维普资讯 http://www.cqvip.com 第３５卷第１２期 ２００７年１２月 Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ 亮氧电力 Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．１２ Ｄｅｃ．２００７ 同塔多回路架空输电线路铁塔塔型研究 王小丽。孟毓，朱秋展，张锦秀 ２００１２２） （上海市电力公司，上海摘要：同塔多回路架空输电线路，可以减少架空输电线路的走廊数量，减少土地占用面积，具有良好的经济 效益和社会效益。提出对铁塔的基本要求，对２２０ ｋＶ／１１０ ｋＶ、２２０ ｋＶ／３５ ｋＶ、１１０ ｋＶ／３５ ｋＶ等混合４回铁塔 提出不同的结构型式，并进行计算分析，通过比较得出最优型式；分析了采用高强钢对结构的影响。 关键词：同塔多回路；直线塔；转角塔架空输电线路 作者简介：王小丽（１９８１一），女，硕士，助理工程师，从事送电结构设计工作。 中图分类号：ＴＭ７２６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－９５２９（２００７）１２－００５０－０３ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉ－ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｏｗｅｒｓ ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｌｉ，ＭＥＮＧ Ｙｕ，ＺＨＵ Ｑｉｕ－ｃｈｅｎ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎ－ｘｉｕ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００１２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｎｃｅ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ—－ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｏｗｅｒ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｒｒｉｄｏｒｓ ｆｏｒ ｏｖｅｒｈｅａｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ＯＣ‘・ ｃｕｐｉｅｄ ｌｎｄｓ，ｉａｔ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｓｏｃｉｌ ｂｅｎｅｆｉａｔｓ．Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｏｗｅｒ＆ｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｆｏｕｒ－ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｏｗｅｒ ｔｙｐｅｓ ｆｏｒ ２２０ ｋＶ／１ １０ ｋＶ。２２０ ｋＶ／３５ ｋＶ，ａｎｄ １ １０ ｋＶ／３５ ｋＶ ｌｉｎｅｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ａ— ｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｙｐｅ Ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｓｔｅｅｌ ａｄｏｐｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｔｏｗｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ—ｃｉｒｃｕｉｔ ｌｉｎｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓａｌｎｅ ｔｏｗｅｒ；ｔａｎｇｅｎｔ ｔｏｗｅｒ；ｃｏｍｅｒ ｔｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ 目前我国输电线路主要采用单回路和同塔双 材稳定的特性和其材料市场供应充足，主材可优 回路，随着输电线路走廊越来越困难，同塔多回 路、紧凑型铁塔也开始采用。