110kV~500kV输电线路杆塔标准设计第一部分总论1

110kV~500kV输电线路杆塔标准设计第一部分总论1110kV~500kV输电线路杆塔标准设计第一部分总论1110kV~500kV输电线路杆塔标准设计第一部分总论1xxx公司110kV~500kV输电线路杆塔标准设计第一部分总论1文件编号：文件日期：修订次数：第1.0次更改批准审核制定方案设计，管理制度目录第一部分总论 21概述 22设计范围 23设计原则 3主要技术原则 3基本风速 3覆冰取值 3导线截面 3地线 4回路数 4杆塔型式 4地形条件 5海拔高度 5悬垂串型式 5杆塔规划 5塔头设计规定 8绝缘配合原则 8绝缘子片数 9空气间隙 10间隙圆图 11防雷保护 13塔头布置 13杆塔荷载 15气象条件的重现期 15基本风速离地高度 15杆塔荷载计算原则及规定 153.荷载组合 19杆塔设计一般规定 21杆塔结构设计方法 223.承载力极限状态 223.正常使用极限状态 233.杆塔材料 233.铁塔与基础的连接方式 25第一部分总论1概述标准设计继续采用模块化思路；整体框架分层级，使体系结构更加清晰，应用更为方便。模块的数量根据已制定的建设规划进行调整，编制深度较2011年版有所突破，其主要特点包括：1)杆塔模块库进一步完善，达到使标准模块覆盖率逐年提高的应用效果；2)整体框架设置四层，设计深度逐层加深，不同设计阶段选择应用不同层级或其组合的设计成果；3)模块深度达到施工图设计，实现杆塔施工图与司令图的一一对应，使标准设计能统一、规范、直接应用于施工图阶段。110kV～500kV输电线路杆塔标准设计的总体原则为智能、高效、可靠、绿色，其设计思路主要包括：1）严格执行国家和电力行业有关规程、规范及国家有关强制性条文，符合南方电网公司企业标准及反事故措施等要求；2）结合南方电网的实际情况及运行特点，贯彻绿色设计理念，运用先进设计手段，力求安全、经济、智能、高效，体现标准设计的科学性和统一性，并融入企业文化内涵，凸显南方电网公司企业文化特征；3）采用模块化结构进行设计，对影响杆塔设计的因素进行组合，形成不同设计条件的模块。实际使用中，根据工程具体情况选择相应模块；4）杆塔设计标准化，统一设计依据、设计流程，统一材料属性、型钢规格，统一运行设施构造要求。2设计范围本版标准设计主要是对南方电网公司电网基建项目所需的110kV、220kV和500kV三个电压等级的输电线路杆塔进行标准化、系列化设计工作。由于大跨越工程有其特殊性，需结合工程的实际情况进行“量身订做”，故不在标准设计的范围。考虑到110kV和220kV在城区线路部分沿绿化带走线需采用钢管杆,标准设计除传统的空间立体桁架式铁塔外，还包含部分110kV、220kV的钢管杆。杆塔标准设计深度达到G3层杆塔结构图，满足施工图阶段的要求。工作内容主要包括：1)将2011版标准设计已完成的大部分模块的司令图深化为施工图；2)完成2012年下半年至2013年所需新增模块的司令图和施工图设计。3设计原则主要技术原则基本风速按照新颁布的《110kV～750kV架空输电线路设计规范》(GB50545-2010)，结合南网五省的实际情况，500kV基本风速取值27m/s～39m/s，220kV和110kV基本风速取值23.5m/s～37m/s，考虑到经济性、安全性和通用性，标准设计的基本风速取值按23.5m/s～39m/s范围考虑，按2m/s逐级递增。为便于统计对比，将离地面10m高的基本风速风区与110kV～500kV导线平均高度处的折算风速列于下表：表基本风速分区表(m/s)基本风速分区2527293133353739500kV20m平均高折算风速//220kV110kV15m25在具体设计中，计算杆塔荷载时根据导地线平均高度和杆塔分段高度的不同，以离地10m高为基准考虑增大系数即风压高度变化系数(z)。覆冰取值考虑2008年冰灾后工程设计冰厚的取值情况，标准设计将110kV～500kV线路覆冰厚度划分为：无冰、10mm、15mm、20mm(重)和30mm。具体设计中，应根据南网五省各地区气象条件特点，合理确定风冰气象组合。导线截面根据南网五省电网规划，综合考虑现有工程及远期规划中的导线截面选择情况，确定标准设计各电压等级导线截面选取的主要原则如下：500kV线路：主要考虑4×300mm2、4×400mm2、4×500mm2、4×630mm2、4×720mm2截面导线；220kV线路：主要考虑2×240mm2、2×300mm2、2×400mm2、2×500mm2、2×630mm2、4×300mm2截面导线；110kV线路：主要考虑1×185mm2、1×240mm2、1×300mm2、1×400mm2、1×500mm2和1×630mm2截面导线。