第三章 杆塔外形尺寸的确定(第二版)

1、输电杆塔及基础设计输电杆塔及基础设计主讲：陈祥和主讲：陈祥和电话：电话主要内容：主要内容：1、杆塔外形尺寸、杆塔外形尺寸2、防雷保护角意义、防雷保护角意义3、通用杆塔的选用及其校验、通用杆塔的选用及其校验 第三章杆塔外形尺寸的确定第三章杆塔外形尺寸的确定 第三章杆塔外形尺寸的确定第三章杆塔外形尺寸的确定第一节杆塔高度计算第一节杆塔高度计算第二节导线间距离计算第二节导线间距离计算第三节地线支架高度及地线水平距离的第三节地线支架高度及地线水平距离的 确定确定第四节杆塔横担长度第四节杆塔横担长度第五节第五节 杆塔定位与接近物距离的规定杆塔定位与接近物距离的规定第六节第六节

2、通用设计杆塔应用简介通用设计杆塔应用简介杆塔外形尺寸杆塔外形尺寸(见图见图31)，主要包括杆塔呼，主要包括杆塔呼称高度称高度H、导线间的距离、导线间的距离Dm、上下横担的垂直距、上下横担的垂直距离离Dv、地线支架高度、地线支架高度hB、双地线的地线挂点之间、双地线的地线挂点之间水平距离等水平距离等 、电杆埋深、电杆埋深h0、杆塔总高。、杆塔总高。一、杆塔总高度一、杆塔总高度 杆塔的总高度杆塔的总高度等于等于呼称高度加上导线间的垂呼称高度加上导线间的垂直距离和地线支架高度，对于钢筋混凝土电杆总直距离和地线支架高度，对于钢筋混凝土电杆总高度还要加上埋地深度高度还要加上埋地深度h0。第三章第三章 杆

3、塔外形尺寸的确定杆塔外形尺寸的确定第一节第一节 杆塔高度计算杆塔高度计算图图3 31 1杆塔外形尺寸杆塔外形尺寸影响总高的因素：影响总高的因素：（1）档距：）档距：档距档距，弧埀，弧埀，呼称高度，呼称高度， 总高总高。（2）地理条件：）地理条件：影响导线对地面的垂直距离（影响导线对地面的垂直距离（ 跨越物的安全距离）跨越物的安全距离）（3）电压等级：）电压等级：（4）气象）气象：温度（高温，弧埀大），冰（重冰：温度（高温，弧埀大），冰（重冰 弧埀大）。弧埀大）。（5）电气条件）电气条件；各种电气安全距离。；各种电气安全距离。二、杆塔呼称高度二、杆塔呼称高度 杆塔下横担的下弦边缘线到地面的垂直距

4、离杆塔下横担的下弦边缘线到地面的垂直距离H H称为杆塔呼称高度称为杆塔呼称高度（见图见图3 32 2）也称杆塔基本高）也称杆塔基本高度度 H=H= +f+fmaxmax+h+hx x+ + h h 式中式中 绝缘子串的长度（包括金具的长绝缘子串的长度（包括金具的长 度）；度）； f fmaxmax导线的最大弧垂；导线的最大弧垂； h hx x导线到地面、水面及被跨越物的安导线到地面、水面及被跨越物的安 全距离（查全距离（查线路设计规范线路设计规范； h h考虑测量、施工误差等所预留宽度。考虑测量、施工误差等所预留宽度。以下说明各参数的确定以下说明各参数的确定图图32杆塔呼称高度示意图杆塔呼称高

5、度示意图砼电杆砼电杆铁塔铁塔1.悬垂绝缘子串长度的确定悬垂绝缘子串长度的确定由电压等级、污秽级别确定；由电压等级、污秽级别确定； 2.导线最大弧垂的确定导线最大弧垂的确定气象条件有关，气象条件有关，高温高温，弧垂弧垂。覆冰覆冰，弧弧垂垂。高温或覆冰取最大者。高温或覆冰取最大者。 3.导线到地面及被跨越物的安全距离导线到地面及被跨越物的安全距离电压等级，地理环境有关电压等级，地理环境有关如导线对地面最小垂直距离如导线对地面最小垂直距离见表见表3-23-23 35 5 4.施工裕度施工裕度 h的确定的确定施工裕度主要考虑测量、安装等施工中出现的施工裕度主要考虑测量、安装等施工中出现的误差而预留宽度

