2.常用的铁塔结构形式
铁塔结构多用于110~750kV送电线路上。从整体稳定受力特点上又可分为自立式铁塔和拉线铁塔,自立式铁塔是靠自身基础维持整体稳定性,而拉线铁塔主要式靠拉线维持整体稳定性。
铁塔结构的构件截面型式有:热扎等边角钢(用螺栓连接)、冷弯薄壁型钢,钢管(用法蓝盘及螺栓连接,适用于高塔,受力性能好)、格构柱截面(用于高度很高的跨越塔)。
对于自立式铁塔的结构型式有多种,常用的型式详见有关参考文献所示。
其中较常用的上字型塔,猫头铁塔如图3和图4所示,主要适用单回路,导线三角形布置,110kV电压等级线路的直线塔。
此外,还有酒杯型塔、三角直线型塔、干字型塔、鼓型铁塔等。
线路杆塔可按结构材料、使用功能和结构型式分类。 ①按结构材料可分为木结构、钢结构、铝合金结构和钢筋混凝土结构杆塔几种。木结构杆塔因强度低、寿命短、维护不便,并且受木材资源限制,在中国已经被淘汰。钢结构有桁架与钢管之分。格子形桁架杆塔应用多,是**高压以上线路的主要结构。铝合金结构杆塔因造价过高,只用于运输特别困难的山区。钢筋混凝土电杆均采用离心机浇注,蒸汽养护。它的生产周期短,使用寿命长,维护简单,又能节约大量钢材。采用部分预应力技术的混凝土电杆还能防止电杆裂纹,质量可靠。中国使用多,占世界**。 ②按结构形式可分为自立塔和拉线塔两类。自立塔是靠自身的基础来稳固的杆塔。拉线塔是在塔头或塔身上安装对称拉线以稳固支撑杆塔,杆塔本身只承担垂直压力。这种杆塔节约钢材近40%,但是拉线分布多占地,对农林业的机耕不利,使用范围受到限制。由于拉线塔机械性能良好,能抗风暴和线路断线的冲击,结构稳定,因而电压越高的线路应用拉线塔越多。加拿大魁北克在735千伏线路上又新创出一种悬链塔,经济效益很好。各国在研究1000千伏以上线路时,多以这种塔型为主要对象。 ③按使用功能可分为承力塔、直线塔、换位塔和大跨越高塔。按同一杆塔所架设的输电线路的回路数,还可分为单回、双回和多回路杆塔。承力塔是输电线路上重要的结构环节。它分段设立,将导线的耐张绝缘子串锚挂在塔上,承担两侧导线、地线的挂线张力和事故时的不平衡拉力。这种杆塔便于分段施工,可制约运行中发生事故的范围。承力塔又可分为耐张塔、转角塔和终端塔。直线塔是线路上用得多的结构。它只承担导线、地线的悬挂作用以及气象荷载。直线塔的技术设计数据是决定全线路杆塔经济指标的关键。换位塔是实现导线换位,以使输电线路参数平衡的杆塔。
杆塔是架空线路中的主要组成元件,在章里我们曾对杆塔作用作过简单介绍,本节就杆塔的受力特点及其结构作进一步说明。
架空线路使用的杆塔按使用材料分类有钢筋混泥土电杆和铁塔;按受力特点和用途可分为直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔和终端杆塔等。
直线杆用于线路的直线段上,线路正常运行时有垂直荷载及水平荷载,能支持断线或其他顺线路方向的张力。在顺线路方向张力作用下,直线杆塔的悬垂绝缘子允许偏斜,杆塔也允许有一定的挠度。耐张杆塔除承受垂直荷载和水平荷载之外,还能承受较大顺线路方向的张力,如支持断线时的张力,或施工紧线时的张力,耐张杆塔使用耐张绝缘子串,在断线时能耐受断线张力,限制断线事故范围,起隔离事故的作用。
直线杆塔和耐张杆塔,一般均用于线路的直线段上,不兼转角,但在特殊情况下需要兼转角时,其转角角度不能过大,对直线杆不应**过3°,耐张杆塔不应**过5°,否则应按转角杆塔设计。转角杆塔用于线路转角处,其受力特点与耐张杆塔相同,但其水平荷载还包括角度合力,所以水平荷载值较大。
终端杆塔通常用于线路首未端,可以是耐张型的或是转角型的,其受力特点与耐张、转角杆塔相同,但在正常运行情况下需承受单侧顺线路张力。
输电线路杆塔是支承架空输电线路导线和地线并使它们之间以及与大地之间保持一定距离
的杆形和塔形的构筑物,其安全可靠性直接关系到整个输电线路的安全运行。在架空输电线路
工程中,杆塔建设费用约占本体投资的 30%甚至以上,直接决定着线路的经济性。随着我国特
高压电网的建设以及同塔多回线路、紧凑型线路、大截面导线等输电新技术的推广应用,输电
线路电杆塔大荷载、大型化的趋势愈发明显。 “资源节约型、环境友好型 ”社会的建设、大电网
的安全稳定性、气候变化复杂异常对杆塔结构的安全可靠性、经济性、环保性能等都提出了较
高的要求,输电线路杆塔结构研究面临新的挑战。
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