CN201191742Y - 交流双回路单柱组合耐张塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流双回路单柱组合耐张塔，它包括至少两个主塔，所述的主塔塔体与耐张串连接，耐张串通过跳线与跳线串连接。采用上述技术方案的本实用新型，具有的特点和优点如下：1)采用水平布置跳线和跳线串，跳线不再是耐张塔最低呼称高度和导线层间距的制约因素；2)取消横担，铁塔荷载扭矩大为减小；3)耐张塔全高大幅降低后，铁塔受力弯矩随之大幅降低；4)主塔与副塔可以自由组合；5)两回导线分别挂在两个主柱塔上，避免了双回共塔情况下有外界扰动时整塔都受扰动的缺点，安全可靠度高；6)工程排位经济型好；从工程排、定杆塔位角度分析，经估算，单柱组合耐张塔比鼓型耐张塔，每处耐张的塔材耗量可降低120吨以上。

Description

交流双回路单柱组合耐张塔

技术领域

本实用新型涉及一种高压双回路输电线路的耐张塔，特别是涉及一种特高压双回路单柱组合耐张塔。

背景技术

目前我国1000kV特高压双回路输电线路尚没有的建设和运行经验，准备建设的皖电东送淮南至上海1000kV交流特高压双回输电线路是我国第一条特高压双回输电线路。据以往超高压交流线路的建设、设计经验，输电铁塔材料指标随塔高、设计气象条件及导线等要素的增大而成指数性的增长，铁塔附属设施(指附着的绝缘子、金具等)材料指标也随电压等级、导线等要素的增大而快速增高。我国500kV双回交流线路的铁塔及其附属设施投资约占本体投资的30％左右，正在建设的晋东南-南阳-荆门1000kV特高压单回交流输电线路的铁塔及其附属设施投资约占本体投资的40％左右。1000kV特高压双回交流线路的一般铁塔全高将超过110m，较普通500kV双回交流线路高50m以上，与晋东南-南阳-荆门1000kV特高压单回交流输电线路相比，平均塔高约增加40m以上，加之设计重现期等标准的提高，初步估算，铁塔及其附属设施约占本体投资的60％。

输电线路的耐张塔承担着转角、承受导地线张力、防串倒、隔离事故、定线、调整塔高等重要功能，与工程安全性关系重大；耐张塔因承受导地线张力和角度荷载，塔材、基础及附属的绝缘子、金具、跳线等远远高于同样使用高度的直线塔；对于特高压双回路工程，使用传统的垂直排列的伞型或鼓型耐张塔型式，其全高接近100m，塔材本身重达数百吨；特高压工程的跳线及跳线串不但造价高昂，而且是施工、运行的薄弱环节；受地形地物限制，特高压工程曲折系数较大，需要使用的耐张塔数量多；因此做好耐张塔的规划至关重要。

一般来说，对于500kV及以下的输电线路，耐张塔高度等各种指标主要由使用档距、导线特性、对地距离要求以及与直线塔的配合等因素决定，电压等级越低，跳线及跳线串对耐张塔高度等各种指标影响越小。但是，对于1000kV特高压输电线路，跳线及跳线串长度对耐张塔高度等指标具有决定性的影响。图1是传统I型鼓型耐张塔结构及跳线、跳线串的示意图。

(1)鼓型(伞型)耐张塔跳线及跳线串选择。

根据国内外特高压输电线路对耐张塔跳线及跳线串的研究成果，为控制跳线风偏、降低耐张塔高、缩小横担长度，考虑综合效益，需使用硬跳线方式并配合使用跳线串(单跳串、双跳串或三跳串)。本工程使用8xLGJ-630/45导线，若按伞型耐张塔设计，平均每相导线的跳线需使用1.5串跳线串，每套鼠笼式硬跳线重约2000kg，每相造价约4.5万元，全塔跳线造价达27万元。

(2)跳线与耐张塔起始呼称高度的关系。

对于1000kV特高压线路工程，一般地段，导线对地距离取22m，按鼠笼式或铝管式硬跳方式的跳线串长为10m，分裂间距取1m，考虑综合误差、裕度、相间距离配合以及与直线塔相配合，则耐张塔的起始呼称高度为36m，全高达94米。

