專利名稱：交流雙回路單柱組合耐張塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓雙回路輸電線路的耐張塔，特別是涉及一種特高 壓雙回路單柱組合耐張塔。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)1000kV特高壓雙回路輸電線路尚沒有的建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)備建 設(shè)的皖電東送淮南至上海1000kV交流特高壓雙回輸電線路是我國(guó)第一條特高壓
雙回輸電線路。據(jù)以往超高壓交流線路的建設(shè)、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，輸電鐵塔材料指標(biāo) 隨塔高、設(shè)計(jì)氣象條件及導(dǎo)線等要素的增大而成指數(shù)性的增長(zhǎng)，鐵塔附屬設(shè)施 (指附著的絕緣子、金具等)材料指標(biāo)也隨電壓等級(jí)、導(dǎo)線等要素的增大而快
速增高。我國(guó)500kV雙回交流線路的鐵塔及其附屬設(shè)施投資約占本體投資的30 %左右，正在建設(shè)的晉東南-南陽(yáng)-荊門1000kV特高壓?jiǎn)位亟涣鬏旊娋€路的鐵塔 及其附屬設(shè)施投資約占本體投資的40%左右。1000kV特高壓雙回交流線路的一 般鐵塔全高將超過110m，較普通500kV雙回交流線路高50m以上，與晉東南-南陽(yáng)-荊門1000kV特高壓?jiǎn)位亟涣鬏旊娋€路相比，平均塔高約增加40m以上， 加之設(shè)計(jì)重現(xiàn)期等標(biāo)準(zhǔn)的提高，初步估算，鐵塔及其附屬設(shè)施約占本體投資的 60%。
輸電線路的耐張塔承擔(dān)著轉(zhuǎn)角、承受導(dǎo)地線張力、防串倒、隔離事故、定 線、調(diào)整塔高等重要功能，與工程安全性關(guān)系重大；耐張塔因承受導(dǎo)地線張力 和角度荷載，塔材、基礎(chǔ)及附屬的絕緣子、金具、跳線等遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同樣使用高 度的直線塔；對(duì)于特高壓雙回路工程，使用傳統(tǒng)的垂直排列的傘型或鼓型耐張 塔型式，其全高接近100m，塔材本身重達(dá)數(shù)畝噸；特高壓工程的跳線及跳線串 不但造價(jià)高昂，而且是施工、運(yùn)行的薄弱環(huán)節(jié)；受地形地物限制，特高壓工程 曲折系數(shù)較大，需要使用的耐張塔數(shù)量多；因此做好耐張塔的規(guī)劃至關(guān)重要。
一般來說，對(duì)于500kV及以下的輸電線路，耐張塔高度等各種指標(biāo)主要由 使用檔距、導(dǎo)線特性、對(duì)地距離要求以及與直線塔的配合等因素決定，電壓等 級(jí)越低，跳線及跳線串對(duì)耐張塔高度等各種指標(biāo)影響越小。但是，對(duì)于1000kV 特高壓輸電線路，跳線及跳線串長(zhǎng)度對(duì)耐張'塔高度等指標(biāo)具有決定性的影響。 圖1是傳統(tǒng)I型鼓型耐張塔結(jié)構(gòu)及跳線、跳線串的示意圖。 (1)鼓型(傘型)耐張塔跳線及跳線串選擇。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外特高壓輸電線路對(duì)耐張塔跳線及跳線串的研究成果，為控制跳 線風(fēng)偏、降低耐張塔高、縮小橫擔(dān)長(zhǎng)度，考慮綜合效益，需使用硬跳線方式并
配合使用跳線串(單跳串、雙跳串或HWr審)。本工程使用8xLGJ-630/45導(dǎo)線， 若按傘型耐張塔設(shè)計(jì)，平均每相導(dǎo)線的跳線需使用1.5串跳線串，每套鼠籠式 硬跳線重約2000kg，每相造價(jià)約4.5萬元，全塔跳線造價(jià)達(dá)27萬元。
(2) 跳線與耐張塔起始呼稱高度的關(guān)系。
對(duì)于1000kV特高壓線路工程， 一般地段，導(dǎo)線對(duì)地距離取22m，按鼠籠式 或鋁管式硬跳方式的跳線串長(zhǎng)為10m，分裂間距取lm，考慮綜合誤差、裕度、 相間距離配合以及與直線塔相配合，則耐張塔的起始呼稱高度為36m，全高達(dá) 94米。
