CN201306034Y - 重冰区垂直排列双回路塔 - Google Patents

Abstract

重冰区垂直排列双回路塔，涉及一种适用于重覆冰区架空输电的铁塔，目的是解决现有技术不能适应重冰区输电走廊资源日益稀缺的问题，包括塔体和设置在塔体上部、用于承载输电线的横担，所述横担包括从上到下依次排列的第一横担、第二横担、第三横担，第一横担、第二横担、第三横担位于塔体的相同侧部位分别设置有由悬垂绝缘子串构成、用于挂接同一回路三相输电线的挂接点，则在塔体的两侧可挂接双回路输电线，适用于重冰区进行电力输送，可节约走廊资源，减少线路走廊对民房和障碍物的拆迁量，减少对林木的砍伐，提高单位走廊的输电能力，体现了资源节约、环境友好的电网建设方针。

Description

重冰区垂直排列双回路塔

技术领域

本实用新型属于一种架空输电线路使用的电力设备，特别涉及一种适用于重覆冰区架空输电的电力输电塔。

背景技术

随着我国经济的高速发展，对电力的需求越来越旺盛，我国西部水电资源丰富，通过更大规模的“西电东送”，可以将更多的电能向外传输。

目前，输电线路容量逐步提高、输电回路数越来越多，造成了电力架空线路走廊的资源越来越少，西部地区恶劣的自然环境，尤其是重覆冰使得走廊资源问题更加突出。

重冰区线路的特点，一是冰荷载大，成为控制线路各部件强度的主要荷载条件；二是具有较特殊的静、动态特性(如：不均匀覆冰、脱冰跳跃、覆冰绝缘子闪络等)，对杆塔的纵向、抗扭刚度及强度具有较高的要求；三是运行维护困难，不但事故率高，而且需在冰雪天地下巡查、抢修，事故停电时间长。

由于重冰区存在脱冰跳跃(控制线与线间的垂直距离)和舞动(控制线与线间的水平距离)的问题，而轻冰区则不受冰跳和舞动控制，轻冰区的输电塔结构都无法解决脱冰跳跃和舞动的问题，同时从设计荷载上也没有考虑到不均匀冰的组合对输电塔的影响。

目前国内重冰区所采用的输电塔均为单回结构，尚无同塔双回及多回架设的先例。而重冰区输电塔的单回结构尽管解决了荷载组合的问题，但由于脱冰跳跃和舞动的问题也是按水平排列设计塔型。双回路塔若按单回路塔采用水平排列结构，则导致横担宽度过大，走廊宽度相当于两个单回路的走廊宽度，解决不了走廊资源问题，并且塔重也较两个单回重得多，反而增加了投资。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术不能适应重冰区输电走廊资源日益稀缺的问题，提供一种适用于重冰区的垂直排列双回路塔，可以缓解日益稀缺的走廊资源，大幅减少线路走廊对民房和障碍物的拆迁量，减少对林木的砍伐，在保护好环境的同时提高单位走廊的输电能力。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

重冰区垂直排列双回路塔，包括塔体和设置在塔体上部、用于承载输电线的塔头，所述横担包括从上到下依次排列的第一横担、第二横担、第三横担，第一横担、第二横担、第三横担位于塔体的相同侧部位分别设置有由悬垂绝缘子串构成、用于挂接同一回路三相输电线的挂接点，则在塔体的两侧可挂接双回路输电线。

位于塔体一侧的第二横担上的挂接点到塔体垂直中线的距离，大于第一横担、第三横担位于塔体同侧部位的挂接点到塔体垂直中线的距离，第一横担、第二横担、第三横担位于塔体的相同侧部位用于挂接同一回路的挂接点构成鼓形。

或是，位于塔体一侧的第二横担上的挂接点到塔体垂直中线的距离，小于第一横担、第三横担位于塔体同侧部位的挂接点到塔体垂直中线的距离，第一横担、第二横担、第三横担位于塔体的相同侧部位用于挂接同一回路的挂接点构成双曲线形，或称之为腰形。

或是，第一横担、第二横担、第三横担位于塔体的相同侧部位用于挂接同一回路的挂接点到塔体垂直中线的距离依次增大，构成伞形。

所述第一横担、第二横担、第三横担上挂接的同一回路三相输电线的垂直线间距离为：对于直线塔是18m；对于耐张塔是16m。

所述第一横担、第二横担、第三横担上挂接同一回路的输电线的挂线方式为“I型”。

采用上述结构的本实用新型，可以在重冰区安装铺设双回路输电线路，其垂直排列的双回路结构，可以节约线路走廊资源，对于减少房屋拆迁、走廊清理、林木砍伐、环境保护等有着很大的改观，大幅度避免了因环境破坏带来的社会问题，同时提高了线路单位走廊面积的输送容量，促进了电网的发展。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的结构示意图；

图3是本实用新型实施例2的结构示意图；

图4是本实用新型实施例3的结构示意图；

图中标号：1是塔体，2是第一横担，3是第二横担，4是第三横担。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