110kV～500kV导线安全系数取值应满足相关规程规范。在确定导线型号时，需根据不同气象条件组合，选择合适铝/钢截面比的钢芯铝绞线型号，常用的型号如表所示；设计冰厚30mm的重冰区，应通过选型方案比较后选取合适的钢芯铝合金导线。表常用钢芯铝绞线型号设计冰厚0mmJL/G1A-185/25、JL/G1A-240/30、JL/G1A-300/40、JL/G1A-400/35、JL/G1A-630/45、ACSR-720/50设计冰厚10mmJL/G1A-185/25、JL/G1A-240/30、JL/G1A-300/40、JL/G1A-400/35(或400/50)、JL/G1A-500/45、JL/G1A-630/45设计冰厚15mmJL/G1A-185/30、JL/G1A-240/40、JL/G1A-300/40、JL/G1A-400/50、JL/G1A-500/45设计冰厚20mmJL/G1A-185/45、JL/G1A-240/40、JL/G1A-300/50、JL/G1A-400/50、JL/G1A-500/45地线220kV、500kV一般采用JLB-150铝包钢绞线；110kV一般采用JLB-100铝包钢绞线。无冰区线路建议选取导电率为40%铝包钢绞线。覆冰区线路应综合考虑机械特性、短路电流大小和抗雷击性能等，选择合适导电率的铝包钢绞线，重冰区线路还可改选镀锌钢绞线。地线安全系数、年平均运行张力百分数的选择应根据不同的电压等级、不同的覆冰厚度、导地线配合、荷载计算等具体条件确定并满足相关规程规范。回路数根据南网五省电网规划，标准设计中500kV铁塔考虑单回路和双回路，110kV～220kV铁塔和钢管杆考虑单回路、双回路和部分四回路。杆塔型式单回路直线塔可分导线水平排列的酒杯塔和三角形排列的猫头塔，应充分考虑电压等级、气象条件、走廊宽度、地形条件等各种因素，进行多方案技术经济比较，合理选择直线塔型。单回路耐张塔主要采用干字型塔。双回路的直线塔和耐张塔可采用伞型塔(无冰区)和鼓型塔(有冰区)。110kV～220kV四回路主要用于经济发达、走廊紧张的市区或负荷中心，为减小占地走廊，四回路的直线塔和耐张塔一般采用每一横担左右两侧各布置一相导线的方式；在走廊不受限区域，也可以采用每一横担左右两侧各布置两相导线的方式。地形条件输电线路的地形一般分为泥沼、平地、丘陵、山地和高山大岭五种类，从影响铁塔指标考虑，可合并为平地和山地两大类。考虑到南网五省地区主要以山区为主，故标准设计110kV～500kV杆塔主要按山地设计。海拔高度考虑到南网五省地区海拔高度的不同分布情况，根据各省公司线路工程不同特点，为使设计成果更好的服务于实际工程，标准设计将110kV～500kV线路海拔高度划分为0～1000m、1000～2000m、2000～2500m、2500～3000m、3000～3500m、3500～4000m的6个范围。悬垂串型式悬垂绝缘子串可采用“I”型或“V”型串等型式。两者各有优劣，如I型串杆塔横担较短，塔头略小，但占地走廊较大，V型串杆塔可节省走廊宽度，但塔头层间距较大，横担较长，单基塔重指标较高，金具用量较多。具体设计时，各子模块负责单位应充分考虑线路走廊的拆迁、砍伐等通道赔偿费用和本体投资增量等因素，通过技术经济比较后选择悬垂串型式。杆塔规划杆塔规划是标准设计的一项重要内容，对标准设计的经济性将产生重要影响。杆塔规划必须技术上可行、经济上合理。针对南方电网五省区的特点，制定规划原则，既考虑统一性，又兼顾差异性，使其在具体工程的应用中杆塔的利用系数尽量接近，取得较好的经济效益。本版标准设计主要按山区进行规划设计，大部分杆塔按全方位长短腿设计，少部分按平腿设计。根据上述原则，杆塔规划的具体方案是：(1)每个杆塔模块中包含两大类杆塔，分别是悬垂型杆塔和耐张型杆塔，其中悬垂型杆塔包括直线塔和悬垂转角塔，耐张型杆塔包括普通转角塔和终端塔。对于设计条件相近的模块，若铁塔的荷载相近且塔重的测算差值较小，可考虑适当合并该部分铁塔，并按不同设计条件分别进行荷载计算和结构设计。(2)单、双回路模块中杆塔系列划分原则如下：1)直线塔500kV无冰、轻冰区单、双回路按5直线塔＋1悬垂转角塔；中冰区单、双回路按5直线塔；单回路重冰区按2直线塔。220kV无冰、轻冰区和中冰区单回路按4直线塔，双回路按5直线塔；单回路重冰区按2直线塔。110kV无冰、轻冰区和中冰区单、双回路按3直线塔，单回路重冰区按2直线塔。跨越塔归并到普通直线塔中。2)悬垂转角塔500kV模块设计悬垂转角塔，角度为3～13(10)°。110～220kV模块原则上不设计悬垂转角塔。