(3) 跳線與耐張塔層間高度的關(guān)系。耐張塔層間高度受相間間隙要求或相 對(duì)地間隙要求的限制?？紤]操作過電壓間隙、分裂間距、帶電作業(yè)的人體活動(dòng) 范圍、必要的裕度后，1000kV特高壓線路的相間間隙要求為9m，相對(duì)地間隙要 求為7.5m。對(duì)于鼓型耐張塔，若按導(dǎo)線相間距離選取層間距離則只要10m (按 單側(cè)800m使用檔距考慮)，但計(jì)及跳線弧垂、跳線串長(zhǎng)和跳線對(duì)塔身、橫擔(dān)的 間隙要求后，則層間距離不小于21m?？梢姂掖剐吞€和跳線串對(duì)鼓型(傘型) 耐張塔的層間距離影響甚大。
(4) 跳線與橫擔(dān)長(zhǎng)度的關(guān)系。
橫擔(dān)長(zhǎng)度主要有跳線搖擺角、絕緣配合間隙要求、塔身寬度等因素決定。 經(jīng)初步規(guī)劃，使用鼓型耐張塔、鼠籠式硬跳線方式，I型轉(zhuǎn)角(0-20° )的橫擔(dān) 長(zhǎng)度達(dá)21m。
(5) 跳線與耐張塔結(jié)構(gòu)斷面、根開、占地及塔材重量的關(guān)系。 耐張塔結(jié)構(gòu)斷面、根開、占地及塔材重量受跳線的間接影響。如前所述，
鼓型耐張塔的塔高和橫擔(dān)長(zhǎng)度主要由跳線及跳線串決定，設(shè)計(jì)氣象條件、地形、 地質(zhì)等其他外在因素一定的條件下，塔高和橫擔(dān)長(zhǎng)度又對(duì)耐張塔根開、結(jié)構(gòu)斷 面、占地及塔材重量起決定作用。特別是塔高對(duì)全塔各種指標(biāo)的影響最大、最 直接，原因是塔高增大后，不僅導(dǎo)地線張力荷載和垂直荷載對(duì)塔身彎矩成倍增 長(zhǎng)，而且導(dǎo)地線水平荷載要成指數(shù)性增長(zhǎng)，桿塔自身的風(fēng)振系數(shù)也成指數(shù)性增 長(zhǎng)。
1000kV特高壓輸電線路雙回路塔桿件最大內(nèi)力為14500kN左右，在使用 Q420高強(qiáng)鋼的情況下耐張塔需要四組合角鋼(或使用Q345的鋼管塔)。采用鼓 型耐張塔，經(jīng)優(yōu)化后的耐張塔根開達(dá)20-25m，考慮基礎(chǔ)邊緣外延3m，單塔占地 面積529-784m2,不但占地面積較大，對(duì)塔位地形條件的要求也較高。經(jīng)優(yōu)化計(jì) 算后，I型鼓型耐張塔材重量仍達(dá)250噸以上。
綜上所述，受跳線及跳線串的制約，使用傳統(tǒng)型式的鼓型(傘型)耐張塔，
不但跳線本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全可靠度低、造價(jià)高，在塔高、橫擔(dān)、根開、占地、 結(jié)構(gòu)、重量等方面均具較大不足，且桿塔靈活性、適應(yīng)性不好，使用較不方便。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種特高壓雙回路單柱組合耐張塔。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案
本實(shí)用新型包括至少兩個(gè)主塔，上述的主塔塔體與耐張串連接，耐張串通 過跳線與跳線串連接。
上述的交流雙回路單柱組合耐張塔包括兩個(gè)主塔，主塔I的塔體上連接設(shè) 有耐張串，耐張串通過跳線與主塔II上的跳線串相連接；主塔II上設(shè)有跳線支
架，跳線支架通過跳線與主塔n上的耐張串相連接。
上述的交流雙回路單柱組合耐張塔包括兩個(gè)主塔，每個(gè)主塔上均設(shè)有跳線 支架，跳線支架通過跳線與自身塔體上的跳線串相連接。
上述的交流雙回路單柱組合耐張塔還包括至少一個(gè)副塔。
上述的交流雙回路單柱組合耐張塔包括兩個(gè)主塔和一個(gè)副塔I，上述的副 塔i位于兩個(gè)主塔的一側(cè)；主塔i上的耐張串通過跳線與主塔n上的跳線串連 接，主塔n上的耐張串通過跳線與副塔i上的跳線串連接。
上述的副塔i位于兩個(gè)主塔的中間，主塔i上的耐張串通過跳線與副塔i 上的跳線串相連接；主塔n上的耐張串通過跳線與副塔i上另一側(cè)的跳線串相 連接。
上述的交流雙回路單柱組合耐張塔包括兩個(gè)主塔和兩個(gè)副塔；主塔i上的 耐張串通過跳線與副塔i上的跳線串相連接；主塔n上的耐張串通過跳線與副 塔n上的跳線串相連接。
在上述副塔的頂端，設(shè)有避雷針。
采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，具有的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)如下-
