1、输电线路杆塔相关知识学习CONTENT二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定一、杆塔分类及型号一、杆塔分类及型号三、杆塔倾斜与测量三、杆塔倾斜与测量四、案例分析四、案例分析Partone杆塔分类及型号杆塔分类及型号一、杆塔分类及型号一、杆塔分类及型号杆塔杆塔 用钢铁型材建成的塔状钢构架，用来支承架空线路用钢铁型材建成的塔状钢构架，用来支承架空线路导线和架空地线，使导线与导线之间，导线和架空地线导线和架空地线，使导线与导线之间，导线和架空地线之间，导线与杆塔之间，以及导线对大地和交叉跨越物之间，导线与杆塔之间，以及导线对大地和交叉跨越物之间有足够的安全距离。之间有足够的安全距离。铁塔铁塔钢管塔
2、钢管塔钢管杆钢管杆 混凝土杆混凝土杆类型类型1、杆塔类型：、杆塔类型：(1)按制造材料划分为以下按制造材料划分为以下4种种一、杆塔分类及型号一、杆塔分类及型号 耐张塔耐张塔直线塔直线塔（2）按受力状态划分为）按受力状态划分为2种种一、杆塔分类及型号一、杆塔分类及型号（3 3）按用途可分为以下）按用途可分为以下5 5类：类：跨越杆塔跨越杆塔转角杆塔转角杆塔T接杆塔接杆塔换位杆塔换位杆塔终端杆塔终端杆塔一、杆塔分类及型号一、杆塔分类及型号一、杆塔分类及型号一、杆塔分类及型号3、铁塔型号由以下部分组成：、铁塔型号由以下部分组成：（1）电压等级 用数字表示：35、60、110、220表示线路电压等级为
3、35KV、60KV、110KV、220KV（2）用途代号用汉语拼音字母表示：Z直线铁塔ZJ直线转角铁塔N耐张铁塔J转角铁塔D终端铁塔F分支铁塔K跨越铁塔H换位铁塔一、杆塔分类及型号一、杆塔分类及型号（3）型式代号用汉语拼音字母表示：S 上字型铁塔上字型铁塔C叉骨型铁塔M 猫头型铁塔猫头型铁塔Yu鱼叉型铁塔VV字型铁塔J三角型铁塔G 干字型铁塔干字型铁塔Y羊角型铁塔Q桥型铁塔B 酒杯型铁塔酒杯型铁塔Me门型铁塔Gu 鼓型铁塔鼓型铁塔Sz正伞型铁塔SD倒伞型铁塔T田字型塔W王字型铁塔一、杆塔分类及型号一、杆塔分类及型号（4）杆塔型号的表示如图所示：）杆塔型号的表示如图所示：例如：例如：110ZGU
4、2-27，该塔为，该塔为110kV直线鼓型自立铁塔。直线鼓型自立铁塔。220WJ4-27，该塔为，该塔为220kV转角王字型自立铁塔。转角王字型自立铁塔。杆塔倾斜杆塔倾斜Par t two1、杆塔外形尺寸主要包括呼称高、横担长度、上下横担的垂直距离、地线支架高度、双地线挂点之间的水平距离等。二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定2 2、影响外形尺寸的因素具体有：、影响外形尺寸的因素具体有：（1 1）在内部过电压（操作过电压）和外部过电压（雷电过电压）气象条件下，档距中央导线部分对地或对交叉跨越）在内部过电压（操作过电压）和外部过电压（雷电过电压）气象条件下，档距中央导线部分对地或对交叉跨越物
5、必须保证一定距离。物必须保证一定距离。（2 2）在正常运行电压气象条件下，导线发生不同步摇摆时，使档距中央导线之间的空气间隙减小，导线之间必须保）在正常运行电压气象条件下，导线发生不同步摇摆时，使档距中央导线之间的空气间隙减小，导线之间必须保证一定距离。证一定距离。（3 3）电线覆冰不均匀以及覆冰脱落时的跳跃，使导线之间及导线与地线之间的垂直距离减小，电线之间必须保证一）电线覆冰不均匀以及覆冰脱落时的跳跃，使导线之间及导线与地线之间的垂直距离减小，电线之间必须保证一定的垂直距离。定的垂直距离。（4 4）在正常运行电压、操作过电压和雷电过电压气象条件下，带电体（导线）与接地体（杆塔身、脚钉、拉线