6、。施工裕度误差而预留宽度。施工裕度见表见表38。 三、杆塔经济呼称高度三、杆塔经济呼称高度 1、档距、档距，弧垂，弧垂，呼高，呼高杆塔高杆塔高，但杆塔，但杆塔个数少。个数少。 2、档距、档距，弧垂，弧垂，呼高，呼高杆塔高杆塔高，但杆塔，但杆塔个数多。个数多。两者一定有一个最优的呼称高度，使得整个线两者一定有一个最优的呼称高度，使得整个线路杆塔材料用量最少，把这个最优呼称高度称为路杆塔材料用量最少，把这个最优呼称高度称为经济呼称高度，也称杆塔标准呼称高度。经济呼称高度，也称杆塔标准呼称高度。根据设计经验，不同电压等级经济呼称高度根据设计经验，不同电压等级经济呼称高度见表见表3 39 98()JJ

7、xLHhhr2max8lffmaxHhxh 联立求LJ用式中 导线最大弧垂时的应力；r导线最大弧垂时的比载；HJ经济呼称高度。四、经济档距四、经济档距L LJ J经济呼称高度对应的档距叫经济档距一、单回路两相导线水平排列线间距的确定一、单回路两相导线水平排列线间距的确定档距在档距在1000m以下的可按下式计算以下的可按下式计算max65. 0110fUKDim式中式中 Dm导线水平线间距，导线水平线间距，m； Ki悬垂绝缘子串系数，见表见表310 悬垂绝缘子串长度，悬垂绝缘子串长度，m； U线路电压等级，线路电压等级，kV； fmax导线最大弧垂，导线最大弧垂，m。使用悬垂绝缘子串的杆塔，其水

8、平线间距离使用悬垂绝缘子串的杆塔，其水平线间距离与档距的关系，与档距的关系，如表如表311所示。所示。( (见图见图3 31)1)第二节第二节导线间距离计算导线间距离计算 二、单回路两相导线垂直排列的垂直二、单回路两相导线垂直排列的垂直线间距的确定线间距的确定垂直线间距按正式计算：垂直线间距按正式计算： DV=Dm75% 规范还规定：使用悬垂绝缘子串的杆塔，其还规定：使用悬垂绝缘子串的杆塔，其垂直线间距不宜小于垂直线间距不宜小于表表313所列数值。所列数值。三、单回路两相导线倾斜排列三、单回路两相导线倾斜排列等效等效水平线间距的确定水平线间距的确定按下列公式计算按下列公式计算 ：224()3x

9、PVDDD( (见图见图3 31)1)( (见图见图3 31)1)式中式中DX导线三角形排列等效水平线间距；导线三角形排列等效水平线间距；DP导线间水平投影距离（上、下导线导线间水平投影距离（上、下导线水平偏移）；水平偏移）；DV导线间垂直投影距离。导线间垂直投影距离。（四）多回路杆塔的线间距的确定（四）多回路杆塔的线间距的确定 不同不同回路的回路的不同不同相导线间的水平距离或垂直距相导线间的水平距离或垂直距离，离，规程规程规定按单回路计算的线距增大规定按单回路计算的线距增大0.5m1 1、覆冰地区上下层相邻导线间或地线与相邻导、覆冰地区上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的最小水平偏移线间的最

10、小水平偏移( (见图见图3 31)1) ，宜符合，宜符合表表3 31515规定规定2 2、10kV10kV及以下最小水平、垂直线间距及以下最小水平、垂直线间距另有规定另有规定地线距导线有两个控制条件地线距导线有两个控制条件 距导线的高度距导线的水平距一、地线支架高度一、地线支架高度hb 按下式计算：按下式计算：BDBhh式中式中h地线与导线间的垂直投影距离；地线与导线间的垂直投影距离；D绝缘子串长度；绝缘子串长度；B地线金具长度地线金具长度。如图如图3 33 3第三节地线支架高度及地线水平距离的确定第三节地线支架高度及地线水平距离的确定图图33地线示意图地线示意图二、防雷保护角二、防雷保护角

