張文杰，薛 濱，潘少良

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

1 問題提出

從理論上說，輸電線路路徑為一條直線，其工程造價(jià)最為節(jié)省.但實(shí)際工程中幾乎沒有兩個(gè)變電所之間使用一條直線路徑建設(shè)的輸電線路，輸電線路上往往存在大量轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角的存在往往是為了避開不可跨越的障礙物等.把轉(zhuǎn)角塔下橫擔(dān)導(dǎo)線掛點(diǎn)移動到桿塔塔身上，這樣做對于單回路轉(zhuǎn)角塔可以減少轉(zhuǎn)角塔附近的路徑寬度，對于多回路轉(zhuǎn)角塔可以增加導(dǎo)線對被交跨物的電氣安全距離.同時(shí)，對于變電所門口的進(jìn)線終端塔來說，由于桿塔已經(jīng)立好，需要變更進(jìn)線間隔，有時(shí)電氣距離不滿足安全要求，采用塔身掛線點(diǎn)可以解決此類問題.

2 高壓輸電桿塔塔身掛線點(diǎn)理論分析

2.1 桿塔電氣分析

轉(zhuǎn)角塔塔頭尺寸取決于下列因素：導(dǎo)線與塔身的電氣距離、跳線電氣距離、轉(zhuǎn)角角度及導(dǎo)線間距等，如圖1所示.

2.1.1 導(dǎo)線與塔身的電氣距離

導(dǎo)線耐張掛點(diǎn)由橫擔(dān)頭掛點(diǎn)1移動到塔身掛點(diǎn)2，桿塔本身的轉(zhuǎn)角度數(shù)不變，帶電部分與塔身的距離比掛點(diǎn)1距離塔身的距離更大，故滿足導(dǎo)線對塔身的電氣距離.

2.1.2 跳線電氣距離

根據(jù)桿塔帶電部分與桿塔構(gòu)件距離要求及考慮人的活動范圍，掛線點(diǎn)1與塔身間距離為2 968 mm，大于1 500 mm電氣安全距離要求，掛點(diǎn)1作為跳線掛點(diǎn)滿足電氣安全距離要求.

2.1.3 轉(zhuǎn)角角度及導(dǎo)線間距

根據(jù)GB50545－2010《110kV～750 k V架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》8.0.1.3導(dǎo)線三角排列的等效水平線間距離［1］：

式中：DX為導(dǎo)線三角排列的等效水平線間距離，m；DP為導(dǎo)線間水平投影距離，m；DZ為導(dǎo)線間垂直投影距離，m.

圖1 10JG3-7734干字型轉(zhuǎn)角塔塔頭單線圖

再根據(jù)GB50545－2010《110kV～750 k V架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》8.0.1導(dǎo)線的線間距離應(yīng)結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定，并符合下列規(guī)定：1對1 000 m以下檔距，水平線間距離應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：Ki懸垂絕緣子串，符合8.0.1－1規(guī)定的數(shù)值；D為導(dǎo)線水平線間距離，m；LK懸垂絕緣子串長度，m；U為系統(tǒng)標(biāo)稱電壓，k V；fC為導(dǎo)線最大弧垂，m.反推出fC導(dǎo)線最大弧垂

fC＝63.36 m.

此弧垂對應(yīng)的檔距大于原先桿塔給定的允許檔距，故電氣距離滿足規(guī)范要求.

2.2 桿塔結(jié)構(gòu)受力分析

圖2 干字型轉(zhuǎn)角塔頭單線作用-示意圖

2.2.1 主材強(qiáng)度分析

如圖2所示，導(dǎo)線耐張掛點(diǎn)由橫擔(dān)頭掛點(diǎn)1移動到塔身掛點(diǎn)2，導(dǎo)線及絕緣子串通過掛點(diǎn)對塔身作用力大小方向不變，力的作用點(diǎn)由掛點(diǎn)1移動到掛點(diǎn)2，風(fēng)荷載W產(chǎn)生的彎矩減小，重量G產(chǎn)生的彎矩減小，導(dǎo)線張力P產(chǎn)生的彎矩減小，所以桿塔主材所承受的上拔和下壓力減小，桿塔主材強(qiáng)度是安全的.

2.2.2 局部集中荷載滿應(yīng)力計(jì)算

由于導(dǎo)線及絕緣子串產(chǎn)生的荷載通過掛點(diǎn)2傳遞給塔身，在掛點(diǎn)2產(chǎn)生的局部作用力大于掛點(diǎn)1對塔身產(chǎn)生的局部作用力.掛點(diǎn)2所在的橫隔面結(jié)構(gòu)形式與掛點(diǎn)1橫擔(dān)所在的橫隔面結(jié)構(gòu)相似，主材及斜材尺寸不小于掛點(diǎn)1所在的橫隔面主材及斜材的尺寸.經(jīng)過對桿塔結(jié)構(gòu)滿應(yīng)力計(jì)算，導(dǎo)線耐張掛點(diǎn)由橫擔(dān)頭掛點(diǎn)1移動到塔身掛點(diǎn)2，桿塔結(jié)構(gòu)是安全的.