1) 采用水平布置跳線和跳線串，跳線不再是耐張塔最低呼稱高度和導(dǎo)線層 間距的制約因素。由于跳線和跳線串不再采用傳統(tǒng)的垂直布置方式， 一方面能
有效減小鐵塔上下相導(dǎo)線的層間距離，塔頭高度降低20m以上，層間距離減小 10m以上，另一方面耐張塔最低呼稱高度由桿塔使用檔距以及與直線塔的配合決 定，呼稱高度起點(diǎn)至少可降低6m;全塔總體高度至少降低20m。
2) 取消橫擔(dān)，鐵塔荷載扭矩大為減小。
3) 耐張塔全高大幅降低后，鐵塔受力彎矩隨之大幅降低。
4) 主塔與副塔可以自由組合，自由組合的含義是主、副塔及其相對(duì)位置可 以改變，不但每個(gè)塔位之間的距離可變，而且塔位高程、單塔高度、副塔位置、
導(dǎo)線在塔身上的掛點(diǎn)位置、跳線串的掛點(diǎn)位置、跳線串偏角等均TO變。
5) 兩回導(dǎo)線分別掛在兩個(gè)主柱塔上，避免了雙回共塔情況下有外界擾動(dòng)時(shí) 整塔都受擾動(dòng)的缺點(diǎn)，獨(dú)立性與抗擾動(dòng)性強(qiáng)，安全可靠度高。
6) 單塔根開及占地面積小。因塔高降低、橫擔(dān)取消、導(dǎo)線荷載分由兩個(gè)主 塔承受，單個(gè)主塔根開僅為16m左右，對(duì)地形地質(zhì)條件的適應(yīng)性大大增強(qiáng)。
7) 單基耐張塔重大幅降低。與鼓型的同樣呼稱高度和使用條件的耐張塔相 比，塔重降低110噸以上，超過40%。
8) 對(duì)塔材及截面型式要求降低。因塔高降低、取消橫擔(dān)，扭矩和彎矩等受 力狀況得以改善， 一般轉(zhuǎn)角鐵塔只需要用雙組合角鋼即可。
9) 工程排位經(jīng)濟(jì)型好。從工程排、定桿塔位角度分析，經(jīng)估算，單柱組合 耐張塔比鼓型耐張塔，每處耐張的塔材耗量可降低120噸以上。
10) 跳線接線簡(jiǎn)單，使用普通軟引跳線即可，既提高跳線的安全可靠性， 又能降低跳線造價(jià)。
11) 靈活性和適應(yīng)性好。因根開減小，單塔間距、塔位高程、主塔與副塔 相對(duì)位置、副塔數(shù)量均可調(diào)節(jié)、組合，且主塔與副塔的相對(duì)位置可靈活布置， 因此靈活性和適應(yīng)性好。
12) 鉆越土800kV特高壓直流線路較為簡(jiǎn)單。用來鉆越士800kV直流線路時(shí)， 不但能有效降低直流線路跨越塔高約22m，而且對(duì)兩者的塔位要求相對(duì)靈活。
13) 對(duì)終端、換位等特殊耐張塔則更具優(yōu)勢(shì)。由于取消橫擔(dān)，無論在受力 方面還是電氣間隙要求方面，0度終端和90度終端相差不多，且變電站出線間 隔相鄰時(shí)，還能互相利用主塔、減少或取消副塔。
14) 鐵塔試驗(yàn)實(shí)施容易、費(fèi)用低。特高壓雙回路鐵塔若使用鼓型耐張塔， 由于塔高很高、荷載極大，試驗(yàn)設(shè)備、場(chǎng)地、材料以及實(shí)施難度較大，且費(fèi)用 高，特別對(duì)大轉(zhuǎn)角耐張塔的試驗(yàn)更存在諸多難題。使用單柱組合耐張塔，這些 問題都可避開。
15) 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境保護(hù)等綜合效益突出。

圖1為傳統(tǒng)I型鼓型耐張塔結(jié)構(gòu)及跳線、跳線串示意圖2為本實(shí)用新型中實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖3為本實(shí)用新型中實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖4為本實(shí)用新型中實(shí)施例3的主視結(jié)構(gòu)示意圖5為本實(shí)用新型中實(shí)施例3的俯視圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例3中跳線串懸掛正視圖7為圖6中A-A向示意圖8為本實(shí)用新型中實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖9為本實(shí)用新型中實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
如圖2所示，本實(shí)用新型包括兩個(gè)主塔l， 2，兩個(gè)主塔關(guān)聯(lián)組合。主塔Il 的塔體上連接設(shè)有耐張串5，耐張串5通過跳線6與主塔I12上的跳線串7相連 接；主塔II2上設(shè)有跳線支架8，跳線支架8通過跳線6與主塔II2上的耐張串 5相連接。
