CN203924855U - 一种重冰区特高压交流干字型耐张塔 - Google Patents

一种重冰区特高压交流干字型耐张塔 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种重冰区特高压交流干字型耐张塔,包括塔身、横担和跳线串,所述横担连接于所述塔身的主材,所述横担的两个侧面桁架均设置有跳线串挂点,且两侧所述跳线串挂点之间设有用于连接金具的空间,所述跳线串通过所述金具连接于所述跳线串挂点。当塔身前后两侧的跳线串连同跳线处于重覆冰的状态下或两侧覆冰不均时,垂直载荷可以通过横担前后两个侧面桁架直接传递给塔身的主材。相对于现有的耐张塔的结构与布置方式,本方案省去了跳串支架并避免了由跳串支架对横担端部造成的扭矩,减少传力路径的同时避免横担受扭,从而增强了耐张塔的抗扭能力,保证了输电线路的安全运行。

Description

一种重冰区特高压交流干字型耐张塔
技术领域
本实用新型涉及高压输电线路技术领域,尤其涉及一种重冰区特高压交流干字型耐张塔。
背景技术
输电线路铁塔是支持高压、超高压或特高压架空送电线路的导线和避雷线的构筑物。铁塔的结构主要包括塔身和横担两部分。横担是杆塔中重要的组成部分,它的作用是用来安装绝缘子及金具,以支承导线、避雷线,并使之按规定保持一定的安全距离。铁塔的塔身是纵截面为锥形的立体桁架,桁架的横断面多呈正方形或矩形。立体桁架的每一侧面均为平面桁架,每一侧面桁架简称为一个塔片。立体桁架的四根主要杆称为主材。相邻两主材之间用斜材及水平材连接。各主材、斜材或塔片等统称为构件。
根据铁塔在输电线路中的用途和功能一般可分为直线、耐张、转角、终端、换位、跨越等六种类别的杆塔。其中,耐张塔是输电线路中用耐张绝缘子串(组)悬挂导线或分裂导线的承受导线张力的杆塔,即,耐张塔除支承导线和架空地线的重力和风力外,还承受这些线条的张力。另外,根据覆冰厚度的不同,线路可分为轻冰区、中冰区、重冰区等。其中,重冰区指可能发生线路覆冰厚度在20mm及以上的地区。
随着我国首条特高压输电线路试验示范工程的成功运行,更多跨区域特高压输电线路建设已经启动。由于输送距离长,线路设计气象条件往往比较复杂,当线路经过覆冰严重、资料缺乏的部分区域时,输电线路冰害事故频发,特高压线路的覆冰环境参数及其防冰措施的设计面临极大的困难与风险。如何根据重冰区的覆冰情况,合理地分析铁塔的受力情况,从而设计出一个经济、可靠的铁塔,是特高压线路设计的一项极为重要的工作。
现有的重冰区交流输电线路中,耐张塔仅在500kV和220kV线路中有应用经验,对于1000kV特高压交流耐张塔仅在轻、中冰区有应用,在重冰区尚无应用经验。目前,各电压等级单回路耐张塔通常采用干字形铁塔,其铁塔通常采用单角钢或组合角钢结构,具有结构简单的优点。
图1为现有轻冰区常用的耐张塔结构与布置形式示意图,该耐张塔包括导线横担04、地线横担01和塔身02,其中,地线横担01设置在塔身02的塔头顶部,用于悬挂地线及跳线串,上导线挂于塔身隔面处的导线挂点03,下导线挂于导线横担04。地线横担01和导线横担04的端部均设置有用于悬挂跳线串的跳串支架06,跳串支架06包括连接于横担端部的矩形框架061,以及连接于矩形框架061的三角形框架062。如图2和图3所示,为了节省材料,降低成本,现有的耐张塔往往将三角形框架062沿跳线延伸方向的宽度设计为大于横担的宽度,即伸出于横担前后两侧桁架(指沿导线的走线方向前后依次布置的两个侧面桁架,下同),以预留出安装两个跳线串金具的空间,保证跳线串之间的安全距离,且横担前后两侧桁架均设置有三角形框架062,三角形框架062的端部为跳线串挂点08。上导线跳线串07挂于地线横担01的跳串支架06,下导线跳线串05挂于导线横担04的跳串支架06。上导线跳线串07与下导线跳线串05均采用垂直悬挂的直线型跳线串,在强风下跳线串与跳线容易发生摆动。