(3)跳线与耐张塔层间高度的关系。耐张塔层间高度受相间间隙要求或相对地间隙要求的限制。考虑操作过电压间隙、分裂间距、带电作业的人体活动范围、必要的裕度后，1000kV特高压线路的相间间隙要求为9m，相对地间隙要求为7.5m。对于鼓型耐张塔，若按导线相间距离选取层间距离则只要10m(按单侧800m使用档距考虑)，但计及跳线弧垂、跳线串长和跳线对塔身、横担的间隙要求后，则层间距离不小于21m。可见悬垂型跳线和跳线串对鼓型(伞型)耐张塔的层间距离影响甚大。

(4)跳线与横担长度的关系。

横担长度主要有跳线摇摆角、绝缘配合间隙要求、塔身宽度等因素决定。经初步规划，使用鼓型耐张塔、鼠笼式硬跳线方式，I型转角(0-20°)的横担长度达21m。

(5)跳线与耐张塔结构断面、根开、占地及塔材重量的关系。

耐张塔结构断面、根开、占地及塔材重量受跳线的间接影响。如前所述，鼓型耐张塔的塔高和横担长度主要由跳线及跳线串决定，设计气象条件、地形、地质等其他外在因素一定的条件下，塔高和横担长度又对耐张塔根开、结构断面、占地及塔材重量起决定作用。特别是塔高对全塔各种指标的影响最大、最直接，原因是塔高增大后，不仅导地线张力荷载和垂直荷载对塔身弯矩成倍增长，而且导地线水平荷载要成指数性增长，杆塔自身的风振系数也成指数性增长。

1000kV特高压输电线路双回路塔杆件最大内力为14500kN左右，在使用Q420高强钢的情况下耐张塔需要四组合角钢(或使用Q345的钢管塔)。采用鼓型耐张塔，经优化后的耐张塔根开达20-25m，考虑基础边缘外延3m，单塔占地面积529-784m²，不但占地面积较大，对塔位地形条件的要求也较高。经优化计算后，I型鼓型耐张塔材重量仍达250吨以上。

综上所述，受跳线及跳线串的制约，使用传统型式的鼓型(伞型)耐张塔，不但跳线本身结构复杂、安全可靠度低、造价高，在塔高、横担、根开、占地、结构、重量等方面均具较大不足，且杆塔灵活性、适应性不好，使用较不方便。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种特高压双回路单柱组合耐张塔。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型包括至少两个主塔，上述的主塔塔体与耐张串连接，耐张串通过跳线与跳线串连接。

上述的交流双回路单柱组合耐张塔包括两个主塔，主塔I的塔体上连接设有耐张串，耐张串通过跳线与主塔II上的跳线串相连接；主塔II上设有跳线支架，跳线支架通过跳线与主塔II上的耐张串相连接。

上述的交流双回路单柱组合耐张塔包括两个主塔，每个主塔上均设有跳线支架，跳线支架通过跳线与自身塔体上的跳线串相连接。

上述的交流双回路单柱组合耐张塔还包括至少一个副塔。

上述的交流双回路单柱组合耐张塔包括两个主塔和一个副塔I，上述的副塔I位于两个主塔的一侧；主塔I上的耐张串通过跳线与主塔II上的跳线串连接，主塔II上的耐张串通过跳线与副塔I上的跳线串连接。

上述的副塔I位于两个主塔的中间，主塔I上的耐张串通过跳线与副塔I上的跳线串相连接；主塔II上的耐张串通过跳线与副塔I上另一侧的跳线串相连接。

上述的交流双回路单柱组合耐张塔包括两个主塔和两个副塔；主塔I上的耐张串通过跳线与副塔I上的跳线串相连接；主塔II上的耐张串通过跳线与副塔II上的跳线串相连接。

在上述副塔的顶端，设有避雷针。

采用上述技术方案的本实用新型，具有的特点和优点如下：

1)采用水平布置跳线和跳线串，跳线不再是耐张塔最低呼称高度和导线层间距的制约因素。由于跳线和跳线串不再采用传统的垂直布置方式，一方面能有效减小铁塔上下相导线的层间距离，塔头高度降低20m以上，层间距离减小10m以上，另一方面耐张塔最低呼称高度由杆塔使用档距以及与直线塔的配合决定，呼称高度起点至少可降低6m；全塔总体高度至少降低20m。

2)取消横担，铁塔荷载扭矩大为减小。

3)耐张塔全高大幅降低后，铁塔受力弯矩随之大幅降低。

4)主塔与副塔可以自由组合，自由组合的含义是主、副塔及其相对位置可以改变，不但每个塔位之间的距离可变，而且塔位高程、单塔高度、副塔位置、导线在塔身上的挂点位置、跳线串的挂点位置、跳线串偏角等均可改变。