同塔多回路在国外 应用比较普遍，尤其是在经济发达且人口密集的 日本和欧洲部分国家应用较多。这些国家由于土 先采用Ｑ３４５级别钢材。但当铁塔为大角度转角 塔、终端塔或铁塔所受荷载较大时，则采用高强钢 材或钢管可降低主材构件的规格，从而降低铁塔 塔重。 （２）塔型选择 地资源紧缺、线路走廊的投资占工程总投资的比 重较大，同塔多回路的应用已非常广泛。采用 ２２０ ｋＶ／１ １０ ｋＶ等同塔多回路输电线路是节省线 铁塔塔身的坡度是整塔重量的重要影响因素 之一，一般的铁塔宽高比有１／４～１／１２，实际使用 中应根据受力特点和挠度要求、减少耗钢量、减少 基础外力等方面选用合理的宽高比。因此本文在 选择根开时，对塔型进行了分析比较，使塔腿主材 受力均匀、整个塔腿材料规格一致。 其次，铁塔结构型式的布置也会影响铁塔选 材截面大小，故在塔型布置上要合理，使得每段的 计算长度适当同时受力合理。 再次，具有不同呼高的铁塔，重量及选材也无 路走廊，提高走廊输送容量，解决线路走廊资源日 趋缺乏的有效方法，有着明显的经济和社会效益。 同塔多回路塔塔型较高，导线较多，荷载较 大，铁塔重量相比单、双回路塔的重量重得多。因 此，不同的塔身结构布置型式、选用构件的材料强 度、受力材的截面型式都会影响铁塔的重量。 １对铁塔的基本要求 （１）铁塔材料 法进行比较。因此，分析中对同一类型同塔多回 路型式的铁塔取相同的呼高以便比较。 （３）设计气象条件 从技术角度来讲，铁塔材料可采用Ｑ４２０、 Ｑ３９Ｏ、Ｑ３４５、Ｑ２３５级别角钢以及钢管。当分析的 是直线塔或铁塔所受荷载较小时，由于Ｑ３４５钢 设计采用的气象条件见表１。 维普资讯 http://www.cqvip.com 王小丽，等 同塔多回路架空输电线路铁塔塔型研究 表１气象条件 加６．３８％。通过分析，方案二为最优。 表２ ２２０／１１０ ｋＶ铁塔方案 ２回路布置比较 ２．２ ２２０ ｋＶ／３５ ｋＶ直线塔回路布置 本方案塔型为２２０ ｋＶ／３５ ｋＶ的同塔多回路 为突出回路布置的影响，本节选择同塔多回 直线塔。上部双回路为２２０ ｋＶ回路，下部双回路 路的直线塔进行分析。本节将分别比较２２０ ｋＶ／ 为３５ ｋＶ回路，水平档距取为３５０ ｍ，垂直档距取 １１０ ｋＶ、２２０ ｋＶ／３５ ｋＶ、１１０ ｋＶ／３５ ｋＶ三种直线塔 为４００ ｍ，采用的塔型见图２。 的回路布置情况，通过呼高、塔重、主材规格等进 行比较得到合理建议。 盖 本文中，２２０ ｋＶ双路，导线均采用２×６３０／４５ 艮 ㈦—稍一 ｍｍ ，安全系数Ｋ：３．７５；１１０ ｋＶ双回路，导线采 用１×２４０／４０ ｍｍ ，安全系数Ｋ＝３．８；３５ ｋＶ双回 毒幂 —Ｌ＝ 一 路，导线采用１×１８５／３０ ｍｍ ，安全系数Ｋ＝４．０。 腻 ｊ － 塔上部回路为２２０ ｋＶ回路时，地线采用ＧＪ－７０，安 全系数Ｋ：５．０；塔上部回路为１１０ ｋＶ回路时，地 方案一 方案二 方案三 线采用ＧＪ．５０，安全系数Ｋ：５．０。 图２ ２２０ ｋＶ／３５ ｋＶ混压４回铁塔 各直线塔的导线前后两挂点的垂直荷载按照 通过表３分析，在相同呼高情况下，方案一与 ４：６进行分配。 ２．１ ２２０ ｋＶ／１１０ ｋＶ直线塔回路布置 方案二的塔重相当，方案三塔重较方案二增加 本方案塔型为２２０ ｋＶ／１ １０ ｋＶ的同塔多回路 ５．７７％。由于方案一中３５ ｋＶ双回路均挂于一根 直线塔。