实施例1：

如图1所示，重冰区垂直排列双回路塔包括塔体1和安装在塔体1上部的第一横担2、第二横担3、第三横担4，第一横担2、第二横担3、第三横担4分别以塔体1为轴左右对称。

第一横担2、第二横担3、第三横担4的两端分别各设置有一处以悬垂绝缘子串构成、用于挂接输电线路的挂接点。位于塔体1一侧的第二横担3上的挂接点到塔体1垂直中线的距离，大于第一横担2、第三横担4位于塔体1同侧部位的挂接点到塔体1垂直中线的距离，第一横担2、第二横担3、第三横担4位于塔体1的相同侧部位用于挂接同一回路三相输电线的挂接点构成鼓形(如图1的虚线所示)，因此，在塔体1的两侧，构成了可以挂接传输两个回路的鼓形挂接点。

如图1所示，本实施例中，同一回路的悬垂绝缘子串的挂线方式都为“I型”。

本实施例中，双回路塔的具体技术指标根据下述方法确定：

(1)根据重冰区线路脱冰动态响应，确定重冰区同塔双回路导地线排列方式及导地线间距离的选取方法，并以500kV线路、20mm覆冰厚度、I型塔来确定线间距离的具体值；

(2)根据导地线排列方式、线间距离和电气间隙，确定重冰区同塔双回路的杆塔型式；

(3)重冰区同塔双回荷载取值和荷载组合的研究；

(4)根据有限元建模计算，得出重冰区同塔双回路塔的技术指标。

确定各指标的具体过程如下：

杆塔线间距离的大小主要由两方面决定，一方面是塔头的间隙(包括相对地、相对相的安全距离)及悬垂绝缘子串的风偏大小，另一方面是在档距中央，相导线由于风作用时的不同步摇摆以及由于脱冰跳跃、导线舞动等因素而互相接近，要求保持一定的安全距离。

(1)导地线排列方式和线间距离的确定

同塔双回路有六相导线和两根地线，即每回有三相导线排列成如图1所示的鼓形。

1)垂直线间距离的选取

重覆冰线路导线和地线在档距中央的垂直距离除满足过电压保护要求外，还要校验导线和地线不同期脱冰时的静态接近垂直距离，此距离不应小于线路操作电压的间隙值。

导地线间在不均匀脱冰情况下危险接近时，按连续档中间一档导线脱冰，其余档导线和地线不脱冰计算。中间档的脱冰率，330kV及以上重冰区线路可选不小于设计冰重的80％。

地线支架高度按防止导、地线之间闪络和防雷要求来确定，具体要求如下。

a满足导地线不均匀覆冰时静态接近的要求及导线脱冰跳跃和覆冰舞动时动态接近的要求。

b根据防雷要求，在气温15℃无风条件下，档距中央导线与地线间距离，保持S≥0.012L+1m，其中L为档距。

c塔上两根地线之间的距离，不应超过地线与导线间垂直距离的5倍。

(1)直线塔垂直线间距离和地线支架高度的选取

以7个等档距覆冰，导线第四档脱冰，脱冰率为80％、100％，确定导线之间满足相间操作过电压间隙或地线与相邻导线间满足相地操作过电压间隙的要求，得到如下表所示的直线塔垂直线间距离(单位：m)。

表1

以上弧垂包括悬垂绝缘子串的长度。

取直线塔垂直线间距离为18m，地线支架高度6m。

(2)耐张塔垂直线间距离和地线支架高度的选取

以7个等档距覆冰，导线第一档脱冰，脱冰率为80％、100％，确定导线之间满足相间操作过电压间隙或地线与相邻导线间满足相地操作过电压间隙的要求，得到如下表所示的耐张塔垂直线间距离(单位：m)

表2

以上弧垂也包括悬垂绝缘子串的长度。

基于耐张塔要配合较大使用条件的直线塔，最大档距选取600m，确定取耐张塔垂直线间距离为16m，地线支架高度6m。

(3)导线舞动时要求的导线层间距和地线支架高度

为提高通用性，校验对舞动时要求的导线层间距和地线支架高度，由于导地线舞动过程比较复杂，舞动校验时按照导线舞动地线不舞动进行校验。同时考虑到双回路的重要性，舞动时的电气间隙值在工作电压间隙的基础上增加2m的裕度，其校核结果表明舞动不控制，故按不均匀冰条件下选择导线层间距和地线支架高度。

2)导线间和地线与相邻导线间水平位移

根据重冰区脱冰动态相应的研究，在脱冰跳跃动态情况下，下层导线跳跃高度约为1.86△f(△f为导线脱冰前后的弧垂差)，也就是说动态情况下，下层导线会跳跃到未脱冰的上层导线或地线上方，因此，为避免相间闪络或相地闪络，必须保证在脱冰跳跃动态情况下，导线间或导地线间满足工频相间间隙或工频相地间隙，这个要求主要靠水平位移来保证。

