專利名稱：：重冰區垂直排列雙回路塔的制作方法
技術領域：
：本實用新型屬于一種架空輸電線路使用的電力設備，特別涉及一種適用于重覆冰區架空輸電的電力輸電塔。
背景技術：
：隨著我國經濟的高速發展，對電力的需求越來越旺盛，我國西部水電資源豐富，通過更大規模的"西電東送"，可以將更多的電能向外傳輸。目前，輸電線路容量逐步提高、輸電回路數越來越多，造成了電力架空線路走廊的資源越來越少，西部地區惡劣的自然環境，尤其是重覆冰使得走廊資源問題更加突出。重冰區線路的特點，一是冰荷載大，成為控制線路各部件強度的主要荷載條件；二是具有較特殊的靜、動態特性(如不均勻覆冰、脫冰跳躍、覆冰絕緣子閃絡等)，對桿塔的縱向、抗扭剛度及強度具有較高的要求；三是運行維護困難，不但事故率高，而且需在冰雪天地下巡查、搶修，事故停電時間長。由于重冰區存在脫冰跳躍(控制線與線間的垂直距離)和舞動(控制線與線間的水平距離)的問題，而輕冰區則不受冰跳和舞動控制，輕冰區的輸電塔結構都無法解決脫冰跳躍和舞動的問題，同時從設計荷載上也沒有考慮到不均勻冰的組合對輸電塔的影響。目前國內重冰區所采用的輸電塔均為單回結構，尚無同塔雙回及多回架設的先例。而重冰區輸電塔的單回結構盡管解決了荷載組合的問題，但由于脫冰跳躍和舞動的問題也是按水平排列設計塔型。雙回路塔若按單回路塔采用水平排列結構，則導致橫擔寬度過大，走廊寬度相當于兩個單回路的走廊寬度，解決不了走廊資源問題，并且塔重也較兩個單回重得多，反而增加了投資。
實用新型內容本實用新型的目的是解決現有技術不能適應重冰區輸電走廊資源日益稀缺的問題，提供一種適用于重冰區的垂直排列雙回路塔，可以緩解日益稀缺的走廊資源，大幅減少線路走廊對民房和障礙物的拆遷量，減少對林木的砍伐，在保護好環境的同時提高單位走廊的輸電能力。本實用新型的目的通過下述技術方案來實現重冰區垂直排列雙回路塔，包括塔體和設置在塔體上部、用于承載輸電線的塔頭，所述橫擔包括從上到下依次排列的第一橫擔、第二橫擔、第三橫擔，第一橫擔、第二橫擔、第三橫擔位于塔體的相同側部位分別設置有由懸垂絕緣子串構成、用于掛接同一回路三相輸電線的掛接點，則在塔體的兩側可掛接雙回路輸電線。位于塔體一側的第二橫擔上的掛接點到塔體垂直中線的距離，大于第一橫擔、第三橫擔位于塔體同側部位的掛接點到塔體垂直中線的距離，第一橫擔、第二橫擔、第三橫擔位于塔體的相同側部位用于掛接同一回路的掛接點構成鼓形。或是，位于塔體一側的第二橫擔上的掛接點到塔體垂直中線的距離，小于第一橫擔、第三橫擔位于塔體同側部位的掛接點到塔體垂直中線的距離，第一橫擔、第二橫擔、第三橫擔位于塔體的相同側部位用于掛接同一回路的掛接點構成雙曲線形，或稱之為腰形。或是，第一橫擔、第二橫擔、第三橫擔位于塔體的相同側部位用于掛接同一回路的掛接點到塔體垂直中線的距離依次增大，構成傘形。所述第一橫擔、第二橫擔、第三橫擔上掛接的同一回路三相輸電線的垂直線間距離為對于直線塔是18m;對于耐張塔是16m。所述第一橫擔、第二橫擔、第三橫擔上掛接同一回路的輸電線的掛線方式為"I型"。采用上述結構的本實用新型，可以在重冰區安裝鋪設雙回路輸電線路，其垂直排列的雙回路結構，可以節約線路走廊資源，對于減少房屋拆遷、走廊清理、林木砍伐、環境保護等有著很大的改觀，大幅度避免了因環境破壞帶來的社會問題，同時提高了線路單位走廊面積的輸送容量，促進了電網的發展。圖1是本實用新型的結構示意圖2是本實用新型實施例1的結構示意圖3是本實用新型實施例2的結構示意圖4是本實用新型實施例3的結構示意圖中標號l是塔體，2是第一橫擔，3是第二橫擔，4是第三橫擔。具體實施方式下面結合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步的說明。實施例1:如圖1所示，重冰區垂直排列雙回路塔包括塔體1和安裝在塔體1上部的第一橫擔2、第二橫擔3、第三橫擔4，第一橫擔2、第二橫擔3、第三橫擔4分別以塔體l為軸左右對稱。