3)耐张塔500kV无冰、轻冰区单、双回路按4转角塔+1终端塔，划分为0～20°、20～40°、40～60°和60～90°四个角度系列，并单独设计终端塔；中冰区按4转角塔，划分为0～20°、20～40°、40～60°和60～90°(兼终端)四个角度系列。220kV无冰、轻冰区和中冰区单回路按4转角塔，划分为0～20°、20～40°、40～60°和60～90°(兼终端)四个角度系列；220kV无冰、轻冰区双回路按4转角塔+1终端塔，划分为0～20°、20～40°、40～60°和60～90°四个角度系列，并单独设计终端塔。中冰区双回路按4转角塔，划分为0～20°、20～40°、40～60°和60～90°(兼终端)。20mm重冰区的500kV和220kV均按3转角塔,划分为0～5°、5～30°、30～60°三个角度系列；30mm重冰区按3转角塔，划分为0～5°、5～20°、20～40°三个角度系列。110kV无冰区、轻冰区和中冰区的单、双回路均按4转角塔，划分为0～20°、20～40°、40～60°和60～90°(兼终端)四个角度系列；20mm重冰区按3转角塔，划分为0～5°、5～30°、30～60°三个角度系列；30mm重冰区按3转角塔，划分为0～5°、5～20°、20～40°三个角度系列。所有电压等级的无冰、轻冰区和中冰区双回路需选取部分合适的转角塔兼作分歧塔；中冰区和重冰区需选取部分合适的转角塔兼作气象分界塔。4)终端塔终端塔按0～90°的角度范围。双回路终端塔需兼分歧塔的设计条件。(3)四回路模块中杆塔系列划分原则如下：1)直线塔220kV无冰、轻冰区按4直线塔；110kV无冰、轻冰区按3直线塔。跨越塔归并到普通直线塔中。2)悬垂转角塔220kV和110kV模块原则上不设计悬垂转角塔。3)耐张塔220kV和110kV模块均按4转角塔+1分歧塔，划分为0～20°、20～40°、40～60°和60～90°(兼终端)四个角度系列，并单独设计分歧塔。(4)单、双回路钢管杆模块中杆塔系列划分原则如下：1)直线杆220kV无冰、轻冰区按3直线杆；110kV无冰、轻冰区按2直线杆。大使用条件的直线杆可考虑带0～3°的直线小转角。2)耐张杆220kV和110kV按3耐张杆，划分为0～30°、30～60°和60～90°(兼终端)三个角度系列。(5)所有铁塔呼称高统一为3的倍数，级差按3m考虑。(6)直线塔按“塔高每降低一定高度，杆塔水平档距相应增大一定百分比”的设计方法，直线塔在一定呼称高范围内，最小水平档距值对应最高的呼称高，水平档距随着呼称高的降低而变大。在设计每个直线塔型时，对不同呼称高对应一定的水平档距值都进行外负荷计算和结构计算，使得同一直线塔型的不同呼称高的铁塔总体受力接近。确定呼称高按照每降低6m进行一次水平档距的折算，一般来说，每次折算的水平档距增大百分比约为5%～8%，各院应结合具体子模块的情况进行测算，以各呼称高共用段主材规格相同为宜。以呼称高为27～48m的直线塔为例，规划呼称高48m对应水平档距为400m，按呼称高每降低6m、水平档距增大6%折算，呼称高为30m时，对应的水平档距为476m，为此需要外负荷和结构计算的次数为4次(分别为48m、42m、36m和30m呼称高)；当呼称高为27m时，对应的水平档距仍取476m。(7)对于钢管杆模块，由于多用在城市的走廊狭窄地带，其设计主要取决于具体根开限制，故杆塔使用条件不作统一规定。(8)在规划500kV直线杆塔时，建议2型直线塔地线横担应适用OPGW开断情况，即地线支架按悬垂和耐张两种情况进行设计，同时挂点配置悬垂、耐张两类挂点，工程应用时可根据实际需要选择地线的挂线型式。(9)为保证标准设计的经济性和通用性，杆塔模块中的塔型种类应考虑满足绝大部分工程的需要；对于特殊杆塔(如较高呼称高的耐张塔等)，可在具体工程中单独设计。塔头设计规定为保证本次标准设计的通用性和一致性，对塔头设计作出统一规定，包括绝缘配合原则、绝缘子片数和串长、空气间隙取值、间隙圆设计、防雷保护、塔头布置、联塔金具等。绝缘配合原则标准设计将依照设计规范和相关规定进行绝缘配合设计，满足线路在工频电压、操作过电压和雷电过电压等各种情况下安全可靠运行。根据南方电网五省区的线路设计情况，a～c级污区的线路，导线悬垂绝缘子串可采用玻璃绝缘子，d～e级污区，导线悬垂绝缘子串可采用复合绝缘子。标准设计应考虑杆塔挂玻璃绝缘子串和复合绝缘子串两种情况，其中，玻璃绝缘子爬电比距按c级污区上限值配置片数，即爬电比距≥2.50cm/kV(按额定电压计算)；110kV和220kV复合绝缘子爬电比距≥2.88cm/kV(按额定电压计算)，500kV复合绝缘子爬电比距≥2.75cm/kV(按额定电压计算)。1000m为保持高塔的耐雷性能，绝缘子片数应根据塔高的增加而增加，雷电过电压最小间隙也相应增大。对于同塔双回及以上线路，采用平衡高绝缘设计。