kV架空送电线路铁塔通用设计--400-50导线单回路新塔设计-终版

1、.220kV架空送电线路铁塔通用设计400/50单回路塔型系列设计说明设计条件：导线：LGJ-400/50地线：GJX-100 气象：C10mm（地线15mm） V27m/s 设计标准：1.国标110750kV架空输电线路设计规范（报批稿）2.南网110kV500kV架空输电线路设计技术规定 供电设计院有限责任公司目 录1、设计内容及依据2、铁塔使用的自然环境2、1 设计气象条件2、2 地形地貌条件3、铁塔设计条件3、1 导线和地线3、2 铁塔使用条件3、2、1 水平档距分级3、2、2 垂直档距的确定3、2、3 最大档距的确定3、2、4 代表档距的确定3、2、5 承力塔转角度数的分级3、2、6

2、 铁塔标志高分级3、2、7 铁塔长短腿分级3、2、8 铁塔使用条件表4、铁塔绝缘配合和头部尺寸4、1 铁塔绝缘水平4、1、1 绝缘子串片数4、1、2 绝缘子串的机械强度配合4、1、3 空气间隙4、1、4 间隙园图的条件4、2 塔头尺寸的确定4、2、1 线间距离4、2、2 地线支架高度4、2、3 保护角5、铁塔横担与绝缘子串连接的要求5、1 直线塔5、2 承力塔6、铁塔荷载6、1 荷载条件6、2 各型铁塔荷载表 7、直线塔间隙园图1、1、设计内容及依据本设计包括LGJ-400/50单导线单回路系列的自立式铁塔共8种塔型。设计依据为国标110750kV架空输电线路设计规范报批稿。同时也基本符合国家

3、电网公司Q/GDW 179-2008110kV750kV架空输电线路设计技术规定和南方电网公司Q/CSG 115022008110kV500kV架空送电线路设计技术规定（暂行）等的规定。2、铁塔使用的自然环境2、1设计气象条件本系列塔型按我省中冰区即导线覆冰厚度10 mm,(地线15mm)最大设计风速27 m/s的条件设计。2、2地形地貌条件本系列塔型适用于平丘和山地地形，也考虑我省跨距8001200 m高山峡谷地区的大档距跨越。海拔高程一般不超过3500 m。3、铁塔设计条件3、1 导线和地线3、1、1 导线本系列塔型导线按单导线LGJ-400/50 钢芯铝绞线设计。实践证明，对于山区送电线

4、路是比较合适的。对于同类导线如LGJ-300/25、LGJ-300/50，铝包钢芯铝绞线，钢芯铝合金绞线也可经过验算后使用。3、1、2 地线 鉴于电力系统容量快速增大，变电所进出线地线的热稳定和OPGW配合的要求，本系列塔型地线按GJX-100钢绞线钢绞线设计。因此，提高地线支架的设计承载能力是必要的。在具体工程中，根据工程的情况，经过验算后，也可选择GJX-80镀锌钢绞线、150mm2截面以下的铝包钢绞线等。从支架强度和导地线配合的要求看，都能满足。3、2 铁塔使用条件3、2、1 水平档距分级根据我省送电线路水平档距分布的统计，在平地、丘陵地区水平档距取400 m，其出现的概率不低于95，从

5、220kV线路在平丘地区的经济杆高来看，直线塔取450 m水平档距也是合适的。我省220kV线路通过坝子边缘的平丘地带数量也不少。因此，把450 m定为直线塔起始的水平档距是适当的。对于一般山地和高山地带，依次取600m、1000m。承力塔的设计水平档距，与第二种直线塔接为宜。取600 m。对于大档距的承力塔，基本上与大档距直线塔对应。终端塔的条件，按其使用情况，比一般承力塔小，水平档距定为500m。3、2、2 垂直档距的确定根据我省送电线路垂直档距分布的统计，垂直档距一般为水平档距的1.41.8倍。直线塔的垂直档距对应上列水平档距分别为600、850、1400 m。承力塔的设计垂直档距与水平

