CN105386632A - 一种防风偏的特高压直流直线塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防风偏的特高压直流直线塔，属于输电线路用铁塔领域。该直线塔包括直立设置的塔身、设置在塔身顶部的长直臂横担、设置在塔身中部的短直臂横担、4个上挂点、2个下挂点、2个V型绝缘子串、2个I型绝缘子串；塔身、长直臂横担和短直臂横担的中心线重合；上挂点设置在长直臂横担的两端以及长直臂横担下端与塔身连接处的两端；下挂点设置在短直臂横担的两端；V型绝缘子串的上端部与位于塔身同侧的两个上挂点连接，下端部悬挂I型绝缘子串的上端部，I型绝缘子串的下端部与下挂点连接，并使I型绝缘子串平行于塔身的中心线。本发明提供的直线塔不仅能有效降低塔重，且能确保当风速大于43m/s时，其上的绝缘子串不会发生大角度风偏。

Description

一种防风偏的特高压直流直线塔

技术领域

本发明涉及输电线路用铁塔领域，特别涉及一种防风偏的特高压直流直线塔。

背景技术

特高压直流输电(UHVDC)是指±800kV(±1100kV)及以上电压等级的直流输电及相关技术，其主要特点是输送容量大、电压高，可用于电力系统非同步联网。在我国特高压电网建设中，将以1000kV交流特高压输电为主形成特高压电网骨干网架，实现各大区电网的同步互联；±800kV、±1100kV特高压直流输电则主要用于远距离、中间无落点、无电压支撑的大功率输电工程。在特高压直流输电线路中，直线塔是最常用的塔型，一般用来承受导线的重力，即垂直荷载。我国输电线路向特高压和大容量输电技术发展，铁塔亦随之向大型化发展。直线塔的型式，包括挂线方式、铁塔外型等直接决定了整个工程的造价。对于直线塔来说，导线的挂线方式直接决定了塔头尺寸的大小，所谓塔头尺寸主要是指塔头极间距离的大小，极间距离是综合考虑电磁环境、绝缘子串长度、绝缘子串夹角、空气间隙等因素而确定的，是影响塔重指标的重要因素，极间距离越大，杆塔横担越长，相同导线荷载下对杆塔产生的力矩越大，塔材指标也就越高。

随着我国西电东送战略的实施，特高压线路途经地域的气象条件日趋复杂，在新疆部分地区，杆塔设计风速甚至大于40m/s。在此风速条件下，±800kV与±1100kV等直流特高压输电工程由于杆塔电气间隙的影响，如仍采用常规直流的直线杆塔型式，导线横担总长将为70～80m，极间距离达37～42m，通常设计要求塔头极间距离不小于22m，由于极间距离过大，导致塔重大大增加，同时占用走廊宽度也大大增加，严重影响了铁塔的钢材耗量和线路的走廊宽度，影响线路的经济性。为了解决上述问题，现有技术提供了一种特高压直流曲臂直线塔，包括：单回路曲臂直线塔和多回路曲臂直线塔，其中，单回路曲臂直线塔至少包括：塔身、绝缘子串、曲臂横担、地线支架、横担挂点、塔身挂点；横担挂点设置在该曲臂横担上，塔身挂点设置在塔身上。曲臂横担设置在塔身的顶部，曲臂横担顶部设置有地线支架，横担挂点和塔身挂点连接V型绝缘子串。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的特高压直流曲臂直线塔，当面对风速大于43m/s时的环境时，其上的V型绝缘子串容易发生大角度的风偏。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种防风偏的特高压直流直线塔。具体技术方案如下：

一种防风偏的特高压直流直线塔，包括直立设置的塔身，所述特高压直流直线塔还包括设置在所述塔身顶部的长直臂横担、设置在所述塔身中部的短直臂横担、4个上挂点、2个下挂点、2个V型绝缘子串、2个I型绝缘子串；

所述塔身、所述长直臂横担和所述短直臂横担的中心线重合；所述上挂点分别设置在所述长直臂横担的左右两端以及所述长直臂横担下端与所述塔身的连接处的左右两端；所述下挂点设置在所述短直臂横担的左右两端；

所述V型绝缘子串的上端部分别与位于所述塔身同侧的两个上挂点连接，下端部悬挂所述I型绝缘子串的上端部，所述I型绝缘子串的下端部与一个所述下挂点连接，并使所述I型绝缘子串平行于所述塔身的中心线。

