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        220 kV輸電線路桿塔設(shè)計(jì)及材料選擇分析

        2015-06-02 23:49:04張志峰
        科技與創(chuàng)新 2015年9期
        關(guān)鍵詞:檔距桿塔復(fù)合材料

        張志峰

        摘 要:220 kV輸電線路桿塔與架空導(dǎo)線的運(yùn)行存在密切的關(guān)系,同時(shí),關(guān)系著220 kV輸電線路電能供應(yīng)水平。220 kV輸電線路的桿塔設(shè)計(jì)和材料選擇是一項(xiàng)重要的項(xiàng)目,因此,只有優(yōu)化桿塔設(shè)計(jì)、材料選擇,才能保障220 kV輸電線路的安全性、可靠性,促使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行水平。因此,以220 kV輸電線路為研究對(duì)象,分析了桿塔設(shè)計(jì)和材料選擇。

        關(guān)鍵詞:220 kV;輸電線路;桿塔設(shè)計(jì);轉(zhuǎn)角塔

        中圖分類號(hào):TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.112

        隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展,220 kV輸電線路成為主要的建設(shè)項(xiàng)目。電力企業(yè)為了保障220 kV輸電線路的安全和穩(wěn)定,積極強(qiáng)化桿塔建設(shè),主要在桿塔設(shè)計(jì)、材料選擇方面進(jìn)行優(yōu)化和控制,以滿足220 kV輸電線路的運(yùn)行需求,進(jìn)而完善220 kV輸電線路的發(fā)展,確保220 kV輸電線路中的桿塔具有穩(wěn)定性、安全性,規(guī)避桿塔中潛在的隱患。

        1 220 kV輸電線路的桿塔設(shè)計(jì)

        根據(jù)220 kV輸電線路施工建設(shè)的現(xiàn)狀分析了桿塔設(shè)計(jì)。220 kV輸電線路桿塔設(shè)計(jì)集中體現(xiàn)在3個(gè)方面:①構(gòu)造設(shè)計(jì)。主要指桿塔的具體外形,按照220 kV輸電線路的需求設(shè)計(jì)桿塔的構(gòu)造,促使其符合線路的支撐需求,完善桿塔的構(gòu)造和布設(shè),比較常見的桿塔塔形有“上”字型、叉骨型和“V”字型等。②強(qiáng)度設(shè)計(jì)。桿塔的強(qiáng)度需要以具體設(shè)計(jì)為主,一般情況下,220 kV輸電線路桿塔以設(shè)計(jì)強(qiáng)度分配混凝土的抗壓強(qiáng)度,分解組立塔為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%,整體立塔為100%.如果桿塔基礎(chǔ)存在水平推力,強(qiáng)度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%.③優(yōu)化設(shè)計(jì)。用于完善桿塔設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)部分,比如橫擔(dān)選用一點(diǎn)埋式或二點(diǎn)埋式的布置形式,配合構(gòu)造和強(qiáng)度,找出桿塔設(shè)計(jì)中潛在的問題,提供細(xì)化的設(shè)計(jì)方式。目前,220 kV輸電線路桿塔設(shè)計(jì)中比較注重信息技術(shù)的應(yīng)用,這是桿塔設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。利用智能化的設(shè)計(jì)方式,可滿足220 kV輸電線路桿塔設(shè)計(jì)的基本需求。結(jié)合220 kV輸電線路中的桿塔設(shè)計(jì)分析設(shè)計(jì)中的要點(diǎn),可全面規(guī)劃桿塔設(shè)計(jì)。

        1.1 積極引用新塔型

        比如轉(zhuǎn)角塔,其在發(fā)達(dá)地區(qū)的使用比例達(dá)到30%. 逐步改進(jìn)220 kV輸電線路傳統(tǒng)的桿塔類型,轉(zhuǎn)角塔的角度改進(jìn)后為0°~20°、20°~40°、40°~60°和60°~90°,與以往傳統(tǒng)塔形基本不同。根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算的方式適當(dāng)調(diào)整桿塔設(shè)計(jì),促使桿塔達(dá)到拓?fù)鋬?yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)。新塔型設(shè)計(jì)的實(shí)施需要依靠計(jì)算機(jī),設(shè)計(jì)過程中不需要人為干預(yù),這在很大程度上優(yōu)化了桿塔設(shè)計(jì)的方法。比如新塔型的載荷設(shè)計(jì)應(yīng)按照沖切破壞的方法驗(yàn)算,促使載荷滿足F1≤0.7βhpftamh,還能維護(hù)新塔型的抗拉強(qiáng)度、規(guī)避潛在的沖擊破壞、穩(wěn)定桿塔的椎體基礎(chǔ)和強(qiáng)化沖切破壞驗(yàn)算在新塔型中的應(yīng)用。