由于跳线串挂点08设置在三角形框架062的端部,两侧跳线串连同两侧的跳线在重覆冰情况下的重力增加,因此会对跳串支架06向下施加很大的作用力,该作用力通过跳串支架06传递至横担,再通过横担传递至塔身02的主材。当其中一侧跳线串或跳线的覆冰融化,或者两侧覆冰重量不同时,两侧跳线串与跳线对跳串支架06施加的力的大小也就不同,所以就会对跳串支架06施加一个扭矩,在重覆冰情况下的跳线串与跳线的重量往往很大,而横担端部的宽度小于跳串支架06的宽度,因此,可能使横担发生扭转变形,从而导致输电线路安全事故的发生。可见,现有耐张塔的抗扭能力较差,结构布置不合理。
另外,由于1000kV特高压输电线路需要采用大截面导线,在重冰区,覆冰严重的导线会对横担产生很大的拉力,塔身前后两侧导线的覆冰情况也经常会不同,进而对横担以及塔身施加扭矩,因此,要求用于特高压的耐张塔能够承受的外力比较大,同时要求耐张塔的外形及结构的覆冰抗扭能力也较大。由于电压等级和覆冰厚度的增加,其对空气间隙、电磁环境、脱冰跳跃、导线水平偏移、防雷等电气要求均有所提高,现有耐张塔尺寸及布置方式均不能满足。
因此,如何解决重冰区特高压耐张塔抗扭能力差的问题,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型提供一种重冰区特高压交流干字型耐张塔,用于解决重冰区特高压耐张塔抗扭能力差的问题。
为了解决上述问题,本实用新型提供了一种重冰区特高压交流干字型耐张塔,包括塔身、横担和跳线串,所述横担连接于所述塔身的主材,所述横担的两个侧面桁架均设置有跳线串挂点,且两侧所述跳线串挂点之间设有用于连接金具的空间,所述跳线串通过所述金具连接于所述跳线串挂点。
优选地,所述跳线串挂点包括第一跳线串挂点和第二跳线串挂点,所述横担连接于所述主材的一端设置有所述第一跳线串挂点,所述横担的另一端设置有所述第二跳线串挂点,且所述第一跳线串挂点与所述第二跳线串挂点均连接有所述跳线串,两个所述跳线串的另一端与跳线连接,且两个所述跳线串和所述横担呈三角形布置。
优选地,所述塔身的横截面为正方形桁架。
优选地,所述横担为三角形桁架。
优选地,所述塔身与所述横担的组成构件采用多个角钢,且多个所述角钢之间通过螺栓连接。
优选地,所述角钢的材质为屈服强度大于或等于235MPa的碳素结构钢。
优选地,所述螺栓为6.8级或8.8级螺栓。
本实用新型提供的一种重冰区特高压交流干字型耐张塔,包括塔身、横担和跳线串,所述横担连接于所述塔身的主材,所述横担的两个侧面桁架均设置有跳线串挂点,且两侧所述跳线串挂点之间设有用于连接金具的空间,所述跳线串通过所述金具连接于所述跳线串挂点。本方案提供的耐张塔省去了原有耐张塔的跳串支架,将跳线串挂点直接设置于横担的两个侧面桁架上,同时保证两侧跳线串挂点之间的安全距离。当塔身前后两侧的跳线串连同跳线处于重覆冰的状态下或两侧覆冰不均时,垂直载荷可以通过横担前后两个侧面桁架直接传递给塔身的主材。相对于现有的耐张塔的结构与布置方式,本方案省去了跳串支架并避免了由跳串支架对横担端部造成的扭矩,减少传力路径的同时避免横担受扭,从而增强了耐张塔的抗扭能力,保证了输电线路的安全运行。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例,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为现有轻冰区常用的耐张塔结构与布置形式示意图;
图2为现有耐张塔地线横担端部的跳串支架结构示意图;
图3为现有耐张塔导线横担及其端部跳串支架结构示意图;
图4为本实用新型具体实施例方案提供的一种重冰区特高压交流干字型耐张塔的结构示意图;
图5为图4中地线横担的结构俯视图;