具体地，作为优选，所述特高压直流直线塔还包括两个地线支架，对称地设置在所述长直臂横担顶部的两侧。

具体地，作为优选，所述长直臂横担由横担本体和设置在所述横担本体两端的两个下降型楔形端构成；

所述横担本体的下端面和所述下降型楔形端的下端面位于一个水平面上。

具体地，作为优选，所述短直臂横担由两个上升型楔形端构成，两个上升型楔形端的上端面位于一个水平面上；

两个所述上升型楔形端对称地设置在所述塔身中部相对的两侧。

具体地，作为优选，所述下降型楔形端和所述上升型楔形端的楔形角均为10°-50°。

具体地，作为优选，所述长直臂横担水平方向上的长度为20-26m。

具体地，作为优选，所述塔身、所述长直臂横担、所述短直臂横担均呈格构式结构。

具体地，作为优选，所述塔身呈八字形结构，由上端至下端，宽度逐渐增加。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的特高压直流直线塔，通过将曲臂横担变换成长直臂横担和短直臂横担，并在此基础上，将V型绝缘子串上部的挂点两端分别与设置在长直臂横担的左右两端以及长直臂横担下端与塔身的连接处的左右两端进行连接，I型绝缘子串的下端部与下挂点连接，同时使V型绝缘子串下部的挂点竖直悬挂I型绝缘子串，如此设置，通过上述各个部件的配合作用，一方面能实现在满足电气间隙的前提下减小长直臂横担的长度，进而减小塔头极间距离，降低塔重，减少输电线路所占用的走廊面积及拆迁量，提高经济性。另一方面，还能确保当风速大于43m/s时，该直线塔上的绝缘子串不会发生大角度风偏。可见，本发明实施例提供的特高压直流直线塔，适用于43m/s及以上设计风速区的±800kV、±1100及以上的直流特高压输电工程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的防风偏的特高压直流直线塔的结构示意图。

附图标记分别表示：

1塔身，

2长直臂横担，

201上挂点，

3短直臂横担，

301下挂点，

4V型绝缘子串，

5I型绝缘子串，

6间隙圆，

7地线支架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如附图1所示，本发明实施例提供了一种防风偏的特高压直流直线塔，包括直立设置的塔身1、设置在塔身1顶部的长直臂横担2、设置在塔身1中部的短直臂横担3，4个上挂点201、2个下挂点301、2个V型绝缘子串4、2个I型绝缘子串5。塔身1、长直臂横担2和短直臂横担3的中心线重合；上挂点201分别设置在长直臂横担2的左右两端以及长直臂横担2下端与塔身1的连接处的左右两端；下挂点301设置在短直臂横担3的左右两端；V型绝缘子串4的上端部分别与位于塔身1同侧的两个上挂点201连接，下端部悬挂I型绝缘子串5的I型绝缘子串5，I型绝缘子串5的下端部与一个下挂点301连接，并使I型绝缘子串5平行于塔身1的中心线。

本发明实施例提供的特高压直流直线塔，通过将曲臂横担变换成长直臂横担2和短直臂横担3，并在此基础上，将V型绝缘子串4上部的挂点两端分别与设置在长直臂横担2的左右两端以及长直臂横担2下端与塔身1的连接处的左右两端进行连接，I型绝缘子串5的下端部与下挂点301连接，同时使V型绝缘子串4下部的挂点竖直悬挂I型绝缘子串5，如此设置，通过上述各个部件的配合作用，一方面能实现在满足电气间隙的前提下减小长直臂横担2的长度，进而减小塔头极间距离，降低塔重，减少输电线路所占用的走廊面积及拆迁量，提高经济性。另一方面，还能确保当风速大于43m/s，例如为52m/s时，该直线塔上的绝缘子串不会发生大角度风偏。可见，本发明实施例提供的特高压直流直线塔，适用于43m/s及以上设计风速区的±800kV、±1100及以上的直流特高压输电工程。其中，上述风速指的是10分钟内距地面10m高度位置处的平均风速。

本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例提供的防风偏的特高压直流直线塔为单回路直线塔。其中，V型绝缘子串4和I型绝缘子串5均为本领域常见的结构，一般是由几个绝缘子元件组合在一起构成柔性悬垂绝缘子串，用于不同电压等级的高压输电线路上悬挂固定导线并使导线与导线间、导线与横担间、导线与塔身1间、导线与大地间绝缘。在施工中，输电线路塔头极间距离校核是保证架空输电线路安全运行的重要措施。目前主要采用的是间隙圆法，即直接在设计图纸上做间隙圆，见图1中所示的间隙圆6，确定每基杆塔的最大允许风偏角，然后按最大允许风偏角来校核各种气象条件下的风偏。