11、地线与导线在垂直方向形成的夹角地线与导线在垂直方向形成的夹角，称防雷保护称防雷保护角，角，如图如图3 33 3 ，规范规定：规定：根据地线与相邻导线水平偏移和防雷保护角便可确定根据地线与相邻导线水平偏移和防雷保护角便可确定地线与导线间的垂直投影距离地线与导线间的垂直投影距离h，即：，即：1 1、对于单回路，、对于单回路，330kV330kV及以下线路的保护角不宜大于及以下线路的保护角不宜大于1515，500kV500kV750kV750kV线路的保护角不宜大于线路的保护角不宜大于1010；2 2、对于同塔双回或多回路，、对于同塔双回或多回路，110kV110kV线路的保护角不宜线路的保护角不宜

12、大于大于1010，220kV220kV及以上线路的保护角均不宜大于及以上线路的保护角均不宜大于0 0；3 3、单地线线路不宜大于、单地线线路不宜大于2525；4 4、对重覆冰线路的保护角可适当加大。、对重覆冰线路的保护角可适当加大。21BDDDahtgtg式中式中D D2 2导线悬挂点到杆塔中心线的距离；导线悬挂点到杆塔中心线的距离； D D1 1地线悬挂点到杆塔中心线的距离；地线悬挂点到杆塔中心线的距离； a aBDBD地线与导线水平投影距离，即水平地线与导线水平投影距离，即水平偏移，覆冰按偏移，覆冰按表表3 31515取值。取值。如图如图3 33 3 注：规范规定了注：规范规定了水平偏移水

13、平偏移a aBDBD, ,和防雷保护角和防雷保护角， 可计算可计算地线与导线间的垂直投影距离地线与导线间的垂直投影距离h h；因此可得因此可得地线支架高度地线支架高度：BDBhh四、档距中央导线与地线间的距离四、档距中央导线与地线间的距离规范规定在雷电过电压气象条件下（气温规定在雷电过电压气象条件下（气温150，无风），应保证档距中央导线与地线间的距离，须满足，无风），应保证档距中央导线与地线间的距离，须满足下列条件下列条件S0.012L1式中式中S档距中央导线与地线间的距离；档距中央导线与地线间的距离；L档距。档距。 规范规定：双地线之间的水平距离不应超过导线与地线垂直距离的5倍，即 DB5

14、h式中h地线与导线间的垂直投影距离。三、地线之间的水平距离三、地线之间的水平距离DB 指双地线两地线挂点之间的水平距离指双地线两地线挂点之间的水平距离 杆塔的横担长度可根据导线水平线间距和最杆塔的横担长度可根据导线水平线间距和最小空气间隙并考虑带电作业的要求来确定。当悬小空气间隙并考虑带电作业的要求来确定。当悬垂绝缘子串长度和风偏角（摇摆角）、最小空气垂绝缘子串长度和风偏角（摇摆角）、最小空气间隙确定后，间隙确定后，横担的长度横担的长度（如下图）（如下图）按下式计算按下式计算 上字型杆塔的上横担长度：上字型杆塔的上横担长度：D Dh hR R sinsin b b 上字型杆塔的下横担长度：上字

15、型杆塔的下横担长度：D Dh h2 2（R R sinsin b b） 第四节杆塔横担尺寸的确定第四节杆塔横担尺寸的确定杆塔杆塔b bsinR RD Dh h悬垂绝缘子串长度悬垂绝缘子串长度 m m； b b杆塔上脚钉外露部分加杆径一半的长度杆塔上脚钉外露部分加杆径一半的长度m m悬垂绝缘子串风偏角（悬垂绝缘子串风偏角（ ）；）； 式中式中 R R最小空气间隙，不应小于最小空气间隙，不应小于表表3 31616中相中相应的数值应的数值 m m；悬垂绝缘子串风偏角悬垂绝缘子串风偏角 如图，并如图，并按以下公式计算：按以下公式计算：41/2/2/2/2DJhJDJVJPPALParctgarctgG