图6为图4中导线横担的结构俯视图;
图1至图3中:
地线横担-01、塔身-02、导线挂点-03、导线横担-04、下导线跳线串-05、跳串支架-06、上导线跳线串-07、跳线串挂点-08、矩形框架-061、三角形框架-062;
图4至图6中:
地线横担-1、导线挂点-2、塔身-3、跳线串-4、第一跳线串挂点-5、第二跳线串挂点-6、导线横担-7、第一导线挂点-81、第二导线挂点-82。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种重冰区特高压交流干字型耐张塔,用于解决重冰区特高压耐张塔抗扭能力差的问题。
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
请参照图4至图6,图4为本实用新型具体实施例方案提供的一种重冰区特高压交流干字型耐张塔的结构示意图;图5为图4中地线横担的结构俯视图;图6为图4中导线横担的结构俯视图。
在一种具体实施例中,本方案提供了一种重冰区高压交流干字型耐张塔,包括塔身3、横担和跳线串4,横担连接于塔身3的主材,横担的两个侧面桁架均设置有跳线串挂点,且两侧跳线串挂点之间设有用于连接金具的空间,跳线串4通过金具连接于跳线串挂点。
具体的,该耐张塔的横担包括导线横担7和地线横担1,其中,地线横担1设置在塔身3的塔头顶部,用于悬挂地线及跳线串4;导线横担7位于地线横担1的下方,用于悬挂输电导线及跳线串4。特高压交流输电导线一般有三相导线,其空间位置一般呈三角形布置,一相位于上方中央,称为上导线;另两相连接于下方导线横担7的端部,称为下导线。地线横担1与导线横担7之间的塔身3设置有导线挂点2,用于连接绝缘子串及上导线,其余两相下导线则连接于导线横担7。其中,上导线与下导线均通过绝缘子串与杆塔相连,且绝缘子串与杆塔有两处连接点,即上、下导线均采用双挂点的连接方式,如图6所示,绝缘子串通过第一导线挂点81和第二导线挂点82连接于导线横担7,导线横担7的前后两侧均设置有第一导线挂点81和第二导线挂点82,用于悬挂下导线,如此设置可以保证绝缘子串的连接强度和安全性。
需要说明的是,本方案中将跳线串挂点直接设置在横担的两个侧面桁架上,即沿输电导线的走线方向前后依次布置的两个侧面桁架,两个跳线串挂点之间的距离满足金具的安装要求,跳线串4则通过金具连接于跳线串挂点。
具体的,导线横担7与地线横担1上的跳线串挂点均包括第一跳线串挂点5和第二跳线串挂点6,横担连接于主材的一端设置有第一跳线串挂点5,即第一跳线串挂点5设置于横担靠近塔身3的一端,也可以将第一跳线串挂点5直接设置于塔身3的主材上,横担的另一端设置有第二跳线串挂点6,且第一跳线串挂点5与第二跳线串挂点6均连接有跳线串4,两个跳线串4的另一端与跳线连接,且两个跳线串4和横担呈三角形布置,即在沿导线走线方向观察时,两个跳线串4呈V形布置。如此设置,跳线在强风下不易发生摆动,使跳线与塔身3之间保持一定的安全距离,从而满足了耐张塔对空气间隙、电磁环境、脱冰跳跃、导线水平偏移、防雷等电气要求。
本方案提供的耐张塔省去了原有耐张塔的跳串支架,将跳线串挂点直接设置于横担的两个侧面桁架上,同时保证两侧跳线串挂点之间的安全距离。当塔身前后两侧的跳线串4连同跳线处于重覆冰的状态下或两侧覆冰不均时,垂直载荷可以通过横担前后两个侧面桁架直接传递给塔身3的主材。相对于现有的耐张塔的结构与布置方式,本方案省去了跳串支架并避免了由跳串支架对横担端部造成的扭矩,减少传力路径的同时避免横担受扭,从而增强了耐张塔的抗扭能力,保证了输电线路的安全运行。