6、等）在正常运行电压、操作过电压和雷电过电压气象条件下，带电体（导线）与接地体（杆塔身、脚钉、拉线等）之间必须保证一定的空气间隙距离。之间必须保证一定的空气间隙距离。（5 5）考虑带电检修时，带电体与地电位人员或接地体与等电位人员之间要保证规程规定的空气间隙。）考虑带电检修时，带电体与地电位人员或接地体与等电位人员之间要保证规程规定的空气间隙。（6 6）导线挂点与地线挂点的位置关系要满足地线对导线防雷保护的要求。）导线挂点与地线挂点的位置关系要满足地线对导线防雷保护的要求。（7 7）在雷电过电压气象条件下，档距中央导线与地线之间的距离应满足。）在雷电过电压气象条件下，档距中央导线与地线之间的距离
7、应满足。s=0.012L+l(m)s=0.012L+l(m)（s s为导线与地线在档距中为导线与地线在档距中央断面处的距离，央断面处的距离，L L为档距）的要求。为档距）的要求。二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定3、杆塔呼称高H的确定：杆塔的呼称高是指杆塔下横担下缘到设计地面的垂直距离，用H表示。杆塔呼称高 的确定主要是考虑导线与地面、建筑物、树木、铁路、道路、河流、管道、索道、各电压等级的电力线路的安全距离的要求。二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定如图所示，确定呼称高的公式如下 H=m+h+h式中悬垂绝缘子串长度；m导线最大弧垂；h 发生最大弧垂时，导线到设计地面的最小距离，见表
8、2-1；h施工裕度，主要考虑断面测绘误差和安装导线的施工 (1)(1)最大弧垂最大弧垂m计算原则计算原则:计算最大弧垂时，应根据最高气温情况或覆林无风情况的计算结果确定。计算最大风偏时，按最大风情况或覆冰情况求得的结果确定。计算弧垂可不考虑由于电流、太阳辐射引起的弧垂增加，但需计及导线架线后塑性伸长引起的弧垂增大和设计施工误差可能导致的弧垂增大；重冰区的线路应计算导线覆冰不均匀引起的弧垂增大。大跨越情况应按导线实际能够达到的最高气温计算导线弧垂。送电线路与标准轨距铁路、高速公路、一级公路交叉时，如交叉档距超过200m，最大弧垂应按+70计算。二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定(2)(2)
9、安全距离安全距离h h的确定的确定二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定安全距离，是导线对地面、建筑物、树木、果树、经济作物、及城市绿化灌木之间的最小垂直距离，见表1和表2。送电线路与铁路、道路、河流、管道、索道、各种架空线路的交叉或接近的基本要求，参见相关规程或规范。表1、导线对地面最小垂直距离 单位：m 二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定(3)(3)绝缘子串长度绝缘子串长度 的确定的确定:在海拔在海拔1000m1000m以下空气清洁地区，操作过电压与雷电过电压要求的悬垂绝缘以下空气清洁地区，操作过电压与雷电过电压要求的悬垂绝缘子串的绝缘子片数，不应少于下表所列数值。子串的绝缘子片数
10、，不应少于下表所列数值。耐张绝缘子串的片数较表数值增加：耐张绝缘子串的片数较表数值增加：35 330kV35 330kV增加增加1 1片，片，500kV500kV增加增加2 2片。全片。全高超过高超过40m40m的有地线杆塔，高度每增加的有地线杆塔，高度每增加10m10m，增加，增加1 1片。杆塔全高超过片。杆塔全高超过100m100m时，时，绝缘子片增加的数量应根据运行经验计算确定。绝缘子片增加的数量应根据运行经验计算确定。在海拔为在海拔为1000-3500m1000-3500m的地区，绝缘子串片数可按下式确定：的地区，绝缘子串片数可按下式确定：nh=n1+0.1(H-1)nh=n1+0.1