16、GALG杆塔导线为双层布置时，计算出横担长度要杆塔导线为双层布置时，计算出横担长度要考虑导线上下层间的考虑导线上下层间的水平偏移距离水平偏移距离，并按，并按表表3 31515取值。取值。式中式中 P PD D导线的风荷载；导线的风荷载； G GD D导线垂直荷载；导线垂直荷载； P PJ J悬垂绝缘子串风荷载；悬垂绝缘子串风荷载； G GJ J悬垂绝缘子串垂直荷载；悬垂绝缘子串垂直荷载；L LP P、L LV V分别为水平档距和垂直档距分别为水平档距和垂直档距1 1、4 4分别为导线的自重比载和风压比载分别为导线的自重比载和风压比载第五节杆塔定位与接近物距离的规定第五节杆塔定位与接近物距离的规

17、定见规范规定见规范规定 1 1、模块划分原则、模块划分原则 本着本着“唯一性、相容性、方便性和扩展性唯一性、相容性、方便性和扩展性”，通用设，通用设计将杆塔划分为若干个计将杆塔划分为若干个模块模块和和子模块。子模块。 （1 1）模块）模块 相同的相同的电压等级电压等级、回路数回路数和和导线型号导线型号划分为一个模块。划分为一个模块。 （2 2）子模块）子模块 一个模块中不同的一个模块中不同的风速风速、覆、覆冰厚冰厚度和度和海拔海拔高度划分为高度划分为一个子模块。一个子模块。 一、通用设计杆塔名称编制一、通用设计杆塔名称编制规则规则第六节第六节 通用设计杆塔应用简介通用设计杆塔应用简介11011

18、0500kV500kV输电线路通用设计修订模块主要技输电线路通用设计修订模块主要技术条件术条件：见附录见附录B B（一）（一）110kV以上杆塔命名规则以上杆塔命名规则2 2、杆塔名称编制规则、杆塔名称编制规则杆塔名称由杆塔名称由三部分组成三部分组成：例例3-1 解释解释2A1ZM1型铁塔各符号及数字表示的意义型铁塔各符号及数字表示的意义查查通用设计通用设计手册（手册（见表见表3 32727）分别解释如下：分别解释如下： 铁塔图见图铁塔图见图3 38 8例例3-2 解释解释1X11X1ZBC1ZBC1型铁塔各符号及数字表示的意型铁塔各符号及数字表示的意义义查查通用设计通用设计手册（手册（见表见

19、表3 32828）分别解释如下：分别解释如下： 铁塔图见图铁塔图见图3 39 9（二）（二）66kV以下杆塔命名规则以下杆塔命名规则模块编号模块编号塔型名称塔型名称系列号系列号三三位位数数组组成成 第一位：电压等级第一位：电压等级3535kV第二位：杆塔代号第二位：杆塔代号 A砼电杆砼电杆B铁塔铁塔C钢管杆钢管杆第三位：模块代号第三位：模块代号01、02、03Z单回直线杆塔单回直线杆塔SZ双回直线杆塔双回直线杆塔J单回转角（或耐张）杆塔单回转角（或耐张）杆塔SJ双回转角（或耐张）杆塔双回转角（或耐张）杆塔塔型系列号：塔型系列号：1、2、3例例3解释解释35C01J1杆各符号及数字表示的意义。杆

20、各符号及数字表示的意义。 35表示电压等级为表示电压等级为35kV，C为钢管杆，为钢管杆，01模块代号，表示单回，风速模块代号，表示单回，风速25m/s，覆冰厚为，覆冰厚为10mm、导线截面、导线截面185mm2。J转角杆塔转角杆塔11型，表示呼高，水平、垂直档距及转角。型，表示呼高，水平、垂直档距及转角。查查通用设计通用设计手册，分别解释如下：手册，分别解释如下： 例例4 4解释解释35B0235B02Z1Z1杆塔各符号及数字表示的意义。杆塔各符号及数字表示的意义。3535表示电压等级为表示电压等级为35kV35kV，B B为铁塔，为铁塔，0202模块代号，表示单回，风速模块代号，表示单回，

21、风速25m/s25m/s，覆冰，覆冰厚为厚为10mm10mm、导线截面、导线截面240mm240mm2 2。Z Z直线型，直线型，1 11 1型，表示呼高，水平、垂直档距及塔头尺型，表示呼高，水平、垂直档距及塔头尺寸。寸。查查通用设计通用设计手册，分别解释如下：手册，分别解释如下： 二、通用杆塔模块选用方法二、通用杆塔模块选用方法选择通用杆塔模块的依据是：选择通用杆塔模块的依据是：电压等级电压等级气象条件气象条件导、地线型号导、地线型号地理条件、海拔高度地理条件、海拔高度线路回路数线路回路数呼称高度呼称高度2 2、杆塔的选择、杆塔的选择电压等级电压等级线路回路数线路回路数导地线型号导地线型号气

