321模块命名原则

（CSG-（电压等级+分类代码）-（模块代码）-（子模块代码）

模块名称由上式的三部分或四部分组成，其中杆塔模块和金具组装图模块名称由上式四部分组成，张力弧垂放线表、接地装置图、铁附件加工图和等径杆加工图由上式的前三部分组成。

（1）中国南方电网公司缩写

CSG-表示中国南方电网公司缩写

（2）电压等级+分类代码

电压等级：

一般为2位数字，35—35kV;10—10kV

分类代码：

B-表示变配电部分；K-架空线部分；D-电缆部分

（3）模块代码：

杆塔模块代码；JJ-金具组装图；HC-张力弧

垂放线表；JD-接地装置图；TFJ-铁附件加工图；DJG-等径杆加工图；其中杆塔模块代码按照材质、气象条件等级分别编排，由四部分组成，

即：

（材质）（气象条件）（导线标称截面代号）（回路数）

材质：

S—混凝土杆；H—焊接角钢塔；L—螺栓角钢塔；G—钢管杆气象条件：

1位字母表示；

气象分区

风速（m/s）

冰厚（mm）

导线标称截面代号，1位数字，用数字按导线标称截面大小顺序编号;

导线代号

导线类型

LGJ-

JKLYJ-

截面（mm）

120

150

240

120

240

回路数，1位数字，1—单回路；2—双回路；4—四回路;

（4）子模块代码

1）杆塔子模块代码

杆塔子模块代码由两部分组成，即：

（塔型）（塔型系列号）-（呼高）

塔型，1-4段字符或数字组成，其中第1段表示杆塔类型，第2段表示导线排列方式，第3段表示10kV混凝土杆的横担型式或35kV杆塔有无地线，第4段表示10kV混凝土杆为单横担或双横担，各段意义如下：

第1段：

Z-非预应力混凝土直线杆或直线钢管杆和铁塔；YZ-预应力

混凝土直线杆；J—转角杆塔；DJ—终端杆塔；

第2段：

1-上字排列；2-三角形排列；3-水平排列；4-垂直排列；5-鼓形排列；

第3段：

C-瓷担；Z-针式/柱式；X-悬式；D-表示有地线（省略表示无地线），其中前三项和第四项分别针对10kV混凝土杆和35kV杆塔。

第4段：

D-单横担（省略表示双横担），此项只针对10kV混凝土杆。

塔型系列号，用1-2位数字表示直线或耐张塔的塔型序号。

a）直线塔

第一位数字代表水平档距，由小到大表示为1、2、3…；

第二位数字：

1-无拉线混凝土杆；2-人字形拉线混凝土杆；3-十字形

拉线混凝土杆；只有一种形式时可以省略。

b）耐张塔

第一位数字代表水平档距，由小到大表示为1、2、3…,只有一个水平

档距时省略；

第二位数字代表转角度数,由小到大表示为1、2、3…；

呼高，杆塔的呼高（角钢塔、钢管杆）和全高（混凝土杆）。

2）金具组装图子模块代码

金具组装图子模块代码由2段字符组成，各段字符意义如下：

第1段：

D—导线；B—避雷线；T—跳线；

第2段：

X-悬垂；N-耐张；

（5）杆塔命名举例

例：

CSG-35K-LD32—J43—15

代表中国南方电网一35kV架空线部分一螺栓角钢塔、气象分区为D区、子导线标称截面LGJ-150、双回路一导线垂直排列、无地线、3型转角塔、

呼高15m

1.3.3图纸编号

1.3.3.1图纸编号原则如下：

CSG—口□—□—□—口

图纸编号：

01-99

子模块代码

模块代码：

杆塔：

杆塔代码见杆塔命名

HC张力弧垂放线表

JJ:

金具组装图

JD:

接地装置图

TFJ:

铁附件加工图

等径杆加工图

分类代码：

B—变配电部

K-架空线部分

D-电缆部分

电压等级

中国南方电网公司

1.4设计原则

1.4.1设计气象条件

141.1基本风速

根据南方电网五省区的气象条件，结合《66kV及以下架空电力线路设

计规范》中的典型气象区，考虑到经济性、安全性和通用性，本标准设计最大设计风速采用离地10m高，30年一遇10min平均最大风速，分别取25m/s、30m/s和35m/s。