第一橫擔2、第二橫擔3、第三橫擔4的兩端分別各設置有一處以懸垂絕緣子串構成、用于掛接輸電線路的掛接點。位于塔體1一側的第二橫擔3上的掛接點到塔體1垂直中線的距離，大于第一橫擔2、第三橫擔4位于塔體1同側部位的掛接點到塔體1垂直中線的距離，第一橫擔2、第二橫擔3、第三橫擔4位于塔體1的相同側部位用于掛接同一回路三相輸電線的掛接點構成鼓形(如圖1的虛線所示)，因此，在塔體1的兩側，構成了可以掛接傳輸兩個回路的鼓形掛接點。如圖1所示，本實施例中，同一回路的懸垂絕緣子串的掛線方式都為"I型"。本實施例中，雙回路塔的具體技術指標根據下述方法確定(1)根據重冰區線路脫冰動態響應，確定重冰區同塔雙回路導地線排列方式及導地線間距離的選取方法，并以500kV線路、20mm覆冰厚度、I型塔來確定線間距離的具體值；(2)根據導地線排列方式、線間距離和電氣間隙，確定重冰區同塔雙回路的桿塔型式；(3)重冰區同塔雙回荷載取值和荷載組合的研究；(4)根據有限元建模計算，得出重冰區同塔雙回路塔的技術指標。確定各指標的具體過程如下桿塔線間距離的大小主要由兩方面決定，一方面是塔頭的間隙(包括相對地、相對相的安全距離)及懸垂絕緣子串的風偏大小，另一方面是在檔距中央，相導線由于風作用時的不同步搖擺以及由于脫冰跳躍、導線舞動等因素而互相接近，要求保持一定的安全距離。(l)導地線排列方式和線間距離的確定同塔雙回路有六相導線和兩根地線，即每回有三相導線排列成如圖1所示的鼓形。1)垂直線間距離的選取重覆冰線路導線和地線在檔距中央的垂直距離除滿足過電壓保護要求外，還要校驗導線和地線不同期脫冰時的靜態接近垂直距離，此距離不應小于線路操作電壓的間隙值。導地線間在不均勻脫冰情況下危險接近時，按連續檔中間一檔導線脫冰，其余檔導線和地線不脫冰計算。中間檔的脫冰率，330kV及以上重冰區線路可選不小于設計冰重的80%。地線支架高度按防止導、地線之間閃絡和防雷要求來確定，具體要求如下。a滿足導地線不均勻覆冰時靜態接近的要求及導線脫冰跳躍和覆冰舞動時動態接近的要求。b根據防雷要求，在氣溫15'C無風條件下，檔距中央導線與地線間距離，保持S》0.012L+lm，其中L為檔距。c塔上兩根地線之間的距離，不應超過地線與導線間垂直距離的5倍。(1)直線塔垂直線間距離和地線支架高度的選取以7個等檔距覆冰，導線第四檔脫冰，脫冰率為80%、100%,確定導線之間滿足相間操作過電壓間隙或地線與相鄰導線間滿足相地操作過電壓間隙的要求，得到如下表所示的直線塔垂直線間距離(單位m)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以上弧垂包括懸垂絕緣子串的長度。取直線塔垂直線間距離為18m,地線支架高度6m。(2)耐張塔垂直線間距離和地線支架高度的選取以7個等檔距覆冰，導線第一檔脫冰，脫冰率為80%、100%,確定導線之間滿足相間操作過電壓間隙或地線與相鄰導線間滿足相地操作過電壓間隙的要求，得到如下表所示的耐張塔垂直線間距離(單位m)表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>以上弧垂也包括懸垂絕緣子串的長度。基于耐張塔要配合較大使用條件的直線塔，最大檔距選取600m，確定取耐張塔垂直線間距離為16m，地線支架高度6m。(3)導線舞動時要求的導線層間距和地線支架高度為提高通用性，校驗對舞動時要求的導線層間距和地線支架高度，由于導地線舞動過程比較復雜，舞動校驗時按照導線舞動地線不舞動進行校驗。同時考慮到雙回路的重要性，舞動時的電氣間隙值在工作電壓間隙的基礎上增加2m的裕度，其校核結果表明舞動不控制，故按不均勻冰條件下選擇導線層間距和地線支架高度。