若使用复合绝缘子，应使其雷电冲击绝缘水平与盘型绝缘子串水平一致(即要求复合绝缘子干弧距离间的正极性雷电冲击50%闪络电压不小于盘型绝缘子串的闪络电压值)。绝缘子片数绝缘子片数采用爬电比距法计算，同时考虑海拔高度的影响。对同塔双回及以上回路，按平衡高绝缘配置，考虑增加绝缘子片数。各电压等级绝缘子片数计算结果参考表3-1中数值。当杆塔全高超过40m时，高度每增加10m，应比设计规范规定的最少绝缘子片数(110kV为7片，220kV为13片，500kV为25片)增加1片高度为146mm的绝缘子，全高超过100m表悬垂玻璃绝缘子片数选择一览表电压等级(kV)回路海拔高度(m)片数整串结构高度(mm)单片爬电距离(mm)爬电比距(cm/kV)对应复合绝缘子结构高度(mm)500单≤100028(155)43405504450双31(155)48055504750单1000～200030(155)46505505060双33(155)51155505525单2000～250031(155)48055504750双34(155)52705505200单2500～300032(155)49605504900双35(155)54255505350单3000～350033(155)51155505050双36(155)55805505500单3500～400034(155)52705505200双37(155)57355505650220单≤100015(146)21904502300双16(146)23364502450四17(146)24824502600单1000～200016(146)23364502580双17(146)24824502730单2000～250017(146)24824502600双18(146)26284502750单2500～300017(146)24824502600双18(146)26284502750单3000～350018(146)26284502750双19(146)27744502900单3500～400018(146)26284502750双19(146)27744502900110单、双≤10009(14610(146、双1000～200010(146)146032017002000～250010(146)146032016902500～300011(146)160632018403000～350011(146)160632018403500～400011(146)16063201840注：1)玻璃绝缘子参考南方电网公司电力线路盘形悬式绝缘子技术规范中玻璃绝缘子技术参数表,500kV绝缘子选用160kN悬式耐污型，220kV绝缘子选用100kN悬式耐污型，110kV绝缘子选用70kN悬式标准型，标准型绝缘子爬电距离的有效系数取1，耐污型绝缘子爬电距离的有效系数取；2)括号中的数值为单片绝缘子的高度，单位mm；3)表中所列玻璃绝缘子片数由五省区省级电力设计院提供。由于耐张绝缘子串自洁性较悬垂绝缘子串好，耐张绝缘子片数按污秽条件选择并已达到规范所规定的最少片数时，不再考虑另行增加片数。空气间隙标准设计的空气间隙按照规范的相关规定选择，采用平衡高绝缘时，空气间隙按照配合系数相应修正，推荐采用的空气间隙值见表。表空气间隙推荐采用数值电压等级(kV)回路海拔高度(m)空气间隙(m)工频操作雷电带电作业500单≤1000双单1000～2000双单2000～2500双单2500～3000双单3000～3500双单3500～4000双220单、双≤1000四单1000～2000双单2000～2500双单2500～3000双单3000～3500双单3500～4000双110单、双≤1000四单、双1000～2000单、双2000～2500单、双2500～3000单、双3000～3500单、双3500～4000注：1）对操作人员需要停留工作的部位，还应考虑人体活动范围；2)表中所列空气间隙值由五省区省级电力设计院提供。间隙圆图(1)悬垂串风偏角计算单回直线塔统一取下层横担悬垂绝缘子串风偏角来规划整个塔头(500kV导线平均高度一般取20m，110～220kV导线平均高度一般取15m，500kV跨越塔的导线平均高度取45m，220kV跨越塔的导线平均高度取40m，110kV跨越塔的导线平均高度取35m)。双回路直线塔统一取中层横担悬垂绝缘子串风偏角来规划整个塔头。即计算风偏角时，导线张力仍按平均高度的风速计算，而导线的风压需考虑换算至中层导线的平均高度(该换算高度宜取中、下导线层高)，悬垂绝缘子串的风压按中层横担的高度计算。四回路直线塔则以第二层和第五层悬垂绝缘子串风偏角来规划塔头。风压不均匀系数α应根据计算工况的设计基本风速值选取。