具体地，如附图1所示，该特高压直流直线塔还包括两个地线支架7，这两个地线支架7对称地设置在长直臂横担2顶部的两侧，用于悬挂地线。

具体地，本发明实施例提供的防风偏的特高压直流直线塔中，长直臂横担2由横担本体和设置在横担本体两端的两个下降型楔形端构成，塔身1垂直穿过横担本体的中部。横担本体的下端面和下降型楔形端的下端面位于一个水平面上。而短直臂横担3由两个上升型楔形端构成，两个上升型楔形端的上端面位于一个水平面上，且两个上升型楔形端对称地设置在塔身1中部相对的两侧。本发明实施例通过将长直臂横担2和短直臂横担3进行如上设置，具有有效减小了V绝缘子串4风偏的效果。具体地，作为优选，下降型楔形端和上升型楔形端的楔形角均为10°-50°，例如15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°等。其中，上述的楔形角指的是各楔形端部尖端部分的角度。

为了尽可能降低长直臂横担2的长度，且保证I型绝缘子串5竖直悬挂在V型绝缘子串4下部，本发明实施例中，长直臂横担2水平方向上的长度为20-26m，例如21m、22m、23m、24m、25m、25.6m等，而短直臂横担3在水平方向上的长度只需满足其上升型楔形端上的下挂点301与位于同侧的两个上挂点201的中点在一条竖直的直线上即可。本发明实施例提供的特高压直流直线塔，相比现有技术提供的直线塔，其长直臂横担2的长度可减少4-5米、塔头极间距离可减少8-10米，塔重降低10-20％。

作为优选，为了进一步降低塔重，本发明实施例提供的特高压直流直线塔中，塔身1、长直臂横担2、短直臂横担3以及地线支架均呈格构式结构。而塔身1作为直线塔的主体部分，其结构可以为本领域常见的通用结构，优选呈八字形结构，由上端至下端，该塔身1的宽度逐渐增加，如此不仅进一步降低该直线塔的塔重，且同时保证了该直线塔的稳固性。

基于上述可知，本发明实施例提供的特高压直流直线塔的塔重降低主要基于以下四方面的原因：

1、在高风速区，塔身1风荷载为塔重的主要控制荷载，通过减小塔头尺寸，减小了挡风面积，降低了作用于杆塔的风荷载，而塔身1的减重是塔重减小的主要原因；

2、极间距离减小导致了横担减小，线重(即垂直档距)减小了横担的弯矩，而使得横担重量降低；

3、极间距离减小导致铁塔横向弯矩降低，从而使塔身1的上部主斜材规格减小，塔重降低；

4、极间距离减小，减小了铁塔在断线和不均匀冰工况时的扭力臂，从而减小塔身1的斜材规格，而使得塔重降低。

综上所述，本发明实施例提供的特高压直流直线塔，通过如上配合设置长直臂横担2与短直臂横担3，使其适用于风速为38m/s及以上设计风速区的±800kV、±1100及以上特高压直流线路的铁塔。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防风偏的特高压直流直线塔，包括直立设置的塔身，其特征在于，所述特高压直流直线塔还包括设置在所述塔身顶部的长直臂横担、设置在所述塔身中部的短直臂横担、4个上挂点、2个下挂点、2个V型绝缘子串、2个I型绝缘子串；

所述塔身、所述长直臂横担和所述短直臂横担的中心线重合；所述上挂点分别设置在所述长直臂横担的左右两端以及所述长直臂横担下端与所述塔身的连接处的左右两端；所述下挂点设置在所述短直臂横担的左右两端；

所述V型绝缘子串的上端部分别与位于所述塔身同侧的两个上挂点连接，下端部悬挂所述I型绝缘子串的上端部，所述I型绝缘子串的下端部与一个所述下挂点连接，并使所述I型绝缘子串平行于所述塔身的中心线。

2.根据权利要求1所述的特高压直流直线塔，其特征在于，所述特高压直流直线塔还包括两个地线支架，对称地设置在所述长直臂横担顶部的两侧。

3.根据权利要求1所述的特高压直流直线塔，其特征在于，所述长直臂横担由横担本体和设置在所述横担本体两端的两个下降型楔形端构成；

所述横担本体的下端面和所述下降型楔形端的下端面位于一个水平面上。

4.根据权利要求3所述的特高压直流直线塔，其特征在于，所述短直臂横担由两个上升型楔形端构成，两个上升型楔形端的上端面位于一个水平面上；

两个所述上升型楔形端对称地设置在所述塔身中部相对的两侧。

5.根据权利要求4所述的特高压直流直线塔，其特征在于，所述下降型楔形端和所述上升型楔形端的楔形角均为10°-50°。

6.根据权利要求5所述的特高压直流直线塔，其特征在于，所述长直臂横担水平方向上的长度为20-26m。

7.根据权利要求1所述的特高压直流直线塔，其特征在于，所述塔身、所述长直臂横担、所述短直臂横担均呈格构式结构。

8.根据权利要求1-7任一项所述的特高压直流直线塔，其特征在于，所述塔身呈八字形结构，由上端至下端宽度逐渐增加。