6、档距相对应，为850m。对于大档距的承力塔为1400m。按承力塔工作的实际条件，往往会出现垂直档距为负值的情况，在垂直档距负得较多时，杆塔横担承受较大的上拔力。因此承力塔设计时要考虑这种工况，垂直档距设计取一定的负值来验算横担。一般上拔力取垂直荷载的70。3、2、3 最大档距的确定根据我省送电线路最大档距的分布统计，一般比水平档距大100250m为宜。三种直线塔的设计最大档距分别为600、850、1200m。最大档距决定于导线在档距中间的碰线条件，即与杆塔的线间距离有关。档距1000m以下水平线间距离可参照110750kV架空输电线路设计规范中公式（8.0.1-1）确定。对于1000m及以上的

7、大档距，公式（8.0.1-1）中的系数0.65应参考架空送电线路大跨越设计技术规定中公式8.0.3-1的系数适当提高到0.700.80左右为宜。我国送电线路的线间距离较为保守，据中国电力工程顾问集团国外考察报告的介绍，减少常规线路水平线间距离是我国输电线路的发展趋势。与国外线路相比，我国输电线路导线的水平相间距离减少12m是可行的。这对缩小塔头尺寸，减小走廊宽度，降低工程耗钢量，是有益的。3、2、4 代表档距的确定根据我省送电线路设计代表档距的分布统计，直线塔的代表档距在300500m，承力塔的设计代表档距两侧宜适当拉开，以增大两侧的张力差，取200/800m.3、2、5 承力塔转角度数的分级

8、本系列塔型承力塔转角度数参照国电公司2006年典型设计的分级，按020°、2040°、4060°、6090四种分级。对于大档距的承力塔只考虑030°，终端塔考虑090°上述范围的转角分级是比较合理的，应在工程选线中尽量满足。直线塔220ZM42一般允许带不超过3°的小转角，需经过核算后才能使用。小转角的位置宜设在压档或平档处，不宜设在垂直档距比水平档距小的塔位。3、2、6 铁塔标志高分级及其他本系列塔型的标志高仍按3m分级。考虑到目前工程中以高塔跨森林对环境保护具有重大的社会效益和经济效益，铁塔设计高度应尽量高些。所有塔身均为方塔。承

9、力塔为方横担，直线塔为鸭嘴横担。1、 直线塔：12、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42（220ZM41、220ZM43到42m；直线塔220ZM42到48m）2、转角塔：020°耐张及4060°转角：12、15、18、21、24、27、30、33、36m、共9种；转角塔2040°转角塔：12、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42m共11种；转角塔4060°转角塔：12、15、18、21、24、27、30、33、36m共9种；3、大档距转角塔：030°转角塔：12、15、18、21、24、27、30、

10、33、36m共9种；4、终端塔：090° 12、15、18、21、24、27、30m 共7种。3、2、7 铁塔长短腿分级本系列塔型长短腿按1.0m分级，即30米及以下呼高按3.0、4.0、5.0、6.0、7.0五级设计、33米及以上呼高按3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0六级设计。#；293、2、8 铁塔使用条件表（单回路）名 称代 号使用档距（m）线间距离（m）标志高（m）设计最小垂直档距系数kv及转角度数保护角（°）LHLVLML0水平垂直直线塔220ZM414506506003004.76.012、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42

11、0.754.5°直线塔220ZM426009008505005.26.012、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42、45、480.606.5°大档距直线塔220ZM4310001500120010006.07.015、18、21、24、27、30、33、36、39、40、420.458.3°耐张塔220NG41600900800200/8004.54.012、15、18、21、24、27、30、33、36020-8.0°转角塔220JG42600900800200/8005.04.012、15、18、21、24、27、30、33、3

12、6、39、422040-4.0°转角塔220JG43600900800200/8005.5/4.54.012、15、18、21、24、27、30、33、3640600-7.0°大档距转角塔220JG45100015001200200/10007.05.012、15、18、21、24、27、30、33、360300-7.0°转角兼终端220JG44（220DG41）500800600200/800（50/800）6.0/5.04.015、18、21、24、27、3060900900·-8.0° 注：60-90度为转角塔，但应能满足0°和