输电线路的塔身断面形状一般有正方形和矩形两种。矩形布置时,塔身断面的侧面尺寸较正面尺寸小;正方形布置时则侧面尺寸与正面尺寸相等。当杆塔承受沿导线走线方向的纵向张力及其引起的扭矩时,塔身3侧面受力较大。当塔身3采用正方形断面时,较采用矩形断面能够获得更大的侧面空间尺寸,从而降低塔身3侧面构件的受力及材料规格。优选地,本实施例方案的塔身3的横截面为正方形桁架,有利于抵抗纵向张力及扭矩。另外,导线上的不均匀覆冰往往使杆塔承受扭矩的作用,杆塔承受扭矩的能力一般与塔身3断面几何尺寸呈正相关,即断面几何尺寸越大则杆塔抵抗扭矩的能力愈强。塔身3采用方形断面并放大塔头开口尺寸,能使塔身断面获得更大的几何尺寸,从而提高杆塔抵抗扭矩的能力,本方案中对塔头开口的具体尺寸不做限定,只要其能够抵抗重覆冰荷载情况下的扭矩即可。
优选地,本方案中的导线横担7与地线横担1均为三角形桁架,有利于抵抗重覆冰下横担的变形,同时传力路径更清晰。
优选地,塔身3与横担的组成构件采用多个角钢,且多个角钢之间通过螺栓连接,连接节点构造简单且可靠。角钢材质采用Q235B、Q345B、Q420B等屈服强度大于或等于235MPa的碳素结构钢,角钢的最大规格为L250×32。优选地,螺栓采用6.8级和8.8级普通粗制螺栓。角钢构件采用螺栓连接可以允许所有角钢构件在工厂制作,构件分体运至现场后通过螺栓拼接,没有现场焊接,安装效率高、施工方便。
本方案提供的耐张塔的具体尺寸可以根据其具体应用的环境来确定,其尺寸需满足空气间隙、电磁环境、脱冰跳跃、导线水平偏移和地线保护角等电气要求,并同时确保杆塔具有足够的结构刚度以减小受力后的位移,故本方案对其尺寸不做具体限定。本方案设计的耐张塔的结构布置形式,可以使外荷载在结构范围内沿横担至主材的路径简洁、清晰地传导至下部结构(即基础)。
本方案解决了在30mm重冰区,1000kV特高压交流单回路输电线路架设时,其耐张塔在重覆冰情况下结构的构造方式以及材料选择问题,提高了铁塔的抗扭能力,保证了重覆冰情况下铁塔的安全性、可靠性和经济性。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种重冰区特高压交流干字型耐张塔,包括塔身(3)、横担和跳线串(4),所述横担连接于所述塔身(3)的主材,其特征在于,所述横担的两个侧面桁架均设置有跳线串挂点,且两侧所述跳线串挂点之间设有用于连接金具的空间,所述跳线串(4)通过所述金具连接于所述跳线串挂点。
2.根据权利要求1所述的重冰区特高压交流干字型耐张塔,其特征在于,所述跳线串挂点包括第一跳线串挂点(5)和第二跳线串挂点(6),所述横担连接于所述主材的一端设置有所述第一跳线串挂点(5),所述横担的另一端设置有所述第二跳线串挂点(6),且所述第一跳线串挂点(5)与所述第二跳线串挂点(6)均连接有所述跳线串(4),两个所述跳线串(4)的另一端与跳线连接,且两个所述跳线串(4)和所述横担呈三角形布置。
3.根据权利要求1所述的重冰区特高压交流干字型耐张塔,其特征在于,所述塔身(3)的横截面为正方形桁架。
4.根据权利要求1所述的重冰区特高压交流干字型耐张塔,其特征在于,所述横担为三角形桁架。
5.根据权利要求1至4任一项所述的重冰区特高压交流干字型耐张塔,其特征在于,所述塔身(3)与所述横担的组成构件采用多个角钢,且多个所述角钢之间通过螺栓连接。
6.根据权利要求5所述的重冰区特高压交流干字型耐张塔,其特征在于,所述角钢的材质为屈服强度大于或等于235MPa的碳素结构钢。
7.根据权利要求5所述的重冰区特高压交流干字型耐张塔,其特征在于,所述螺栓为6.8级或8.8级螺栓。
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CN109113411A (zh) * 2018-10-11 2019-01-01 西南科技大学 用于输电塔的frp筋-角钢组合横担的制作方法

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