11、(H-1)式中式中nn海拔海拔1000m1000m以下地区所采用的绝缘子的数量；以下地区所采用的绝缘子的数量；H H海拔，海拔，kmkm。二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定(4)(4)施工裕度施工裕度 h h取值取值:各种档距下杆塔的施工裕度h参考表二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定(4)(4)经济档距与经济呼称高经济档距与经济呼称高:杆塔定位档距增大，则每公里杆塔基数减少，但杆塔的呼称高增高；杆塔定位档距减小，杆塔的呼称高降低，但每公里杆塔基数增多。如果用每公里线路造价来衡量线路的经济情况，一定存在某一档距，使线路造价最为经济。当已知杆塔呼称高H时，根据弧垂计算公式：可计算出杆塔
12、的经济档距为：二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定4 4、线间距离的确定、线间距离的确定:（1）三相导线的布置方式和两相导线的排列关系 送电线路可能是单回路也可能是多回路，但仅就一个回路的三相导线来说，它们的布置方式有三类，如图1所示。图1二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定三相导线中的任意两相导线的排列关系可归纳为三种，如图所示。二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定 (2)(2)两相导线水平排列其线间距离的确定两相导线水平排列其线间距离的确定 在正常运行电压气象条件下，由于风荷的作用，使整个档距导线发生摇摆，档距中央的导线摆动的幅度最大。当导线发生不同步摇摆时，档距中央导线部分接
13、近，会导致线间空气间隙击穿，从而发生线间闪络。为此，规程中指出：导线的水平线间距离，可根据运行经验确定。1000m以下的档距可按下式计算 (3)两相导线垂直排列其线间距离的确定两相导线垂直排列其线间距离的确定 两相导线垂直排列时，使线间距离接近的因素主要是：电线覆冰不均匀或者电线覆冰脱落产生跳跃或者电线舞动产生大幅度上下运动。在覆冰较少的地区，规程推荐，垂直线间距离取水平线间距离计算结果的四分之三，即Dv=34Dm。使用悬垂绝缘子串杆塔时，其垂直线间距离不宜小于下表所列数值。二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定设计冰厚5mm的地区，上下层导线之间和导线与地线之间的水平偏移，可以根据运行经验
14、适当减小。在重冰区，导线应采用水平布置a导线与地线之间的水平偏移量，应较下表中“设计冰厚15mm”栏内数值大至少0.5m。二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定（4 4）两相导线倾斜排列其等效水平线间距离的计算。）两相导线倾斜排列其等效水平线间距离的计算。两相导线倾斜排列（指三相导线等腰三角形布置情况）时，计算出的等效水平线间距离不应小于（1）计算出的结果。等效水平线间距离按下式计算：对于多回路线路杆塔，不同回路导线间的闪络将影响两个以上回路的供电安全。因此，规程规定：多回路杆塔上不同回路的导线之间的距离（水平距离和垂直距离），应较式计算的线距增大0.5m，且不应小于下表表列数值。二、杆塔外
15、形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定5 5、导线与杆塔之间的空气间隙校验、导线与杆塔之间的空气间隙校验（1 1）风偏角）风偏角 导线和绝缘子串在风荷载作用下，使绝缘子串风偏一定角度，称为风偏角，如图所示。假设绝缘子串风偏后处于静止平衡状态，根据力矩平衡方程式中Pd个水平档导线上的风荷载；Gd个垂直档的导线重量；Pj绝缘子串风荷；Gj绝缘子串的重量。二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定(2)(2)正常运行电压、操作过电压和雷电过电压气象条件下空气间隙校验正常运行电压、操作过电压和雷电过电压气象条件下空气间隙校验 在正常运行电压，操作过电压和雷电过电压三种气象条件下，相应的风荷使绝缘子串风偏一定角度