此外，單回路角鋼塔采用塔身掛點(diǎn)方式掛線在轉(zhuǎn)角塔附近最多可以節(jié)約40%的路徑寬度，對于路徑寬度受限的地區(qū)有一定的應(yīng)用前景.

3 工程實(shí)際應(yīng)用

3.1 工程概況

湖州地區(qū)220 k V莫梁變110kV出線門架北側(cè)已立110kV莫干線單回路終端與110kV莫林線雙回路終端塔，兩塔的下橫擔(dān)高度相等，距離變電所門架均約62 m，導(dǎo)線最大弧垂2.2 m.根據(jù)GB50545－2010《110kV～750 k V架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》8.01及8.02計(jì)算出導(dǎo)線水平間距為：

目前，兩回線路進(jìn)莫梁變，雙回路塔與單回路塔相臨橫擔(dān)側(cè)線路不進(jìn)變電所，則相臨兩相導(dǎo)線水平距離9.1 m，大于2.5 m的安全臨界點(diǎn)，兩回進(jìn)線滿足電氣安全距離要求.

3.2 工程遇到問題

莫林線雙回路及莫干線共三回進(jìn)莫梁變，即雙回路塔與單回路塔相臨橫擔(dān)側(cè)線路進(jìn)變電所相臨門架，莫干線單回路終端塔橫擔(dān)與莫林線雙回路終端塔橫擔(dān)之間距離實(shí)際測量為1.7 m，即此檔導(dǎo)線線間最近距離約1.7 m，小于2.5 m的安全臨界點(diǎn)，則不滿足電氣安全距離要求.

3.3 解決方案

3.3.1 常規(guī)解決方案

在莫干線終端塔西側(cè)重新再立一基單回路終端塔或在莫林線東側(cè)重新立一基雙回路終端塔，需要占用土地立塔、增加數(shù)十萬元的工程投資、增加停電時(shí)間.但是經(jīng)過現(xiàn)場踏勘，已經(jīng)沒有可以立塔的位置.

3.3.2 應(yīng)用多回路桿塔塔身掛點(diǎn)方案線路進(jìn)變電所

將導(dǎo)線耐張串掛在塔身上，增加導(dǎo)線間距離，以滿足線間電氣距離要求.導(dǎo)線耐張掛點(diǎn)由橫擔(dān)頭掛點(diǎn)1移到塔身掛點(diǎn)2，如圖3所示.

圖3 110DSn-7738傘型終端塔下橫擔(dān)局部單-圖

（1）導(dǎo)線與塔身的電氣距離：導(dǎo)線耐張掛點(diǎn)由橫擔(dān)頭掛點(diǎn)1移動到塔身掛點(diǎn)2，桿塔本身的轉(zhuǎn)角度數(shù)不變，帶電部分與塔身的距離比掛點(diǎn)1距離塔身的距離更大，故滿足導(dǎo)線對塔身的電氣距離.

（2）跳線電氣距離：根據(jù)桿塔帶電部分與桿塔構(gòu)建最小間隙要求及考慮人的活動范圍，掛線點(diǎn)1與塔身間距離為3 394 mm，大于1 500 mm電氣安全距離要求，掛點(diǎn)1作為跳線掛點(diǎn)滿足電氣安全距離要求.

（3）轉(zhuǎn)角角度及導(dǎo)線間距：根據(jù)GB50545－2010《110kV～750 k V架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》8.0.1.3算得導(dǎo)線三角排列的等效水平線間距離.

大于2.5 m的最低線間距離的要求，故滿足電氣安全距離.

（4）桿塔結(jié)構(gòu)受力分析：由于此塔為終端塔，從塔的使用條件及設(shè)計(jì)條件分析可知，在進(jìn)線檔，導(dǎo)線松弛架設(shè)情況下，桿塔所受的張力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于導(dǎo)線正常架線張力，導(dǎo)線架線張力僅約300多公斤力.經(jīng)過對塔身掛點(diǎn)2的滿應(yīng)力桿塔計(jì)算知道，將導(dǎo)線耐張掛點(diǎn)由橫擔(dān)頭掛點(diǎn)1移動到塔身掛點(diǎn)2，結(jié)構(gòu)上是安全的.

（5）工程實(shí)施前后照片（見圖4）.

圖4 工程實(shí)施前后照片

4 結(jié)語

高壓輸電桿塔塔身掛線點(diǎn)經(jīng)過對其進(jìn)行桿塔結(jié)構(gòu)及電氣理論分析證明是存在的，工程上應(yīng)用是可行的，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益（減少工程投資）和社會效益（減少停電時(shí)間）.

［1］GB50545－2010.110kV～750 k V架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］鞍山鐵塔開發(fā)研制中心.鐵塔通用設(shè)計(jì)型錄 ［S］.2000.