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。
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。中国以60~80公里为一个整循环换位段(有的国家有200公里不换位的线路)。大跨越高塔(见图)指跨越通航的江河的大跨度高塔。这样可以避免在江河中安装铁塔所带来的一系列不便(如设计复杂、基础施工费用大、工期长等),通常设计双回路跨越线路。世界上 220千伏、档距在1000米以上的大跨越约90处,中国有10处。中国在跨越塔中先采用钢筋混凝土烟囱式塔型(武汉跨长江和汉江的跨越塔),耗钢指标低,运行维修方便。以后又采用钢管塔(南京跨长江,高193.5米)、拉线钢结构塔(黄埔跨珠江,高190米)。
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,还能承受更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,对直线杆不应超过3°,耐张杆塔不应超过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。
在架空输电线路中,杆塔是输电线路绝缘支撑及输电导线的载体,是保证电力系统安全运行的重要组成部分。近年来随着金属材料的上涨,不法分子大量偷盗电力铁塔塔材、斜拉线等设备,导致塔基倒塌,输电中断,严重影响了输电线路的安全。
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