1.4.1.2覆冰取值

综合考虑南方电网五省区2008年冰灾后工程设计冰厚的取值情况，本标准设计的覆冰取值主要原则如下：

最大设计风速为25m/s时：

无冰、5mm10mm20mm和30mm

最大设计风速为30m/s时：

无冰；

最大设计风速为35m/s时：

无冰。

根据上述原则，再对其他气象要素进行适当归并，本标准设计的设计气象

组合见表1.4-1。

表1.4-2导线标称截面和型号

表1.4-135kV架空线路标准设计气象组合

气象组合条件

大气温度（0C）

最高气温

最低气温

-10

-20

最大风速

-5

设计覆冰

-5

安装

-5

-10

大气过电压

内部过电压

年平均气温

风速（m/s）

最大风速

设计覆冰

安装情况

大气过电压

内部过电压

设计覆冰（mm）

冰的密度（g/cm3）

0.9

142导线和地线

导线截面（mrf）

导线型号

适用范围

LGJ-50/8

10mn及以下冰区

LGJ-70/10

LGJ-95/15

120

LGJ-120/20

150

LGJ-150/25

185

LGJ-185/25

240

LGJ-240/30

150

LGJ-150/35

20mn冰区

240

LGJ-240/40

本标准设计杆塔模块的导线分别按150口吊和240mm两种铝截面的钢芯

铝绞线考虑，具体工程使用时请根据实际的导、地线荷载的校验杆塔使用条件。

对应推荐使用的各种导线的主要技术参数见表1.4-3。

根据南方电网五省区电网规划原则，综合考虑现有工程及远期规划中

的导线截面选择情况，本标准设计导线截面和型号按表1.4-2所示:

表1.4-3导线主要技术参数表

型号

LGJ-50/8

LGJ-70/10

LGJ-95/15

LGJ-120/20

LGJ-150/25

LGJ-150/35

LGJ-185/25

LGJ-240/30

LGJ-240/40

构造（根数

x直径，mm）

铝

6X3.20

6X3.80

26X2.15

26X2.70

30X2.50

26X2.38

24X3.15

24X3.42

24X3.60

钢/铝包钢

1X3.20

1X3.80

7X1.67

7X2.1

7X2.50

7X1.85

7X2.10

7X2.66

7X2.40

截面积

2（mm）

铝

48.25

68.05

94.39

148.86

147.26

115.67

187.04

238.85

244.29

钢/铝包钢

8.04

11.34

15.33

24.25

34.36

18.82

24.25

38.90

31.67

总计

56.29

79.39

109.72

173.11

181.62

134.49

211.29

277.75

275.96

直径（mm）

9.6

11.40

13.61

15.07

17.10

17.50

18.90

21.60

21.66

单位质量（kg/km）

195.1

275.2

380.8

466.8

601.0

676.2

706.1

922.2

964.3

综合弹性系数（MPa）

79000

76000

80000

73000

线膨胀系数（1/C）

0.0000191

0.0000189

-6

18.9X10

-6

17.8X10

0.0000196

-6

19.6X10

计算拉断力（N）

16870

23390

35000

41000

54110

65020

59420

75620

83370

角钢塔和混凝土杆的导线安全系数取2.5，钢管杆在无冰区导线安全

系数取10，10mm冰区取8。

本标准设计各类杆塔分别按照带地线和不带地线两种情况考虑，当带地线时，地线选用铝包钢绞线。

在10mm及以下冰区，240口吊截面系列导线

配LBGJ-55-27AC地线，150口帚截面系列导线配LBGJ-50-27AC地线；在20mm冰区，240mm截面系列导线配LBGJ-55-23AC地线，150mm截面系列导线配LBGJ-50-23AC地线。

