[发明专利]三蝶型多回路输电线路杆塔设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及多回路输电线路杆塔设计，尤其是一种三蝶型多回路输电线路杆塔设计方法。

背景技术

目前国内外对于110kV电压等级下四回路杆塔广泛使用的塔头型式为6横担垂直排列的方式。该排列方式可以有效节约线路走廊，但是杆塔全高较高，结构受力较为不利，增加了杆塔用钢量指标。

220kV和500kV等高电压等级同塔四回路或混压四回路的塔头布置方式，普遍采用了等长3横担或长短4横担交替组合的方式，该类塔头布置方式有效减小了杆塔高度，有利于降低杆塔主材受力及基础作用力，从而有利于用钢量和基础土方量指标的优化，但是线路廊道较宽，在廊道紧张地区矛盾比较突出。

由此不难看出，对于以同塔四回路为代表的多回路输电线路杆塔，结构受力的合理性和线路走廊宽度之间存在着较为明显的矛盾，如何有效解决该核心问题与实际工程条件下杆塔费用指标及线路走廊变化带来的处理费用高低有着密切联系。从这个角度出发，无论是传统的6横担垂直排列方式还是等长3横担或长短4横担交替组合的方式，均是解决该核心矛盾的极值处理方式。

为此，亟需寻找到一种全新的输电线路杆塔设计方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种三蝶型多回路输电线路杆塔设计方法，其能充分利用多回路输电线路杆塔塔头间隙，有效解决杆塔受力合理性与线路走廊宽度之间的矛盾。

为此，本发明采用以下的技术方案：三蝶型多回路输电线路杆塔设计方法，其步骤如下：

首先，根据架空输电线路设计规范对导线水平线间距离的客观要求，确定导线采用三角方式排列下的电气间隙椭圆的控制范围，并以此为边界条件确定三蝶型四回路杆塔的塔头尺寸；并按照同样的技术原则同步设计传统的6横担垂直排列方式和长短4横担交替组合排列方式作为技术指标对比对象；

其次，基于道亨杆塔快速建模及满应力计算程序，对包括三蝶型四回路杆塔在内的前述三类杆塔进行满应力迭代和优选过程，确定各杆塔的用钢量指标及基础作用力；

最后，从单基杆塔用钢量指标、线路走廊宽度变化及基础作用力方面进行全方位综合指标对比，验证三蝶型杆塔的优越性。

进一步，在进行前述三类杆塔结构对比分析过程中，无论是电气间隙椭圆规划还是塔头尺寸确定、塔身整体结构形式、荷载条件输入、满应力计算方法和结果统计都保持高度的一致性，从而保证对比结果具有足够的客观性和有效性。

进一步，在满应力计算程序的计算过程中，塔身风振系数严格遵循规程规范的相关要求，结构重要性系数按要求统一取为1.1。

进一步，所述的杆塔包括塔身、自上而下安装在塔身上的上、中、下三组蝶形横担和连接在三组蝶形横担上的四个回路，每组蝶形横担由一根水平横担和二根连接在水平横担上的斜横担组成，斜横担的底部连接在水平横担的中部；第一回路和第二回路的第一相导线分别连接在下组蝶形横担的水平横担的两端部，第一回路和第二回路的第二相导线分别连接在下组蝶形横担的两个斜横担顶部，第一回路和第二回路的第三相导线分别连接在中组蝶形横担的水平横担的两端部；

第三回路和第四回路的第一相导线分别连接在中组蝶形横担的两个斜横担顶部，第三回路和第四回路的第二相导线分别连接在上组蝶形横担的水平横担的两端部，第三回路和第四回路的第三相导线分别连接在上组蝶形横担的两个斜横担顶部；同一回路的三相导线呈三角形分布。

进一步，所述水平横担的长度由连接在其上的导线的电气间隙圆确定，同一回路的三相导线中，任意一相导线在由其它相导线确定的椭圆形电气距离边界外或边界上。

进一步，第一回路和第二回路的第二相导线的电气间隙圆与下组蝶形横担的斜横担顶部下侧相切，第一回路和第二回路的第三相导线的电气间隙圆与塔身和下组蝶形横担的斜横担顶部上侧均相切。

进一步，第三回路和第四回路的第一相导线的电气间隙圆与中组蝶形横担的斜横担顶部下侧相切，第三回路和第四回路的第二相导线的电气间隙圆与塔身和中组蝶形横担的斜横担顶部上侧均相切。

进一步，所述的斜横担与水平线所成的夹角优选在20-40°，最优选在30°。

本发明具有的有益效果体现在：提供了一种全新的输电线路杆塔设计方法，有效解决了杆塔受力合理性与线路走廊宽度的核心矛盾；三蝶型杆塔结构综合技术经济指标优秀。

附图说明

图1为本发明杆塔的布置示意图(图中的虚线椭圆为导线的椭圆形电气距离边界，实线曲圆为电气间隙圆，导线的布置均为左右对称，图中只表示了右边的布置)。