實(shí)施例2
如圖3所示，本實(shí)用新型包括兩個(gè)主塔1， 2,兩個(gè)主塔非關(guān)聯(lián)組合。每個(gè) 主塔上均設(shè)有跳線支架8，跳線支架8通過跳線6與自身塔體上的跳線串7相連 接。
實(shí)施例3
如圖4、圖5所示，本實(shí)用新型包括兩個(gè)主塔l， 2和一個(gè)副塔I3，上述的 副塔I 3位于兩個(gè)主塔1， 2的一側(cè)；主塔I 1上的耐張串5通過跳線6與主塔 112上的跳線串7連接，主塔112上的耐張串5通過跳線6與副塔I 3上的跳線 串7連接。
如圖6、圖7所示，單柱組合耐張塔的跳線是借助相鄰塔進(jìn)行支撐的，且跳 線支撐為較為穩(wěn)定的水平三點(diǎn)支撐，因此不需要使用造價(jià)高昂、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鼠 籠式或鋁管式硬跳線，在絕緣間隙設(shè)計(jì)、跳線及跳線串設(shè)計(jì)等方面都較為簡(jiǎn)單。 其中絕緣間隙設(shè)計(jì)主要考慮上下跳線的相間間隙和跳線對(duì)相鄰塔身的間隙，跳 線串設(shè)計(jì)需要考慮跳線掛點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)畸變、電暈、跳線彎曲半徑等因素而采取雙 掛點(diǎn)等形式，跳線串下傾角度最大可達(dá)36。。
防雷保護(hù)是輸電線路設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，但由于1000kV特高壓線路絕緣 串長(zhǎng)、5(m沖擊放電電壓較高，其耐雷水平都比較高，尤其直擊雷并不是特高壓 線路的主要問題。相比直擊雷害，由于塔高較高，特高壓線路的繞擊雷害更多。 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，交流特高壓輸電線路雷擊跳閘率中繞擊跳閘率所占的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn) 大于反擊跳閘率所占的比例，因此特高壓系統(tǒng)的繞擊性能決定了線路的雷擊跳 閘率，減小繞擊率是防雷保護(hù)的關(guān)鍵。保護(hù)角對(duì)線路雷電屏蔽性能影響明顯， 隨著保護(hù)角的增大，屏蔽失效率同雷擊閃絡(luò)率都明顯增大。由于本實(shí)用新型采 用雙回同塔架設(shè)，采用負(fù)保戶角能較好的解決繞擊雷問題并且容易實(shí)現(xiàn)。單柱 組合耐張塔通過調(diào)節(jié)導(dǎo)、地線的相對(duì)布置位置同樣容易實(shí)現(xiàn)地線負(fù)保護(hù)角設(shè)計(jì)，
比如對(duì)于轉(zhuǎn)角內(nèi)側(cè)回路，其導(dǎo)線掛于塔身中間或者塔身外角側(cè)，地線掛于轉(zhuǎn)角 內(nèi)側(cè)。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)跳線的有效保護(hù)并減小地線支架的長(zhǎng)度和高度，可以采 取在單柱頂端增加避雷針的方案，造價(jià)較低且靈活，避雷針的高度可根據(jù)單柱 間的距離調(diào)整。 實(shí)施例4
如圖8所示，本實(shí)用新型包括兩個(gè)主塔1， 2和一個(gè)副塔I3，上述的副塔 I 3位于兩個(gè)主塔1， 2的中間，主塔I 1上的耐張串5通過跳線6與副塔I 3上 的跳線串7相連接；主塔H2上的耐張串5通過跳線6與副塔I 3上另一側(cè)的跳 線串7相連接。
上述的跳線6及跳線串7的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3相同。
在上述副塔I3的頂端，設(shè)有避雷針，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3相同。
實(shí)施例5
如圖9所示，本實(shí)用新型包括兩個(gè)主塔l， 2和兩個(gè)副塔3， 4;主塔I1上 的耐張串5通過跳線6與副塔I 3上的跳線串7相連接；主塔112上的耐張串5 通過跳線6與副塔I14上的跳線串7相連接。
上述的跳線6及跳線串7的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3相同。 在上述的副塔3， 4的頂端，設(shè)有避雷針，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3相同。