13、90°时作为终端塔的受力。4、铁塔绝缘配合和头部尺寸4、1 铁塔绝缘水平设计4、1、1 绝缘子串片数悬垂绝缘子串的片数，采用16片（146×255），可以满足3500m以下高海拔地区的要求。从铁塔的绝缘间隙来看，设计中留有一定的裕度。满足高海拔要求的绝缘子片数，一般均能满足较高污区的要求。综上所述本系列塔型悬垂绝缘子串最大采用16片，耐张绝缘子串最大采用17片普通或防污绝缘子即可满足要求。在特重污地区，也可选用绝缘高度相当的合成绝缘子。复合绝缘子的长度宜增长12。4、1、2 绝缘子串的强度配合按110750kV架空输电线路设计规范的规定，绝缘子的机械强度安全系数为： 最大使

14、用荷载 2.7 断 线 1.8 断 联 1.5绝缘子尚应满足正常运行情况常年荷载状态下安全系数不小于4.0。本系列塔型配用绝缘子吨位及串型如下表： 塔型荷载情况按设计条件的荷载（kgf）绝缘子串允许荷载（kgf）推荐串型备 注220ZM41最大荷载2203（垂直荷载）264216片 单串1×LXY1-70常年荷载 1380（垂直荷载）1783220ZM42最大荷载2917（垂直荷载）528516片 双串2×LXY1-70常年荷载1795（垂直荷载）3567220ZM43最大荷载4616（垂直荷载）528516片 双串2×LXY1-70常年荷载2793（垂直荷载）3

15、567220NG41220JG42220JG43 220JG45最大荷载5258(线条张力)528517片 双串2×LXY1-100常年荷载3286（线条张力）3567220JG44线路侧最大荷载 5258(线条张力)528517片 双串2×LXY1-100常年荷载 3286(线条张力)3567龙门架侧最大荷载1000 (线条张力)264317片 单串1×LXY1-70常年荷载4、1、3 空气间隙按110750kV架空输电线路设计规范的规定，海拔超过1000m地区，应按海拔高度来修正空气间隙。本系列塔型设计最高海拔高程为3500m，悬垂绝缘子串的片数为16片，按规

16、程要求修正后，带电部分与杆塔构件的最小间隙如下：海拔高程（m）绝缘子片数空气间隙（m）工频电压操作过电压雷电过电压带电检65（0.70）1.70（1.90）2.062.35（2.60）>24003000160.70（0.74）1.80（2.00）2.212.48（2.72）>300034000.75（0.80）1.90（2.20）2.60（2.85）注：括号中为V串数值。4、1、4 铁塔头部间隙园图在新设计塔型时应根据规划的各型直线塔的最小允许垂直档距系数，分别计算雷电过电压、操作过电压及工频电压时的允许风偏角，再用此风偏角来作间隙园图。4、1、4、1 直

17、线塔的最小允许垂直档距系数 此系数为直线塔在最大弧垂时最小允许垂直档距与设计水平档距之比，用Kv符号表示。Kv值的选取与地形、水平档距、导线、气象条件等有关。在上世纪60年代，上海电力设计院的论文介绍了山区送电线路Kv值的数理统计成果,Kv值分布如下： 平地 0.800.85 丘陵 0.700.75 一般山地 0.500.60 复杂山地 0.400.50我省地形的特点是自西向东有著名的无量山、哀牢山等横断山脉和怒江、澜沧江、元江、南盘江等深切的河流，地形复杂，也有盆坝地区的分布。在Kv的取值上要考虑各种地形条件出现的机遇。本系列塔型设计中直线塔考虑了3种，按其使用的范围，Kv值的选取如下： 2