5)两回导线分别挂在两个主柱塔上，避免了双回共塔情况下有外界扰动时整塔都受扰动的缺点，独立性与抗扰动性强，安全可靠度高。

6)单塔根开及占地面积小。因塔高降低、横担取消、导线荷载分由两个主塔承受，单个主塔根开仅为16m左右，对地形地质条件的适应性大大增强。

7)单基耐张塔重大幅降低。与鼓型的同样呼称高度和使用条件的耐张塔相比，塔重降低110吨以上，超过40％。

8)对塔材及截面型式要求降低。因塔高降低、取消横担，扭矩和弯矩等受力状况得以改善，一般转角铁塔只需要用双组合角钢即可。

9)工程排位经济型好。从工程排、定杆塔位角度分析，经估算，单柱组合耐张塔比鼓型耐张塔，每处耐张的塔材耗量可降低120吨以上。

10)跳线接线简单，使用普通软引跳线即可，既提高跳线的安全可靠性，又能降低跳线造价。

11)灵活性和适应性好。因根开减小，单塔间距、塔位高程、主塔与副塔相对位置、副塔数量均可调节、组合，且主塔与副塔的相对位置可灵活布置，因此灵活性和适应性好。

12)钻越±800kV特高压直流线路较为简单。用来钻越±800kV直流线路时，不但能有效降低直流线路跨越塔高约22m，而且对两者的塔位要求相对灵活。

13)对终端、换位等特殊耐张塔则更具优势。由于取消横担，无论在受力方面还是电气间隙要求方面，0度终端和90度终端相差不多，且变电站出线间隔相邻时，还能互相利用主塔、减少或取消副塔。

14)铁塔试验实施容易、费用低。特高压双回路铁塔若使用鼓型耐张塔，由于塔高很高、荷载极大，试验设备、场地、材料以及实施难度较大，且费用高，特别对大转角耐张塔的试验更存在诸多难题。使用单柱组合耐张塔，这些问题都可避开。

15)经济、社会、环境保护等综合效益突出。

附图说明

图1为传统I型鼓型耐张塔结构及跳线、跳线串示意图；

图2为本实用新型中实施例1的结构示意图；

图3为本实用新型中实施例2的结构示意图；

图4为本实用新型中实施例3的主视结构示意图；

图5为本实用新型中实施例3的俯视图；

图6为本实用新型实施例3中跳线串悬挂正视图；

图7为图6中A-A向示意图；

图8为本实用新型中实施例4的结构示意图；

图9为本实用新型中实施例5的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图2所示，本实用新型包括两个主塔1，2，两个主塔关联组合。主塔I1的塔体上连接设有耐张串5，耐张串5通过跳线6与主塔II2上的跳线串7相连接；主塔II2上设有跳线支架8，跳线支架8通过跳线6与主塔II2上的耐张串5相连接。

实施例2

如图3所示，本实用新型包括两个主塔1，2，两个主塔非关联组合。每个主塔上均设有跳线支架8，跳线支架8通过跳线6与自身塔体上的跳线串7相连接。

实施例3

如图4、图5所示，本实用新型包括两个主塔1，2和一个副塔I3，上述的副塔I3位于两个主塔1，2的一侧；主塔I1上的耐张串5通过跳线6与主塔II2上的跳线串7连接，主塔II2上的耐张串5通过跳线6与副塔I3上的跳线串7连接。

如图6、图7所示，单柱组合耐张塔的跳线是借助相邻塔进行支撑的，且跳线支撑为较为稳定的水平三点支撑，因此不需要使用造价高昂、结构复杂的鼠笼式或铝管式硬跳线，在绝缘间隙设计、跳线及跳线串设计等方面都较为简单。其中绝缘间隙设计主要考虑上下跳线的相间间隙和跳线对相邻塔身的间隙，跳线串设计需要考虑跳线挂点处场强畸变、电晕、跳线弯曲半径等因素而采取双挂点等形式，跳线串下倾角度最大可达36°。