權(quán)利要求1、一種交流雙回路單柱組合耐張塔，其特征在于它包括至少兩個(gè)主塔，所述的主塔塔體與耐張串(5)連接，耐張串(5)通過跳線(6)與跳線串(7)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流雙回路單柱組合耐張塔，其特征在于所述 的交流雙回路單柱組合耐張塔包括兩個(gè)主塔(1， 2)，主塔I (1)的塔體上連 接設(shè)有耐張串(5)，耐張串(5)通過跳線(6)與主塔II (2)上的跳線串(7) 相連接；主塔II (2)上設(shè)有跳線支架(8)，跳線支架(8)通過跳線(6)與主 塔II (2)上的耐張串(5)相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流雙回路單柱組合耐張塔，其特征在于所述 的交流雙回路單柱組合耐張塔包括兩個(gè)主塔(1， 2)，每個(gè)主塔上均設(shè)有跳線支 架(8)，跳線支架(8)通過跳線(6)與自身塔體上的跳線串(7)相連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流雙回路單柱組合耐張塔，其特征在于所述 的交流雙回路單柱組合耐張塔還包括至少一個(gè)副塔。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的交流雙回路單柱組合耐張塔，其特征在于 所述的交流雙回路單柱組合耐張塔包括兩個(gè)主塔(1， 2)和一個(gè)副塔I (3)， 所述的副塔I (3)位于兩個(gè)主塔(1, 2)的一側(cè)；主塔I (1)上的耐張串(5) 通過跳線(6)與主塔II (2)上的跳線串(7)連接，主塔II (2)上的耐張串(5)通過跳線(6),與副塔I (3)上的跳線串(7)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流雙回路單柱組合耐張塔，其特征在于所述 的副塔I (3)位于兩個(gè)主塔(1， 2)的中間，主塔I (1)上的耐張串(5)通 過跳線(6)與副塔I (3)上的跳線串(7)相連接；主塔II (2)上的耐張串(5)通過跳線(6)與副塔I (3)上另一側(cè)的跳線串(7)相連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的交流雙回路單柱組合耐張塔，其特征在于 所述的交流雙回路單柱組合耐張塔包括兩個(gè)主塔(1， 2)和兩個(gè)副塔(3， 4); 主塔I (1)上的耐張串(5)通過跳線(6)與副塔I (3)上的跳線串(7)相 連接；主塔n (2)上的耐張串(5)通過跳線(6)與副塔II (4)上的跳線串(7)相連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流雙回路單柱組合耐張塔，其特征在于在所 述副塔的頂端，設(shè)有避雷針。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種交流雙回路單柱組合耐張塔，它包括至少兩個(gè)主塔，所述的主塔塔體與耐張串連接，耐張串通過跳線與跳線串連接。采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，具有的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)如下1)采用水平布置跳線和跳線串，跳線不再是耐張塔最低呼稱高度和導(dǎo)線層間距的制約因素；2)取消橫擔(dān)，鐵塔荷載扭矩大為減??；3)耐張塔全高大幅降低后，鐵塔受力彎矩隨之大幅降低；4)主塔與副塔可以自由組合；5)兩回導(dǎo)線分別掛在兩個(gè)主柱塔上，避免了雙回共塔情況下有外界擾動(dòng)時(shí)整塔都受擾動(dòng)的缺點(diǎn)，安全可靠度高；6)工程排位經(jīng)濟(jì)型好；從工程排、定桿塔位角度分析，經(jīng)估算，單柱組合耐張塔比鼓型耐張塔，每處耐張的塔材耗量可降低120噸以上。
文檔編號(hào)H02G7/20GK201191742SQ20082007037
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日
發(fā)明者張?zhí)旃? 張小諾, 曹志民, 李顯鑫, 王予平, 郭詠華, 韓為民 申請(qǐng)人:河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院