16、，使得导线与杆塔部分（杆塔身、拉线、脚除钉等）空气间隙距离减小。为了确保导线“（带电体）与杆塔部分（接地体）之间的空气间隙不被击穿，须对初步设计的塔头部尺寸进行校验。按照初步确定的线间距离画出塔头。按风偏角公式计算三种气象条件的绝缘子串风偏角：正、操和雷(正操雷)，根据下表查取三种气象条件的空气间隙值R正、R操和R雷（R正 R操 R雷）；根据计算出的风偏角，标出绝缘子串的相应位置，根据绝缘子串长度，确定风偏后相应的导线挂点位置；分别以相应风偏下的导线挂点为圆心，以各自规定的最小空气间隙值为半径，画间隙圆，如下图所示。验证间隙圆是否与杆塔部分相切或相离，若不满足要求，需要调整或加大塔头横向尺寸。
17、一般来说，操作过电压和雷电过电压情况下的间隙圆控制着塔头横向尺寸。二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定（3 3）带电作业条件的空气间隙校验）带电作业条件的空气间隙校验确定塔头横向尺寸时，尚应适当考虑带电作业对安全距离的要求。规程规定在海拔为1000m以下地区，等电位作业人员至杆塔构件，或地电位作业人至带电导线的净空距离不应小于下表所列的数值。带电作业条件校验时，人体活动范围为0.30.5m，气象条件为：风速V=10m/s气温t=15C带电作业安全距离校验如图所示。对于三相导线水平布置时，可由上表给定的空气间隙值，先按式(2 7)确定在杆塔断面上导线的水平线间距离，然后按水平距离公式校验档距
18、中导线线间距离，即 二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定（4 4）杆塔线间距离允许的最大使用档距）杆塔线间距离允许的最大使用档距 杆塔的最大使用档距受到线间距离的限制。档距越大，电线受风荷作用时摆动的幅度越大，线间距离越不容易满足要求。当塔头尺寸确定后，最大使用档距也随之确定。线间距离允许的最大弧垂可由水平公式导出：式中 Dmin导线水平线间距离和斜向线间距离Ds中最小的。根据 m m查导线机械特性曲线，得线间距离允许的最大使用档距L LD。二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定（5 5）地线支架高度及地线水平线间距离的确定）地线支架高度及地线水平线间距离的确定 地线支架高度(hb)是指
19、地线金具挂点到上横担导线绝缘子串挂点之间的高度。地线支架水平距离是指双地线系统的两地线挂点之间的水平距离。防雷保护角是在杆塔断面度量的角度，如图所示。地线支架高度和地线支架水平距离的确定，主要考虑：在雷电过电压气象条件下，杆塔断面位置上地线对最危险的边导线防雷保护要求和双地线系统中导线的防雷保护，档距中央断面位置上导线与地线之间最小距离的要求。二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定规程规定：规程规定：(1)500kV送电线路应沿全线架设双地线，其杆塔防雷保护角1，宜采用1015；330kV和双地线的220kV送电线路杆塔的防雷保护角宜采用20；山区ll0kV送电线路杆塔防雷保护角宜采用25左
20、右；对于66kV及以下的送电线路，其杆塔防雷保护角一般采用20 30，山区单地线杆塔防雷保护角可采用25。(2)双地线之间的水平距离，不应超过导线与地线垂直距离的5倍，即 Db5hbd (2-9)式中 Db地线水平线间距离；hbd地线与导线间的垂直投影距离，如图2-7所示。(3)在雷电过电压气象条件下（气温+15，无风），应保证档距中央导线与地线之间距离满足 s0.012L+1(m)(2-10)杆塔断面上导线与地线间的垂直距离hbd=hb+d-b，根据第（1）条规定，有二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定杆塔断面上导线与地线间的垂直距离hbd=hb+d-b，根据第（1）条规定，有二、杆塔外