水平位移≥工作电压间隙值+组合导线半径+导线运动过程中最大偏移距离超高压线路所要求的最小水平位移值见下表。

表3

上表中“220kV线路认可的安全距离”是在一般的400m及以下运行档距而得来，如果使用档距过大，则上列安全距离宜相应增加。。

在档距400m时，覆冰同时风速为10m/s情况下，导线脱冰跳跃的水平位移幅值约1.4m，覆冰同时风速为15m/s情况下，导线脱冰跳跃的水平位移幅值约2.4m。在档距500m时，覆冰同时风速为10m/s情况下，导线脱冰跳跃的水平位移幅值约2m，覆冰同时风速为15m/s情况下，导线脱冰跳跃的水平位移幅值约4m。可见在档距400m时，覆冰同时风速为10m/s情况下，导线脱冰跳跃的水平位移幅值与目前重冰区运行经验较为吻合。

各地由于覆冰天气形势不同，覆冰同时风速差异很大。从电线覆冰的条件看，一般覆冰时风速在2～7m/s，不超过10m/s。但从铁塔荷载设计上，为安全计重冰区覆冰同时风速取15m/s。

因此，本实施例取覆冰同时风速为10m/s，得到相应的水平位移如下表所示。

表4

 

项目	间隙m	组合导线半径m	导线脱冰跳跃的水平幅值m	计算的最小偏移距离m	推荐值m
						地线与相邻导线间	1.6	0.225	2	3.825	3.85
相邻导线间	2.6	2×0.225	2	5.05	5.05

根据上述方法确定本实施例的重冰区垂直排列双回路塔的塔头尺寸如下表所示(单位：m)。

表6

 

项目	水平距离	垂直距离
			导线与地线	3.85	6.0
导线与导线	5.05	18.0(直线塔)/16.0(耐张塔)

实施例2～实施例4：

图2～图4分别对应实施例2～实施例4，各实施例的结构采用如实施例1的鼓形排列，同一回路的各相导线的挂线方式都为“I型”。

实施例2～实施例4，均能满足电气性能要求，主要的区别在于上导线和地线支架的构型，由此而导致的塔重也略有不同。

实施例5：

本实施例的双回路塔除以下结构与实施例1不同外，其它结构与实施例1相同。

位于塔体1一侧的第二横担3上的挂接点到塔体1垂直中线的距离，小于第一横担2、第三横担4位于塔体1同侧部位的挂接点到塔体1垂直中线的距离，第一横担2、第二横担3、第三横担4位于塔体1的相同侧部位用于挂接同一回路的挂接点构成双曲线形，或称之为腰形。

实施例6：

本实施例的双回路塔除以下结构与实施例1不同外，其它结构与实施例1相同。

第一横担2、第二横担3、第三横担4位于塔体1的相同侧部位用于挂接同一回路的挂接点到塔体1垂直中线的距离依次增大，构成伞形。

Claims (6)

1、重冰区垂直排列双回路塔，包括塔体(1)和设置在塔体(1)上部、用于承载输电线的塔头，其特征在于，所述塔头包括从上到下依次排列的第一横担(2)、第二横担(3)、第三横担(4)，第一横担(2)、第二横担(3)、第三横担(4)位于塔体(1)的相同侧部位分别设置有由悬垂绝缘子串构成、用于挂接同一回路三相输电线的挂接点。

2、如权利要求1所述重冰区垂直排列双回路塔，其特征在于，位于塔体(1)一侧的第二横担(3)上的挂接点到塔体(1)垂直中线的距离，大于第一横担(2)、第三横担(4)位于塔体(1)同侧部位的挂接点到塔体(1)垂直中线的距离，第一横担(2)、第二横担(3)、第三横担(4)位于塔体(1)的相同侧部位用于挂接同一回路的挂接点构成鼓形。

3、如权利要求1所述重冰区垂直排列双回路塔，其特征在于，位于塔体(1)一侧的第二横担(3)上的挂接点到塔体(1)垂直中线的距离，小于第一横担(2)、第三横担(4)位于塔体(1)同侧部位的挂接点到塔体(1)垂直中线的距离，第一横担(2)、第二横担(3)、第三横担(4)位于塔体(1)的相同侧部位用于挂接同一回路的挂接点构成双曲线形，或称之为腰形。

4、如权利要求1所述重冰区垂直排列双回路塔，其特征在于，第一横担(2)、第二横担(3)、第三横担(4)位于塔体(1)的相同侧部位用于挂接同一回路的挂接点到塔体(1)垂直中线的距离依次增大，构成伞形。

5、如权利要求1或2或3或4所述重冰区垂直排列双回路塔，其特征在于，所述第一横担(2)、第二横担(3)、第三横担(4)上挂接的同一回路三相输电线的垂直线间距离为：对于直线塔是18m；对于耐张塔是16m。

6、如权利要求1或2或3或4所述重冰区垂直排列双回路塔，其特征在于，所述第一横担(2)、第二横担(3)、第三横担(4)上挂接同一回路的输电线的挂线方式为“I型”。

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