22、象条件气象条件塔头型式塔头型式地理条件地理条件海拔高度海拔高度查模块主要技术参数表（查模块主要技术参数表（附录附录B B）列出杆塔的设计参数列出杆塔的设计参数确定模块确定模块根据模块查通用设计手册根据模块查通用设计手册设计使用条件设计使用条件基础作用力基础作用力杆塔外形尺寸杆塔外形尺寸例例5 535kV35kV输电线路某段，经过非居民区山地输电线路某段，经过非居民区山地，级典型级典型气象气象区。区。导线导线为为LGJ-185/30LGJ-185/30，地线地线为为GJ-35GJ-35，悬垂绝缘子串选用，悬垂绝缘子串选用XP-70XP-70型绝缘子，每串型绝缘子，每串4 4片，绝缘子串长度片，绝

23、缘子串长度0.885m0.885m，重量，重量G GJ J0.23kN0.23kN。经线路设计计算及排杆定位，经线路设计计算及排杆定位，呼称高度呼称高度为为10m10m，试，试选择电杆。选择电杆。 解：解： 级典型气象区对应通用设计的级典型气象区对应通用设计的A A气象组合气象组合即最大风速即最大风速V V25m/s,25m/s,覆冰厚度覆冰厚度t t5mm5mm根据电压等级根据电压等级35kV35kV，单回路，单回路， V V25m/s 25m/s ， t t5mm,5mm,导、地线型号，地理条件查导、地线型号，地理条件查35kV35kV通用设计通用设计手册混凝土电杆模块表，选用手册混凝土电

24、杆模块表，选用35A0235A02Z3Z3，设计条，设计条件及参数见件及参数见典型设计典型设计35kV35kV分册分册P66P66页页三、通用杆塔主要应用参数三、通用杆塔主要应用参数(1) 气象参数气象参数(2)导、地线型号及最大使用张力导、地线型号及最大使用张力(3)水平档距、垂直档距、代表档距、呼称水平档距、垂直档距、代表档距、呼称 高度高度(4)塔头荷载塔头荷载(5)导、地线张力导、地线张力(6)根开根开(7)基础作用力基础作用力(8)单线图单线图四、要求：四、要求：要满足各种运行条件（电气要求）要满足各种运行条件（电气要求）结构的合理性结构的合理性经济性好经济性好外形的美观。外形的美观

25、。1、导线与杆塔之间的空气间隙及校验、导线与杆塔之间的空气间隙及校验（1）悬垂绝缘子串风偏角的计算（摇摆角）悬垂绝缘子串风偏角的计算（摇摆角） 2/2/2/2/14JVJhJdJdGALPALarctgGGPParctg式中式中 Pd导线的风荷载；导线的风荷载； Gd导线垂直荷载；导线垂直荷载； PJ悬垂绝缘子串风荷载；悬垂绝缘子串风荷载； GJ悬垂绝缘子串垂直荷载；悬垂绝缘子串垂直荷载；五、杆塔校验五、杆塔校验杆塔选择后，必须进行校验合格后，才能使用杆塔选择后，必须进行校验合格后，才能使用。( (一一) )塔头尺寸的校验（结构尺寸校验）塔头尺寸的校验（结构尺寸校验）Lh、LV分别为水平档距和垂直档距分别为水平档距和垂直档距1、4分别为导线的自重比载和风压比载分别为导线的自重比载和风压比载（2）空气间隙校验）空气间隙校验用作图法用作图法2、导线水平线间距校验、导线水平线间距校验max65. 0110fUKDim（1 1）求最大弧垂）求最大弧垂（2 2）根据弧垂求水平间距）根据弧垂求水平间距（3 3）当）当D Dm m小于实际，满足。小于实际，满足。f fmaxmaxH H h hx x h h3 3、上下导线、上下导线等效等效水平线间距校验水平线间距校验1 1、用水平档距、垂直档距进行校验、用水平档距、垂直档距