各种地线的主要技术参数见表1.4-4。

表1.4-4地线主要技术参数表

型

号

LBGJ-50-23AC

LBGJ-55-23AC

LBGJ-50-27AC

LBGJ-55-27AC

构造（根数

铝

—

x直径，mm）

钢/铝包钢

7X3.00

7X3.20

7X3.00

7X3.20

截面积

2（mm）

铝

—

钢

49.48

56.30

49.48

56.30

总计

49.48

56.30

49.48

56.30

直径（mm）

9.00

9.60

9.00

9.60

单位质量（kg/km）

313.34

356.54

295.38

336.04

综合弹性系数（MPa）

134100

126000

线膨胀系数

（1/C）

0.0000129

0.0000134

计算拉断力（N）

53440

60800

47200

53710

1.4.3回路数

标准设计杆塔回路数的设计原则：

混凝土杆均按单回路考虑；

角钢塔和钢管杆在10mm及以下冰区考虑单回路和双回路，在20mm冰

区仅考虑单回路。

1.4.4海拔高度

根据南方电网五省区海拔高度的不同分布情况（广东、广西和海南主

要为0〜1000m,贵州主要为1000〜1500m,云南主要为1500〜2600m）,确定本标准设计模块库海拔高度划分原则如下：

无冰区按0〜1000m考虑，10mn冰区按0〜1500m考虑，20mm冰区按0〜2500m考虑。

1.4.5导线排列方式

综合考虑南方电网五省区以往35kV架空线路的工程经验，本标准设计

杆塔导线排列方式如表1.4-5所示。

表1.4-5导线排列方式

杆塔类型

回路数

塔型

导线排列方式

混凝土杆

单回路

直线

上字形、水平排列

转角

水平排列

角钢塔

单回路

直线/转角

上字形

双回路

直线/转角

垂直排列

钢管杆

单回路

直线/转角

上字形

双回路

直线/转角

垂直排列

146杆塔规划

杆塔规划必须技术可行、经济合理，针对南方电网五省区的特点，制定规划原则，既考虑统一性，又兼顾差异性，使其在具体工程的应用中杆塔的利用系数尽量接近1.0，达到较好的经济效益。