18、20ZM41 丘陵及一般山地 0.75 220ZM42 一般山地 0.60 220ZM43 高山 0.454、1、4、2 悬垂绝缘子串的长度按该塔型使用的最长串型选取。如单、双串均能挂的塔型，按双串选取。16片双串：长2858mm 重199kg(防污)另外，要考虑满足合成绝缘子的长度。双联长2858*1.123200mm 重55kg4、1、4、3 铁塔窗口导线下垂量的选取 直线塔导线离开悬挂点后，由于弧垂和地形高差的影响导线均要下垂，在铁塔窗口边缘由于导线下垂导致对窗口电气间隙不够。在地形高差越大、铁塔窗口越宽的情况更为明显。因此，在铁塔设计制作间隙园图时要考虑导线下垂量的影响。在铁塔窗口侧面

19、宽度一定的情况下，下垂量与塔位点的半边（一侧）垂直档距有关。半边（一侧）垂直档距的不均匀度取0.100.20/0.900.80。铁塔瓶口导线下垂量按下式计算：f=AgLv1/式中：f铁塔瓶口处导线下垂量（m）； A侧视塔颈瓶口宽度的一半（m）； G导线计算情况的比载（kg/m-mm2）； Lv1该塔位下坡侧半边垂直档距（m）； Lv1L1/2+h/gL1 L1、h下坡档的档距、高差（m）；导线计算情况的应力（kg/mm2）。各直线塔的下垂量选取如下： 220ZM41 300mm 220ZM42 500mm 220ZM43 700mm4、2 塔头尺寸的确定4、2、1 线间距离导线在杆塔上的排列有

20、三角形排列和水平排列。一般三角形排列钢材较省，耐雷指标较差。我省220kV线路基本上采用三角形排列的方式。本系列塔型导线按三角形排列设计。杆塔上导线间的距离决定于导线对杆塔的电气间隙和档距大小。按110750kV架空输电线路设计规范的规定：a)对1000m以下档距，水平线间距离按下式计算： D =0.4Lk+U/110+0.65b) 导线三角形排列的等效水平线间距离按下式计算： Dx=(Dp2+(4Dz/3)2)式中：D水平线间距离，m; Lk悬垂绝缘子串的长度，m； U送电线路的标称电压，kV； fc导线最大弧垂，m； Dx-导线三角形排列的等效水平线间距离，m； Dp导线间水平投影距离，m

21、; Dz-导线间垂直投影距离，m。c)对于档距在1000m以上，参考架空送电线路大跨越设计技术规定水平线间距离按下式计算：D =0.4Lk+U/110+K式中：K系数，大跨越0.81.0，建议大档距取0.700.80。根据本系列塔型的最大设计档距，其线间距 类别塔型设计最大档距（m）要求的等效水平线间距离（m）实际的等效水平线间距离（m）备注直线塔220ZM416006.59.2塔头尺寸控制220ZM42850 7.99.5塔头尺寸控制220ZM43120010.711.1塔头尺寸控制承力塔220NG418006.36.7最大档距控制220JG428006.36.6最大档距控制220JG438

22、006.36.1最大档距控制220JG4512009.49.4大档距220JG446005.25.2兼终端塔4、2、2 地线支架高度地线支架高度，根据110750kV架空输电线路设计规范、交流电气装置的过电压保护和绝缘配合要求，决定于：a）在档距中央，导线与地线间的距离（15，无风）须满足： S1 0.012L+1式中：L档距，m 当档距较大，用上式计算出的S1大于7.5m时，仍用7.5m。b) 保护角小于15度；c) 杆塔上两根地线间的距离，不应超过导线与地线间垂直距离的5倍；d) 地线与相邻导线间的水平偏移，在10mm冰区不小于0.50m；4、2、3 保护角本系列塔型的保护角均比规程要求值更好。详见铁塔使用条件表。5、铁塔横担与绝缘子串连接的要求5、1 直线塔用UB挂板与横担连接。要求每相导线有三个挂点。5、2 承力塔用GD耳轴挂板与横担连接。跳线要求有三个挂点。 绝缘子串与横担连接的第一个金具如下表：类别塔 型与横担连接的第一个金具备注导 线地 线直线塔悬垂串220ZM41挂板UB-10挂板UB-10220ZM42挂板UB-10挂板UB-10220ZM43挂板UB-10挂板UB-10承力塔耐