当风速≥27m/s时，α取；当20≤风速<27m/s时，α取；当风速<20m/s时，α取。对跳线计算，风压不均匀系数取。间隙圆采用复合绝缘子串的风偏角绘制。复合绝缘子的风压取对应玻璃绝缘子片数(按复合绝缘子串长除以玻璃绝缘子单片高度，500kV片高取155mm，110～220kV片高取146mm)的风压值的40%。(2)间隙圆设计直线塔按照单、双联“I”型悬垂绝缘子串规划塔头，分别绘制间隙圆图。双联串的允许摇摆角所对应的摇摆角系数Kv值应满足规划要求。绘制塔头间隙圆图时，应考虑塔头宽度的影响，在子导线的下导线处考虑小弧垂引起的垂直下偏量和水平偏量，然后在此基础上绘制间隙圆。间隙圆内应包含结构裕度。220～500kV铁塔在外形布置时，结构裕度对应于准线选取，塔身部位取300mm，其余部位取200mm；110kV铁塔结构裕度取150mm～200mm。220kV、110kV钢管杆在外形布置时，结构裕度对应于钢管构件外缘选取，220kV为200mm，110kV为150mm。耐张塔塔头正面图的外角侧绘制装设跳线串情况的间隙圆，内角侧绘制不装设跳线串情况的间隙圆；一般耐张串长度取可能用到的最短长度；当转角度数过大，带电部分对横担的间隙不够时，应考虑增加耐张串长度(一般增加绝缘子片数)后，带电部分对塔身的间隙仍满足要求。在校验塔头正面间隙时，500kV跳线串偏角一般按15°考虑，110kV和220kV跳线串偏角一般按20°考虑。跳线(包括跳线子导线)对塔身的电气距离在俯视图中的投影满足：500kV双回路为左右，220kV双回路为左右，110kV为左右。在设计单回路杆塔时，应考虑带电部分对主材侧面和导线横担下表面的电气距离满足带电作业间隙；在设计双回及以上线路杆塔时，应考虑带电部分对主材侧面、本层导线横担下表面和下层横担上表面的电气距离满足带电作业间隙；除本层导线横担下表面外，以上部位均考虑人体活动范围。防雷保护所有杆塔均按照双地线设计。地线和导线的距离应满足档中导地线配合的要求。无冰、轻冰和中冰区，杆塔上地线对边导线的保护角，对于同塔双回或多回路，220kV及以上线路的保护角均不大于0°，110kV线路不大于10°；对于单回路，500kV线路的保护角不大于10°，220kV及以下线路不大于15°。重冰区单回路杆塔上地线对边导线的保护角，500kV线路不大于15°，220kV及以下线路不大于20°。保护角计算至分裂导线中心即可。塔头布置导地线布置要求参照以下原则执行。(1)覆冰区110～500kV铁塔相邻导、地线间和垂直排列的上下导线之间的水平偏移应满足表3-12。表上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的最小水平偏移(m)电压等级(kV)110220500设计冰厚10(mm)设计冰厚15(mm)设计冰厚20(mm)中冰设计冰厚20(mm)重冰设计冰厚30(mm)如果每相导线有多根分裂子导线，水平偏移距离应按照子导线计算。耐张塔的水平偏移距离应计入转角度数的影响。为了减少或避免导线间的闪络事故，中、重冰区如采用非水平排列方式,杆塔上应有足够的垂直距离和水平位移,以满足导线与地线或导线之间在不同期脱冰时静态和动态接近的电气间隙要求。静态接近距离不应小于操作过电压间隙值；动态接近距离不应小于工频电压间隙值。对于无冰区杆塔，为了防止施工架线时，上层已装相的导线与下层正装相的导引绳碰触，相邻层导线间的挂点间应保持一定的水平偏移，500kV杆塔一般取500mm，220kV杆塔一般取400mm，110kV杆塔一般取300mm。(2)杆塔上两根地线之间的距离，不应超过地线与导线间垂直距离的5倍。(3)导线垂直排列的垂直线间距离，宜取不小于水平线间距离计算结果的75%；双回路及多回路杆塔不同回路的不同相导线间的水平或垂直距离，应较同回路的水平或垂直线间距离的要求值大。一般来说，直线塔应按间隙圆控制层高，但需验算最大使用档距，并在模块说明部分中给出每种塔型的单侧容许最大使用档距。(4)双分裂子导线在无冰区按垂直排列布置，在轻冰区可采用垂直排列或水平排列，在中、重冰区按水平排列布置。(5)单回路酒杯塔和猫头塔悬垂绝缘子串可采用“I”串或“V”串；双回路塔一般按全“I”串设计，基本风速较大的地区，可按全“V”串设计。(6)“V”串两肢之间夹角的一半可比最大风偏角小5°～10°，该夹角不宜小于80度，不宜大于120度。(7)“I”串悬垂转角塔，可将悬垂串悬挂于导线横担下方的小挂架上；对于“V”串塔，相应的悬垂转角塔采用“L”串。(8)单、双和四回路1型耐张塔、四回路分歧塔一般呈中心对称，其余耐张塔一般外角侧横担较内角侧横担长，内角侧横担不宜过短(需满足跳线串向塔身方向偏5度要求)。