上部双回路为２２０ ｋＶ回路，下部双回路 横担，横担过长且该处塔身力矩很大，且它与方案 为１１０ ｋＶ回路。水平档距取为３５０ ｍ，垂直档距 二塔重重量相当，所以，方案二为最优。 表３ ２２０／３５ ｋＶ铁塔方案 取为４００ ｍ，采用的塔型见图１。 ２．３ １１０ ｋＶ／３５ ｋＶ直线塔回路布置 本方案塔型为１１０ ｋＶ／３５ ｋＶ的同塔多回路 直线塔。上部双回路为１１０ ｋＶ回路，下部双回路 为３５ ｋＶ回路，水平档距取为２５０ ｍ，垂直档距取 方案一 方案二 方案三 为３００ ｍ，采用的塔型见图３。 图１ ２２０ ｋＶ／１１０ ｋＶ混压４回铁塔 通过表４分析，在相同呼高情况下，方案一塔 通过表２分析，在相同呼高及根开情况下，方 重最大，这是由于３５ ｋＶ双回路均挂于一根横担， 案二的塔重最轻。方案一中，１１０ ｋＶ的双回路均 横担过高过长导致该处塔身力矩很大，因此该方 挂于一根横担，导致横担又高又长，致使此处塔身 案受力不合理。方案三由于增大了塔身高度其塔 力矩很大．故而材料截面增大，受力不合理。方案 重较方案二略重，塔重增加１．３８％，因此，方案二 三由于增大了塔身高度，所以其塔重较方案二增 最优 维普资讯 http://www.cqvip.com 妻氧电力 ｋ ！ ： 方案一 方案二 午 图３ １１０ ｋＶ／３５ ｋＶ混压４回铁塔 表４ １１蓉 ｔｌ／３５ ｋＶ铁塔方案 一 对比上述２２０ ｋＶ／１１０ ｋＶ、２２０ ｋＶ／３５ ｋＶ、１１０ ｋＶ／３５ ｋＶ三种直线塔不同回路布置情况的分析 结果，在同塔多回路的塔型中，在相同呼高情况 下，采用方案一时，增大了下横担的长度和高度， 使得此处塔身力矩很大、材料截面增大、受力不合 理，因此不推荐使用。而方案二较方案三节省了 塔身高度，且塔重相对减小，因此，在同塔多回路 的塔型选型中推荐使用方案二。 ３高强钢的使用分析 高强钢具有良好的使用价值和经济价值，可 降低线路工程造价，本节拟分析高强钢在同塔多 回路中的使用。 本方案分析塔型为２２０ ｋＶ／１ １０ ｋＶ的同塔多 回路，分别分析３０。一，６０。、６０。一９Ｏ。两种型式转角 塔，水平档距均取为３５０ ｍ，垂直档距均取为４００ ｍ，采用的塔型均为图４。转角塔的导线前后两挂 点的垂直荷载按照３：７进行分配，该塔型参数为： 呼高２１ ｍ，塔高５Ｏ．３ ｍ，根开９．７ ｍ。 ３．１ ３０。一６０。转角塔 本塔型取转角度数为３Ｏ。一６０。。表５中，在 相同塔型情况下，采用Ｑ３９０高强钢塔重较采用 Ｑ３４５塔重减轻２．８５％，采用Ｑ４２Ｏ高强钢塔重较 采用Ｑ３４５塔重减轻５．８７％，采用钢管塔重较采 用角钢（Ｑ３４５）减轻３．８９％。 图４ ２２０ ｋＶ／１１０ ｋＶ混压４回铁塔 表５ ３ｏ。一６０。转角塔用材参数 主材选材 Ｑ３４５ Ｑ３９Ｏ Ｑ４２０ 钢管（Ｑ３４５） 塔重／ｔ ３５．０４０ ３４．０４０ ３２．９８２ ３３．６７８ 主材规格 ２００ Ｘ２４ ２００×２０ ２００×１８ ｑ￣２７３×１０ ３．２ ６０。一９ｏ。转角塔 本塔型取转角度数为６Ｏ。一９Ｏ。。表６中，在 相同塔型情况下，采用Ｑ３９０高强钢塔重较采用 Ｑ３４５塔重减轻５．２４％，采用Ｑ４２Ｏ高强钢塔重较 采用Ｑ３４５塔重减轻８．８０％，采用钢管塔重较采 用角钢（Ｑ３４５）减轻７．２５％。 表６ ６０。一９ｏ。转角塔用材参数 通过３Ｏ。一６Ｏ。、６Ｏ。一９Ｏ。这两种型式转角 塔分析的数据可以看到，Ｑ４２Ｏ高强钢可有效减 轻塔材重量５．８７％一８．８０％，且在转角越大、塔 身荷载越大时，高强钢使用降低塔重作用越明 显。 ４结论 （１）通过分别对图１一图３中３种方案进行 分析，在混压４回直线塔中，方案一会导致下横担 处塔身力矩增大，故而塔身材料截面增大；方案三 会增加塔高，同时增大塔重。因此方案二为优化 回路布置。 （２）在大角度转角塔、终端塔、大跨越中，采 用高强钢材或钢管可降低主材规格，从而降低 塔重。高强钢材Ｑ４２ｏ的使用可使塔重减轻 ５．８７％一８．８０％，铁塔荷载越大这种降低越显 著。 收稿日期：２００７—１０－２５ 本文编辑：杨林青