        1.2 220 kV輸電線路桿塔的規(guī)劃

        在水平檔距、垂直檔距的規(guī)劃方面,需要根據(jù)桿塔的實(shí)際情況,通過檔距設(shè)計(jì)滿足桿塔所處地形的需求,促使桿塔適應(yīng)多樣化的地形。正常情況下,桿塔塔型設(shè)計(jì)與實(shí)際存有偏差,設(shè)計(jì)參數(shù)要高于實(shí)際參數(shù),影響了桿塔的規(guī)劃效益。因此,規(guī)劃水平檔距、垂直檔距應(yīng)滿足桿塔利用系數(shù)的需求。通過檔距控制,確保利用系數(shù)≈1.0,從而保障桿塔規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)效益和合理性,確保桿塔數(shù)據(jù)的真實(shí)性,以免影響桿塔規(guī)劃和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),確保桿塔設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

        1.3 控制桿塔的制造模式

        深入分析220 kV輸電線路桿塔的構(gòu)造圖,利用單線方法繪制桿塔設(shè)計(jì)中的零件,設(shè)計(jì)中盡量避免重復(fù)作業(yè),并引入智能繪制的方法,積極優(yōu)化參數(shù)選擇,致力于連接桿塔生產(chǎn)線,應(yīng)用自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方式,從而控制投資成本。

        2 220 kV輸電線路桿塔的材料選擇

        2.1 桿塔材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)

        桿塔材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)有以下2點(diǎn):①節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。桿塔材料的類型較多,且桿塔的性能要求高,應(yīng)落實(shí)材料選擇中的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),控制桿塔材料的用量,解決桿塔材料施工中的浪費(fèi)問題,比如《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》中例舉的Q235鋼、Q345鋼和鍍鋅粗制螺栓等。②性能標(biāo)準(zhǔn)。220 kV輸電線路桿塔在不同的地質(zhì)、氣候中,都應(yīng)保持相關(guān)的性能標(biāo)準(zhǔn),比如復(fù)雜地質(zhì)下桿塔應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度,大風(fēng)環(huán)境中桿塔應(yīng)穩(wěn)定受力。

        2.2 復(fù)合材料的選擇

        復(fù)合材料的綜合性強(qiáng),在強(qiáng)度、耐性和絕緣等方面都具有一定的優(yōu)勢(shì)。比較常見的復(fù)合材料為聚氨酯復(fù)合材料,其中,添加了玻璃纖維,以提高聚氨酯復(fù)合材料的性能。經(jīng)過試驗(yàn)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn),聚氨酯復(fù)合材料的性能優(yōu)勢(shì)明顯。以聚氨酯為例,分析復(fù)合材料的選擇,由于220 kV輸電線路桿塔的設(shè)計(jì)難度高,所以,在選擇復(fù)合材料時(shí),應(yīng)重點(diǎn)考慮3個(gè)問題:①復(fù)合材料在桿塔中的剛度問題。剛度性能關(guān)系著桿塔在220 kV輸電線路中的應(yīng)用效率,選擇具有剛度性能的復(fù)合材料,比如Q235鋼的抗拉、抗壓為215和205,Q345為310,295,Q420為380,360.應(yīng)維護(hù)復(fù)合材料中的鋼材性能,保障桿塔的穩(wěn)定性。②桿塔老化問題。桿塔老化對(duì)220 kV輸電線路的影響較大,且增加了桿塔應(yīng)用的成本,選用復(fù)合材料時(shí)需要考慮復(fù)合材料的使用年限,維護(hù)其在輸電線路中的應(yīng)用性能,從而提高桿塔的穩(wěn)定性。③環(huán)境適應(yīng)性問題。220 kV輸電線路位于室外環(huán)境中,受到環(huán)境的影響較大,比如雷雨、大風(fēng)天氣等,都會(huì)增加桿塔的壓力。因此,應(yīng)合理控制桿塔復(fù)合材料的選擇,以規(guī)避環(huán)境因素對(duì)桿塔的影響,從而體現(xiàn)復(fù)合材料在桿塔設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)。

        3 結(jié)束語

        220 kV輸電線路是電網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分,決定了電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量。通過對(duì)220 kV輸電線路的桿塔進(jìn)行設(shè)計(jì),促使其滿足220 kV輸電線路的需求。220 kV輸電線路桿塔建設(shè)的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)和材料的選擇,因此,應(yīng)致力于提高桿塔運(yùn)營的安全性和質(zhì)量水平,加強(qiáng)桿塔的控制力度,避免其影響220 kV輸電線路的運(yùn)行,從而達(dá)到220 kV輸電線路高質(zhì)量運(yùn)行的目的。

        參考文獻(xiàn)

        [1]郭賢松.芻議220 kV輸電線路桿塔設(shè)計(jì)中的相關(guān)問題[J].電源技術(shù)應(yīng)用,2013(02):67-69.

        [2]鄧世聰.架空輸電線路復(fù)合材料桿塔的材料、電氣和機(jī)械特性試驗(yàn)[J].南方電網(wǎng)技術(shù),2011(05):14-16.

        〔編輯:張思楠〕

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