(9)在设计导线横担尺寸时，所有耐张塔内、外角侧均考虑装设跳线串。(10)对于无冰、轻冰和中冰区耐张塔，当最大转角度数不大于40度时，导线横担可采用拔梢形，当最大转角度数大于40度时，导线横担采用方形。(11)耐张塔导线横担外侧可根据间隙需要设计跳线支架，110kV原则上不设置跳线支架；220kV根据需要设置跳线支架，长度不超过；500kV根据需要设置跳线支架，跳线支架的长度不超过。联塔金具除110kV和220kV直线钢管杆导线挂点按单挂点设计外，所有直线塔的导线挂点均按单挂点和双挂点进行设计，500kV双挂点间距为600mm，220kV双挂点间距为500mm，110kV双挂点间距为400mm；500kV耐张塔导线采用双挂点,220kV及以下等级耐张塔导线采用单或双挂点。所有电压等级地线均采用单挂点。500kV耐张串两联之间的平行距离采用450～550mm,220kV耐张串两联之间的平行距离采用400～450mm。两挂点的间距按照最大转角度数进行相应补偿。联塔金具应转动灵活且受力合理，其强度应高于串内其他金具强度。覆冰区悬垂串联塔金具顺线路方向设置，无冰区悬垂串联塔金具横线路方向设置。各电压等级联塔金具型式详见见表。表各电压等级联塔金具电压等级(kV)塔型导线挂点金具跳线挂点金具地线挂点金具110直线塔UB挂板或U型挂环/UB挂板或U型挂环耐张塔U型挂环UJ螺丝或UB挂板U型挂环钢管杆U型挂环U型挂环U型挂环220直线塔ZBS挂板/UB挂板耐张塔GD型耳轴挂板或U型挂环UB挂板GD型耳轴挂板或U型挂环钢管杆U型挂环U型挂环U型挂环500直线塔ZBS挂板/UB挂板耐张塔GD型耳轴挂板或U型挂环UB挂板GD型耳轴挂板或U型挂环杆塔荷载气象条件的重现期500kV输电线路重现期取50年；110～220kV输电线路重现期取30年。基本风速离地高度基本风速离地面高度为10m。杆塔荷载计算原则及规定(1)荷载计算原则杆塔标准化设计的荷载和组合条件均应满足《110kV～750kV架空输电线路设计规范》(GB50545)、《重覆冰架空输电线路设计技术规程》(DL/T5440-2009)、《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002)、《架空送电线路钢管杆设计技术规定》(DL/T5130-2001)等规程规范的要求。考虑到覆冰、断线工况新、旧规程的内容变化较大，为方便使用，特将部分内容摘录如下。1)各类杆塔均应计算线路正常运行情况(包括基本风速、设计覆冰、最低气温)、断线情况、不均匀覆冰情况和安装情况下的荷载组合，必要时尚应验算地震等罕见情况。2)进行地线特性计算和档中导地线配合计算时，地线设计冰厚应与导线一致，但在杆塔荷载计算时，地线应按较导线冰厚增加5mm的覆冰厚度计算地线覆冰工况的荷载(过载)，事故工况的断线张力应按地线最大使用张力的百分比取值。3)覆冰情况下(含不均匀冰)须考虑导、地线及杆塔的风荷载增大系数B,不同覆冰厚度时B的取值如下表：表各风荷载增大系数覆冰厚度(mm)覆冰风荷载增大系数B导地线、绝缘子杆塔0101520304)对覆冰线路，断线情况按-5℃、有冰、无风的气象条件进行计算；对最低温度为0℃的无冰线路，断线情况按+5℃、无冰、无风的气象条件进行计算。各类杆塔导、地线的断线张力的取值见下表，垂直冰荷载取100%设计覆冰荷载。表断线张力冰区断线张力(一相导线或一根地线最大使用张力的百分数)直线型杆塔耐张型杆塔单导线双分裂导线双分裂以上导线地线单导线双分裂及以上导线地线轻冰10mm及以下50%平丘25%山地30%平丘20%山地25%100%100%70%100%中冰15mm50%40%35%100%100%70%100%20mm50%45%重冰20mm55%100%100%75%100%30mm60%80%5)不均匀覆冰情况按-5℃、有不均匀冰、10m/s风速的气象条件进行计算。不均匀覆冰情况时，不平衡张力的取值见下表，垂直冰荷载取75%设计覆冰荷载。表不均匀覆冰不平衡张力冰区不平衡张力(一相导线或一根地线最大使用张力的百分数)直线型杆塔耐张型杆塔导线地线导线地线轻冰10mm及以下10%20%30%40%中冰15mm15%25%35%45%中冰20mm20%30%40%50%重冰20mm25%46%42%54%重冰30mm29%50%46%58%6)各类杆塔的安装情况，应按10m/s风速、无冰、相应气温的气象条件进行计算。对最低温度为0℃的无冰线路，安装情况按+5℃、无冰、10m/s风速的气象条件进行计算。所有直线塔需考虑2倍起吊荷载。导、地线的施工误差系数取；动力系数取；导线张力的过牵引系数取，地线张力的过牵引系数取；由于采用降温法来补偿初伸长的影响，故导、地线安装张力按安装气温降低补偿温度后的张力取值。