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拉线门型塔在山区送电线路中的使用


  拉线塔由塔头、主柱、拉线3部分组成。塔头和主柱一般由角钢组成的空间桁架构成,有着良好的整体稳定性,能承受较大的轴向压力。拉线由高强度钢绞线做成,能承受很大的拉力。这种结构使得拉线塔能充分利用材料的强度特性而减少材料耗用量。拉线塔有拉门塔和拉V塔2种,拉门塔采用交叉拉线,门型主柱。拉V塔采用“八”字型外拉线,V型主柱,拉线范围较拉门塔要大很多,在山区线路中,容易造成拉线超长,拉线弧垂大,难以调紧,运行维护困难,而同等使用条件的拉门塔和拉V塔经济指标相差无几。因此,ZH3拉线塔决定采用外型简洁美观的拉门塔。
1.4.2 塔头尺寸的确定
  ZH3拉线门型塔塔头采用酒杯塔塔头型式,导线呈水平排列,这种型式结构简单,迎风面小,是一种成熟的结构形式。
  塔头尺寸的确定包括地线线间距离、地线支架高、导线线间距离、导线对塔体的净距离等。塔头尺寸的确定原则是在满足电气间隙要求,满足导、地线水平位移以及上、下层导线的水平、垂直距离,防雷保护角等要求下,结合气象条件、使用条件,尽量减小塔头尺寸,以达到减小走廊,节约钢材的目的。经综合考虑ZH3拉线门型塔地线线间距离确定为11.6 m,地线支架高3.3 m,导线线间距离7.5 m,防雷保护角为20.6°。

1.4.3 塔头结构布置
  塔头结构布置也就是通过调节斜材的设置间隔以及正侧面布材形式,来调节主材的计算长度,从而达到减小主材规格、节省材料的目的。
  经试算比较,决定地线支架及导线横担主材按最小轴布置,地线支架斜材采用三节间布置。这种形式选择的主材规格较小,且斜材与主材连接均为1个M16的螺栓,省去了节点板,提高了横担的稳定性及承载能力,充分利用了材料的力学性能。
1.4.4 塔身主柱及拉线设计
  主柱采用方形截面格构式结构,腹材布置为单腹杆系,主柱与横担及基础的连接采用铰接,考虑到高低腿的配置,杆身长度设计为3 m,4.5 m,6 m3种。
  拉线按对地夹角60°、对横担夹角60°以及对地夹角60°、对横担夹角55°分别进行了计算,结论是拉线受力及拉线范围相差无几,拉线选型一致。考虑到拉线对横担夹角60°时电气间隙的裕度大些,同时拉线在垂直线路方向的范围要小27%,在实际使用中更有优势,因此拉线采用对地夹角60°、对横担夹角60°。
1.4.5 几点构造上的改进
  通过调整斜材布置节间,使得斜材与主材的连接螺栓为1个,这样就使斜材能伸入主材与主材直接连接,因而增加了主斜材连接点的刚度,从试验成果得知,斜材直接伸入主材连接方式的强度比通常采用节点板连接方式提高了10%~20%,同时减少了节点板,节省了材料。
  以往拉门塔主柱主材接头一般采用4根主材在同一截面内接头。这种形式使得主柱刚度在接头处截面产生突变,容易引起应力集中。同时在铁塔安装过程中主柱容易产生超规程变形,变形纠正工作难度很大。本设计中,ZH3拉门塔主柱主材接头采用对角主材接头错开的形式,同一截面内接头只有2个,从而使得主柱刚度分布更趋均匀。同时接头采用内包角钢外包板形式,接头处刚度大大提高,减少了主材接头处位移,包角钢长度减短,螺栓数量减少一半,既保证了接头强度,又节约了钢材,铁塔施工过程中产生的变形也控制在规程允许的范围内。


2 ZH3拉门塔的特点
2.1
安全可靠
  ZH3拉门塔采用了成熟的杆塔型式,它结构合理,强度可靠,充分利用了材料的力学性能。通过本工程的施工过程检验及投产后近1年的带电运行证明,该塔安全可靠,运行稳定。
2.2 一塔多用
  考虑到不同的220 kV送电线路工程,由于输送容量不同,采用的导地线型号也不同。为了扩大ZH3拉门塔的使用范围,根据导线型号为2xLGJ-300/40,地线为LHAGJ-95/55的ZH3拉门塔计算结果,按照省内220 kV送电线路常用导地线型号,对ZH3拉门塔分别进行了验算,换算出对应的使用档距,达到了一塔多用的目的。经换算,ZH3拉门塔可用于地线为LHAGJ-95/55,GJ-55,OPGW7等型号,导线为LGJ-400/50,2xLGJ-300/40,2xLGJ-400/50等型号。

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