21、形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定二、杆塔外形尺寸确定杆塔倾斜测量杆塔倾斜测量 Par t three杆塔倾斜杆塔倾斜 因杆塔基础发生变化，导致杆塔中心偏离铅垂位置因杆塔基础发生变化，导致杆塔中心偏离铅垂位置的现象叫做杆塔倾斜。杆塔倾斜率就是杆塔倾斜值的现象叫做杆塔倾斜。杆塔倾斜率就是杆塔倾斜值S与与杆塔地面上部高度杆塔地面上部高度H之比的百分数。之比的百分数。三、杆塔倾斜与测量三、杆塔倾斜与测量正常杆塔倾斜最大允许值：二、杆塔倾斜与测量二、杆塔倾斜与测量类别钢筋混凝土铁塔杆塔倾斜度（包括挠度挠度）1.5%0.5%（适用于50M以下铁塔）1%（适用于50米以上铁塔）横担歪斜度1
22、.0%1%基础选型基础选型人为因素人为因素张力失衡张力失衡自然因素自然因素二、杆塔倾斜与测量二、杆塔倾斜与测量杆塔倾斜测量杆塔倾斜测量 对杆塔倾斜测量是线路建设施工和运维的必对杆塔倾斜测量是线路建设施工和运维的必要内容。测量可以为事故分析提供准确数据，为要内容。测量可以为事故分析提供准确数据，为才去临时措施和永久措施提供判断的依据。才去临时措施和永久措施提供判断的依据。二、杆塔倾斜与测量二、杆塔倾斜与测量铅垂法铅垂法经纬仪经纬仪平面镜法平面镜法二、杆塔倾斜与测量二、杆塔倾斜与测量1、三种测量方法：、三种测量方法：二、杆塔倾斜与测量二、杆塔倾斜与测量2、经纬仪测量法：、经纬仪测量法：（1）确定杆
23、塔基面中心点）确定杆塔基面中心点O，摆好塔尺或，摆好塔尺或皮尺。皮尺。（2）将仪器放置在线路中心线（转角杆塔）将仪器放置在线路中心线（转角杆塔 放置在线路转角平分线上），距离杆塔放置在线路转角平分线上），距离杆塔1.5-2倍塔高处的一个点，打好桩位，对中整平。倍塔高处的一个点，打好桩位，对中整平。(3)用镜筒内十字线瞄准杆塔顶部的中心点用镜筒内十字线瞄准杆塔顶部的中心点O1，固定经纬仪的水平制动落实，将镜筒，固定经纬仪的水平制动落实，将镜筒向下移动，读出横线路方向倾斜值向下移动，读出横线路方向倾斜值S1。（4）顺线路方向倾斜值）顺线路方向倾斜值S2同理可测。同理可测。二、杆塔倾斜与测量二、杆塔
24、倾斜与测量(5)杆塔总倾斜值为S=S12+S22 杆塔的倾斜度为Q=S/H*100%式中Q倾斜度,%S倾斜值,mm H杆塔全高,mm（6）若杆塔基面中心点视线受阻，一般取C点进行观测。二、杆塔倾斜与测量二、杆塔倾斜与测量3、平面镜法：（1）测量工具：经纬仪、带可旋转底座的平面镜、钢卷尺、细尼龙绳、吊锤、三角板、水平尺。（2）如图1确定方向桩和中心桩。（3）如图2置镜。图图2图图1二、杆塔倾斜与测量二、杆塔倾斜与测量（4）如图3所示，平面镜成像。（5）如图4所示，读数，A3点到方向桩的水平距离即为倾斜值。用同意方法即可得横、顺线路上偏移值S1、S2。图图4图图3二、杆塔倾斜与测量二、杆塔倾斜与测
25、量(5)杆塔总倾斜值为S=S12+S22 杆塔的倾斜度为Q=S/d*100%式中Q倾斜度,%S倾斜值,mm d中心桩到平面镜的水平距离,mm案例分析案例分析 Par t Four四、案例分析四、案例分析1、220kV通苗甲线#55、乙线#53杆塔倾斜：线路概况：220kV通苗甲乙线于2009年8月竣工验收投产，是为武广高铁供电的一级线路。发生倾斜的#55号铁塔所处山下约90米处有一座特大型红砖厂，砖厂取土边坡距离通苗甲线#55铁塔约45米。四、案例分析四、案例分析1、220kV通苗甲线#55、乙线#53杆塔倾斜：（1）2014年11月4日发现绝缘子向大杆号方向偏移约35厘米。四、案例分析四、案例分析（2）2014年12月10日发现铁塔外30米处巡线路下陷。四、案例分析四、案例分析（3）使用经纬仪测量确定杆塔倾斜后上报部门。（4）。二、杆塔倾斜二、杆塔倾斜(5)杆塔总倾斜值为S=S12+S22 杆塔的倾斜度为Q=S/d*100%式中Q倾斜度,%S倾斜值,mm d中心桩到平面镜的水平距离,mmTHANKS