7)当杆塔全高不超过60m时，杆塔风荷载调整系数βz应按下表对全高采用一个系数：表全高不超过60m杆塔风荷载调整系数杆塔全高(m)2030405060βz当杆塔全高超过60m时，风荷载调整系数应分段计算，取值可参考下表，但加权平均值应不低于：表全高超过60m杆塔风荷载调整系数杆塔头部(横担及地线支架)横担或地线支架≤60m，取60m＜横担或地线支架≤100m，取身部分段高(m)102030405060708090100βz对基础，当杆塔全高不超过60m时，风荷载调整系数βz取，60m及以上时取值如下，但加权平均值应不低于：表全高超过60m杆塔计算基础力风荷载调整系数杆塔头部(横担及地线支架)横担或地线支架≤60m，取60m＜横担或地线支架≤100m，取身部分段高(m)102030405060708090100βz(计算基础作用力)(2)荷载计算统一规定为了统一杆塔标准设计的荷载计算原则，特对如下情况作出规定：1)风压高度变化系数统一按B类地面粗糙度选取；2)对无冰、轻冰区：500kV线路直线塔按代表档距400m计算各工况张力，耐张塔前后侧按代表档距250～300m/500～600m计算各工况张力；110～220kV线路直线塔按代表档距350m计算各工况张力，耐张塔前后侧代表档距220kV按450m/200m、110kV按400m/200m计算各工况张力；对中、重冰区，直线塔和耐张塔的代表档距可相应减小；3)耐张塔前后挂点的垂直荷载按照:分配，且应分别考虑前侧上拔后侧下压、前侧下压后侧上拔、两侧下压的不同组合工况。耐张塔负荷结合代表档距、水平档距和垂直档距，组成前后一侧为大水平荷载、大垂直荷载、大张力，另一侧为小水平荷载、小垂直荷载、小张力等组合；终端塔应考虑垂直荷载全部加在线路侧的情况；直线塔垂直荷载前后侧按4:6分配；4)应考虑各种正常运行情况的导地线垂直档距的变化情况；5)耐张塔前后挂点的水平风荷载按照∶分配；6)导、地线平均高度的计算值规定为：导地线张力特性计算时，110～220kV线路的导地线平均高度取15m，500kV线路的导地线平均高度取20m；500kV导线对地距离取20m，220kV取15m，110kV取12m(在实际工程中应用高塔时，应按实际导、地线平均高度进行验算)。对于双回路及以上的多回路，由下相导线平均高度加上层高后可计算出中、上相导线的平均高度；当算得的下相导线平均高度低于20m(500kV)或15m(220～110kV)时，风压高度变化系数应取；7)对于220～500kV所有直线塔均应考虑锚线工况；110kV由于耐张段较短、利用耐张塔锚线作业易实施，故110kV的直线塔不考虑锚线工况；8)在安装情况，应考虑导地线安装时初伸长、过牵引、施工误差等因素；9)110～220kV双回、四回和500kV双回路铁塔应考虑分期架设的情况；10)中、重冰区线路宜考虑验算覆冰工况，验算冰厚可取设计冰厚的～倍，并在子模块说明书中列出验算覆冰工况荷载；11)4分裂及以上线路垂直荷载需考虑间隔棒重量，覆冰工况应考虑绝缘子串覆冰后增加的重量；12)考虑到光纤复合架空地线OPGW比普通地线直径稍大，地线水平荷载、垂直荷载及线条张力均考虑增大系数。荷载组合(1)直线塔1)正常运行情况(a)基本风速、无冰、未断线(最大垂直荷载、最小垂直荷载分别与最大水平荷载组合)，包括90°、60°、45°、0°风；(b)设计覆冰、相应风速及气温、未断线(90°风最大垂直荷载与最大水平荷载组合)；2)断线情况：单回路杆塔：单导线断任意一相导线(分裂导线任意一相导线有纵向不平衡张力)，地线未断；断任意一根地线，导线未断；双回路杆塔：同一档内，单导线断任意两相导线(分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力)；断一根地线，单导线断任意一相导线(分裂导线任意一相导线有纵向不平衡张力)；四回路杆塔：同一档内，单导线断任意三相导线(分裂导线任意三相导线有纵向不平衡张力)；断一根地线，单导线断任意两相导线(分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力)；3)安装情况所有直线塔应考虑检修吊装。对于220～500kV所有直线塔应考虑锚线情况，110kV直线塔不考虑锚线情况；4)不均匀覆冰情况应考虑导、地线同时同向有不均匀覆冰的不平衡张力，使铁塔承受最大弯矩的情况，此时，应考虑90°风和0°风两种风向下的不均匀弯组合，0度风时风向应与导地线张力方向相同；中、重冰区直线塔还应考虑导、地线同时不同向有不均匀覆冰的不平衡张力，使铁塔承受最大扭矩的情况。5)验算覆冰情况验算覆冰应使所有导、地线同时同向有不平衡张力，使杆塔承受最大弯矩情况。