本标准设计杆塔规划的具体方案是：

（1）杆塔水平档距的规划

各种杆塔的水平档距如表1.4-6所示。

表1.4-6杆塔水平档距表

气象条件

杆塔型式

杆塔材质

水平档距（m

10mm及以下冰

直线杆塔

混凝土杆

200、400

区

角钢塔

300、500

气象条件

杆塔型式

杆塔材质

水平档距（m）

钢管杆

100、150

耐张杆塔

混凝土杆、角钢塔

350

钢管杆

100

20mm冰区

直线杆塔

混凝土杆、角钢塔

200、350

耐张杆塔

混凝土杆、角钢塔

300

（2）垂直档距的规划

杆塔的垂直档距取水平档距的1.5倍，并按50m向上取整。

（3）代表档距的规划

代表档距的取值宜根据杆塔的水平档距确定，耐张杆塔还需考虑前后

侧代表档距不同时的张力差；

（4）直线杆塔Kv值的规划：

各种直线杆塔的Kv值宜按表1.4-7考虑，且原则上不得小于0.6。

表1.4-7直线杆塔Kv值

、、、、直线塔塔型

水平档距种类、

1型塔

2型塔

3型塔

4型塔

5型塔

0.75

0.8

0.7

0.8

0.75

0.7

0.8

0.75

0.7

0.75

0.8

0.75

0.7

0.75

0.7

（5）耐张杆塔转角度数规划

耐张混凝土杆转角度数统一按0〜25°、25〜45°和45〜60°三个角

度系列规划。

在10mm及以下冰区，耐张角钢塔和钢管杆转角度数按0〜30°、30〜

60°和60〜90°三个角度系列规划。

在20mm冰区，耐张角钢塔转角度数按0〜30°和30〜60°两个角度系列规划。

（6）杆塔呼高的规划

混凝土杆的全高分16.5、18、22.5m,角钢塔和钢管杆的呼高分12、

15和18m并适当考虑设计部分跨越塔。

（7）杆塔规划的其他要求

本标准设计等径混凝土杆的杆径统一取300mm

角钢塔9m及以下部分采用防盗螺栓；

1.4.7塔头设计规定

为保证本标准设计的通用性和一致性，对塔头设计作出统一规定，包括绝缘配合原则、绝缘子片数、空气间隙取值、防雷保护、塔头布置、间隙圆和联塔金具等。

1.4.7.1绝缘配合原则

标准设计将依照设计规范和相关规定进行绝缘配合设计，满足线路在运行电压、内部过电压和雷电过电压等各种情况下安全可靠接地。

1.4.7.2绝缘子片数

本标准设计35kV架空线路采用悬式绝缘子，在海拔高度0〜2500m范

围内导线悬垂串均采用4片146mm高度的悬式绝缘子，导线耐张串采用5

片146mm高度的悬式绝缘子。

1.4.7.3空气间隙

本标准设计的空气间隙按照《66kV及以下架空电力线路设计规范》（GB

147.7联塔金具

50061-2010）的相关规定选择。

147.4防雷保护

防雷保护要求按照《66kV及以下架空电力线路设计规范》（GB50061-

2010）的相关规定执行。

1.4.7.5塔头布置

导地线布置要求按照《66kV及以下架空电力线路设计规范》（GB

50061-2010）的相关规定执行。

1.4.7.6间隙圆

绘制各类直线塔的间隙圆图原则如下：

（1）绘制间隙圆时，导线悬垂串按单联合成绝缘子串考虑，长度

取1000mm选用重量较轻的合成绝缘子计算各种工况下的摇摆角，并按下

导线和第一带电金具分别检查塔头的电气间隙。

（2）带电部分对杆塔的间隙裕度统一按150mm考虑，带电作业时

不考虑该裕度。

混凝土杆带电作业距离对杆身按不小于0.9m考虑。

（3）跳线弧垂按不小于0.8m考虑。

导地线悬垂、耐张金具均按单挂点设计。

对10mm及以下冰区悬垂挂点

摆动方向采用横线摆动，20mm冰区采用顺线摆动。

与横担连接的第一个金

具应转动灵活且受力合理。

联塔金具规定如下：

（1）混凝土杆

直线杆：

导线采用UB挂板、

耐张杆：

导线、地线均采用

（2）角钢塔和钢管杆

直线塔：

导线、地线均采用

耐张塔：

导线、地线均采用

地线采用U型挂环。

U型挂环。

UB挂板。

U型挂环；跳线采用U型螺丝。

转角度数

大于等于40。

时外角侧加装跳线串，跳线串采用单联串。

1.4.8杆塔荷载

（1）各直线杆塔的塔身风荷载按照最高呼高计算，线条风荷载按照最高呼高减3m计算。

耐张塔均按照最高呼高计算。

（2）耐张塔前后挂点垂直荷载按照2:

8分配，且应考虑一侧上拔情

况，其上拔垂直荷载按照垂直档距的100%计算。

149杆塔设计一般规定、杆塔设计方法

一个工程可以在不同模块中选择杆塔。

149.1一般规定

（1）角钢采用等边角钢，材质为Q235B和Q345B混凝土杆型号采用国标，需合理分级确定型号。

钢管杆材质为Q345E，当为圆柱形时选用无缝钢管。

（2）角钢塔全部为平腿设计。

塔重按经济指标选择根开，但当塔重差别很小时使用较小根开。

（3）基础作用力采用荷载的设计值进行计算。

1.4.9.2设计方法

所有塔需按空间力系建模计算，杆按平面力系计算。

其他未明部分参考现行规程规范。

1.5标准设计使用说明

1.5.1使用说明

首先根据实际工程的气象条件（风速、覆冰厚度）和导线规格查找到相应的杆塔模块，再根据实际使用条件选用适合的杆塔。

在满足条件下，

根据所选的杆塔，可从金具组装图和接地装置图中选用适合的金具串和接地装置。

最后，根据实际工程的气象条件、导线规格和导线安全系数可查得张力弧垂放线表。

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