防雷保护是输电线路设计的重要内容之一，但由于1000kV特高压线路绝缘串长、50％冲击放电电压较高，其耐雷水平都比较高，尤其直击雷并不是特高压线路的主要问题。相比直击雷害，由于塔高较高，特高压线路的绕击雷害更多。运行经验表明，交流特高压输电线路雷击跳闸率中绕击跳闸率所占的比例远远大于反击跳闸率所占的比例，因此特高压系统的绕击性能决定了线路的雷击跳闸率，减小绕击率是防雷保护的关键。保护角对线路雷电屏蔽性能影响明显，随着保护角的增大，屏蔽失效率同雷击闪络率都明显增大。由于本实用新型采用双回同塔架设，采用负保户角能较好的解决绕击雷问题并且容易实现。单柱组合耐张塔通过调节导、地线的相对布置位置同样容易实现地线负保护角设计，比如对于转角内侧回路，其导线挂于塔身中间或者塔身外角侧，地线挂于转角内侧。同时为了实现对跳线的有效保护并减小地线支架的长度和高度，可以采取在单柱顶端增加避雷针的方案，造价较低且灵活，避雷针的高度可根据单柱间的距离调整。

实施例4

如图8所示，本实用新型包括两个主塔1，2和一个副塔I3，上述的副塔I3位于两个主塔1，2的中间，主塔I1上的耐张串5通过跳线6与副塔I3上的跳线串7相连接；主塔II2上的耐张串5通过跳线6与副塔I3上另一侧的跳线串7相连接。

上述的跳线6及跳线串7的结构与实施例3相同。

在上述副塔I3的顶端，设有避雷针，其结构与实施例3相同。

实施例5

如图9所示，本实用新型包括两个主塔1，2和两个副塔3，4；主塔I1上的耐张串5通过跳线6与副塔I3上的跳线串7相连接；主塔II2上的耐张串5通过跳线6与副塔II4上的跳线串7相连接。

上述的跳线6及跳线串7的结构与实施例3相同。

在上述的副塔3，4的顶端，设有避雷针，其结构与实施例3相同。

Claims (8)

1、一种交流双回路单柱组合耐张塔，其特征在于：它包括至少两个主塔，所述的主塔塔体与耐张串(5)连接，耐张串(5)通过跳线(6)与跳线串(7)连接。

2、根据权利要求1所述的交流双回路单柱组合耐张塔，其特征在于：所述的交流双回路单柱组合耐张塔包括两个主塔(1，2)，主塔I(1)的塔体上连接设有耐张串(5)，耐张串(5)通过跳线(6)与主塔II(2)上的跳线串(7)相连接；主塔II(2)上设有跳线支架(8)，跳线支架(8)通过跳线(6)与主塔II(2)上的耐张串(5)相连接。

3、根据权利要求1所述的交流双回路单柱组合耐张塔，其特征在于：所述的交流双回路单柱组合耐张塔包括两个主塔(1，2)，每个主塔上均设有跳线支架(8)，跳线支架(8)通过跳线(6)与自身塔体上的跳线串(7)相连接。

4、根据权利要求1所述的交流双回路单柱组合耐张塔，其特征在于：所述的交流双回路单柱组合耐张塔还包括至少一个副塔。

5、根据权利要求1或4所述的交流双回路单柱组合耐张塔，其特征在于：所述的交流双回路单柱组合耐张塔包括两个主塔(1，2)和一个副塔I(3)，所述的副塔I(3)位于两个主塔(1，2)的一侧；主塔I(1)上的耐张串(5)通过跳线(6)与主塔II(2)上的跳线串(7)连接，主塔II(2)上的耐张串(5)通过跳线(6)与副塔I(3)上的跳线串(7)连接。

6、根据权利要求5所述的交流双回路单柱组合耐张塔，其特征在于：所述的副塔I(3)位于两个主塔(1，2)的中间，主塔I(1)上的耐张串(5)通过跳线(6)与副塔I(3)上的跳线串(7)相连接；主塔II(2)上的耐张串(5)通过跳线(6)与副塔I(3)上另一侧的跳线串(7)相连接。

7、根据权利要求1或4所述的交流双回路单柱组合耐张塔，其特征在于：所述的交流双回路单柱组合耐张塔包括两个主塔(1，2)和两个副塔(3，4)；主塔I(1)上的耐张串(5)通过跳线(6)与副塔I(3)上的跳线串(7)相连接；主塔II(2)上的耐张串(5)通过跳线(6)与副塔II(4)上的跳线串(7)相连接。

8、根据权利要求4所述的交流双回路单柱组合耐张塔，其特征在于：在所述副塔的顶端，设有避雷针。

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