(2)直线转角塔主要工况同直线塔一致，增加计算反向风的组合，所有工况均需计算最大角度和最小角度两种情况。(3)耐张转角塔1)正常运行情况(a)基本风速、无冰、未断线(应计算90°风及其反向风；终端塔还需计算0°风)；(b)设计覆冰、相应风速及气温、未断线；(c)低温工况：按最低气温、无冰、无风、未断线情况计算；2)断线情况单回路和双回路杆塔：同一档内，单导线断任意两相导线(分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力)、地线未断；断任意一根地线，单导线断任意一相导线(分裂导线任意一相导线有纵向不平衡张力)；四回路塔：同一档内，单导线断任意三相导线(分裂导线任意三相导线有纵向不平衡张力)、地线未断；断任意一根地线，单导线断任意两根导线(分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力)；3)不均匀覆冰情况应考虑导、地线同时同向有不均匀冰的不平衡张力，使铁塔承受最大弯矩的情况，此时，应考虑90°风和0°风两种风向下的不均匀弯组合；中、重冰区耐张塔还应考虑导、地线同时不同向有不均匀冰的不平衡张力，使铁塔承受最大扭矩的情况。4)验算覆冰情况验算覆冰应使所有导、地线同时同向有不平衡张力，使杆塔承受最大弯矩情况。5)安装情况所有耐张转角塔应考虑紧线、锚线、吊装跳线的组合。杆塔设计一般规定(1)为增加铁塔顺线路的刚度，所有铁塔采用方形断面。(2)为方便铁塔根开的推算，规定铁塔单面坡度取整数值，如、、、等，但一般不应出现同一系列塔中大负荷塔的坡度小于小负荷塔的坡度。(3)为保护自然环境，防止水土流失，山区铁塔长短腿的级差按照不破坏一定角度的斜坡原状地貌的原则设置：500kV塔按照坡角27～30度设置；220kV塔按照坡角25度设置；110kV塔按照坡角20度设置；(4)铁塔长短腿以减腿表示，具体示例详见模板实例“5G2W4-Z1司令图.dwg”。(5)为确保铁塔的抗扭刚度，横隔面设置的间距不应大于平均宽度的5倍，也不应大于4个主材分段，所有塔身隔面全部采用刚性隔面。(6)塔身交叉斜材与水平面的夹角取35~45度为宜，不宜小于30度，同时不宜大于50度。(7)考虑到圆管构件的横风向风振(旋涡脱落)影响，对杆件的允许长细比较角钢限制严格，主材不大于120，辅材不大于150，塔腿斜材不大于120；角钢长细比按规程限制(受压材不大于200)。(8)体型系数按现行国家规范《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)确定。(9)直线塔导、地线挂点处以及耐张塔跳线的挂点处，受弯梁应按双向受弯验算。(10)总高度在85m以下的杆塔，登高设施选用脚钉；酒杯塔上曲臂采用简易踏板代替脚钉，踏板设置于曲臂内侧。高于60m的杆塔每30~40米设置简易的检修人员休息平台；高于85m的杆塔在变坡以下采用脚钉及休息平台，变坡以上采用直爬梯。(11)节点连接承载力力应不低于杆件内力，螺栓连接长度超过15倍螺栓直径时应按《钢结构设计规范》进行折减。角钢塔塔身主材连接螺栓不应小于6个，受力斜材连接螺栓不宜少于2个；当构件超长需采用接头时，主材接头螺栓数量每端不得少于6个，斜材接头螺栓数量每端不得少于4个。塔身主材宜采用内包角钢外设钢板的双剪螺栓连接型式。规格小于L63的角钢最大使用螺栓为M16，L63~L125角钢最大使用螺栓为M20(当计算只需一个M20螺栓而构造要求使用两个螺栓时，可采用两个M16螺栓)，L140及以上角钢最大使用螺栓为M24。钢管连接主要采用单插板、十字插板、柔性法兰或刚性法兰连接，采用U型插板时应考虑避免安装困难。(12)钢管杆大偏心受弯法兰应留有余度，螺栓、法兰盘、肋板的应力比不应超过85%。(13)十字型组合角钢主材应力比不宜超过90%，以考虑弯扭屈曲和受力不均的不利影响。(14)当导、地线横担采用上下平面传力模型时应有减少负头及其它加强措施。(15)组合角钢填板及螺栓计算按《架空输电线路铁塔设计技术导则》执行。杆塔结构设计方法杆塔结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，结构的极限状态是指结构或构件在规定的各种荷载组合作用下或在各种变形或裂缝的限值条件下，满足线路安全的临界状态。极限状态分为承载力极限状态和正常使用极限状态。承载力极限状态结构或构件的强度、稳定和连接强度，应按承载力极限状态的要求，按荷载效应的基本组合进行荷载组合，并应采用下列设计表达式进行设计：式中γ0—杆塔结构重要性系数，重要线路不应小于，临时线路取，其他线路取γG—永久荷载分项系数，对结构受力有利时，取，不利时取；γQi—第i