1000kV交流特高压线路山地重冰区耐张塔选型研究
陈路 徐明鸣 易穗文 刘庆丰
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陈路 徐明鸣 易穗文 刘庆丰,. 1000kV交流特高压线路山地重冰区耐张塔选型研究[J]. 中国能源进展,20222. DOI:10.12721/ccn.2022.157016.
摘要: 因1000kV特高压重冰区线路可能发生导线覆冰超载、不均匀覆冰、不均匀脱冰等情况,进而导致耐张塔导线脱冰跳跃或覆冰舞动,使得上下垂直排列的导线接近闪络,故而提出将耐张塔导线布置为水平排列。因此有必要结合机械化可行性,对耐张塔选型作进一步的细致研究,节省工程投资的同时提高耐张塔的抗冰能力,为以后工程提供技术支撑和建议。
关键词: 特高压;输电线路;重冰区;耐张塔;山地
DOI:10.12721/ccn.2022.157016
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1  研究背景和意义

国内单回路输电线路重覆冰区最常用的耐张塔型式主要有干字型、酒杯型、分体式等几种主要型式,分别代表着垂直排列和水平排列方式。从现有的500kV线路设计和运行经验上看,重冰区线路有概率发生导线覆冰超载、不均匀覆冰、不均匀脱冰等情况,进而导致耐张塔导线脱冰跳跃或覆冰舞动,使得上下排列型式的导线接近闪络。最直接的解决方式是改变导线排列方式。       

1000kV是国内交流输电线路的最高电压等级,目前仅浙北-福州1000kV特高压交流线路工程具有重冰区干字型耐张塔运行经验,水平排列耐张塔仅在轻、中冰区500kV线路及以下使用。因此在山区重覆冰大荷载条件下,有必要结合机械化可行性,对耐张塔选型作进一步的细致研究,为以后工程提供技术支撑和建议。

分体式耐张塔因其占地大、塔位选择困难、环水保等方面限制,在山区使用较少,故本文针对重冰区山地20mm、30mm、40mm的干字型与酒杯型耐张塔型进行进行比选分析。

2  不同型式耐张塔采用角钢截面比选

耐张塔重量控制在工程指标控制中有着举足轻重的作用,相同负荷条件下,不同的塔型在经济性上会呈现出明显差异。研究结果如下:9.png10.png11.png

由此可知在20mm冰区耐张塔采用“酒杯型”耐张塔计算重量较“干字型”增重约2%-3%,20mm冰区使用“酒杯型”耐张塔无塔重优势。

30mm冰区JC27301“酒杯型”耐张塔计算重量节省10%;JC27302“酒杯型”耐张塔曲臂用到组合角钢,计算重量节省8%。

40mm冰区JC27401采用“酒杯型”耐张塔,曲臂规格为组合角钢,计算重量较干字型节省约13%。

3 相同布置型式耐张塔采用钢管、角钢截面比选

根据计算,钢管塔单基塔重较角钢塔有不同程度的降低,综合考虑杆塔重量、基础工程量,单基杆塔本体造价对比表如下:12.png

注:钢管塔单价按12100元/t,角钢单价按9358元/t,基础混凝土综合单价按3500元/m³。

综合造价上看,在20mm、30mm、40mm重冰区,角钢塔方案的综合造价较钢管塔方案略高3%,总体上相当,钢管塔有一定的经济优势。

酒杯塔采用钢管构件,在横担和曲臂处会出现较多非标法兰,对加工和工期推进不利,同时因为接头法兰较多,最终成品经济性会大打折扣,真正实施不可忽略此因素。

4 结论

通过对同构件截面不同杆塔型式、不同构件截面同杆塔型式的测算对比,可得出如下结论:

1)20mm重冰区,酒杯型角钢耐张塔没有经济优势,如山区机械化可行性论证尚可,建议采用干字型钢管耐张塔,反之建议采用干字型角钢耐张塔;

2)30mm、40mm重冰区,酒杯型耐张塔经济优势明显,节省约8%,且重量优势随荷载增加有加大的趋势,建议采用酒杯型耐张塔;

3)钢管构件用于酒杯型杆塔,整塔重量较角钢塔轻约20%,但单根构件较长较重,且塔头设计上会涉及较多异形的非标法兰,故在工程规模较小、山区机械化困难或者工期较为紧张的工程中,应充分论证,谨慎使用。