2)導線間和地線與相鄰導線間水平位移根據重冰區脫冰動態相應的研究，在脫冰跳躍動態情況下，下層導線跳躍高度約為1.86Af(Af為導線脫冰前后的弧垂差)，也就是說動態情況下，下層導線會跳躍到未脫冰的上層導線或地線上方，因此，為避免相間閃絡或相地閃絡，必須保證在脫冰跳躍動態情況下，導線間或導地線間滿足工頻相間間隙或工頻相地間隙，這個要求主要靠水平位移來保證。水平位移^工作電壓間隙值+組合導線半徑+導線運動過程中最大偏移距離超高壓線路所要求的最小水平位移值見下表。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上表中"220kV線路認可的安全距離"是在一般的400m及以下運行檔距而得來，如果使用檔距過大，則上列安全距離宜相應增加。。在檔距400m時，覆冰同時風速為10m/s情況下，導線脫冰跳躍的水平位移幅值約1.4m，覆冰同時風速為15m/s情況下，導線脫冰跳躍的水平位移幅值約2.4m。在檔距500m時，覆冰同時風速為10m/s情況下，導線脫冰跳躍的水平位移幅值約2m，覆冰同時風速為15m/s情況下，導線脫冰跳躍的水平位移幅值約4m。可見在檔距400m時，覆冰同時風速為10m/s情況下，導線脫冰跳躍的水平位移幅值與目前重冰區運行經驗較為吻合。各地由于覆冰天氣形勢不同，覆冰同時風速差異很大。從電線覆冰的條件看，一般覆冰時風速在27m/s，不超過10m/s。但從鐵塔荷載設計上，為安全計重冰區覆冰同時風速取15m/s。因此，本實施例取覆冰同時風速為10m/s，得到相應的水平位移如下表所示。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>根據上述方法確定本實施例的重冰區垂直排列雙回路塔的塔頭尺寸如下表所示(單位m)。表6項<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例2實施例4:圖2圖4分別對應實施例2實施例4，各實施例的結構采用如實施例1的鼓形排列，同一回路的各相導線的掛線方式都為"I型"。實施例2實施例4，均能滿足電氣性能要求，主要的區別在于上導線和地線支架的構型，由此而導致的塔重也略有不同。實施例5:本實施例的雙回路塔除以下結構與實施例1不同外，其它結構與實施例1相同。位于塔體1一側的第二橫擔3上的掛接點到塔體1垂直中線的距離，小于第一橫擔2、第三橫擔4位于塔體1同側部位的掛接點到塔體1垂直中線的距離，第一橫擔2、第二橫擔3、第三橫擔4位于塔體1的相同側部位用于掛接同一回路的掛接點構成雙曲線形，或稱之為腰形。實施例6:本實施例的雙回路塔除以下結構與實施例1不同外，其它結構與實施例1相同。第一橫擔2、第二橫擔3、第三橫擔4位于塔體1的相同側部位用于掛接同一回路的掛接點到塔體1垂直中線的距離依次增大，構成傘形。權利要求1、重冰區垂直排列雙回路塔，包括塔體(1)和設置在塔體(1)上部、用于承載輸電線的塔頭，其特征在于，所述塔頭包括從上到下依次排列的第一橫擔(2)、第二橫擔(3)、第三橫擔(4)，第一橫擔(2)、第二橫擔(3)、第三橫擔(4)位于塔體(1)的相同側部位分別設置有由懸垂絕緣子串構成、用于掛接同一回路三相輸電線的掛接點。2、如權利要求1所述重冰區垂直排列雙回路塔，其特征在于，位于塔體(1)一側的第二橫擔(3)上的掛接點到塔體(1)垂直中線的距離，大于第一橫擔(2)、第三橫擔(4)位于塔體(1)同側部位的掛接點到塔體(1)垂直中線的距離，第一橫擔(2)、第二橫擔(3)、第三橫擔(4)位于塔體(1)的相同側部位用于掛接同一回路的掛接點構成鼓形。3、如權利要求1所述重冰區垂直排列雙回路塔，其特征在于，位于塔體(1)一側的第二橫擔(3)上的掛接點到塔體(1)垂直中線的距離，小于第一橫擔(2)、第三橫擔(4)位于塔體(1)同側部位的掛接點到塔體(1)垂直中線的距離，第一橫擔(2)、第二橫擔(3)、第三橫擔(4)位于塔體(1)的相同側部位用于掛接同一回路的掛接點構成雙曲線形，或稱之為腰形。4、如權利要求1所述重冰區垂直排列雙回路塔，其特征在于，第一橫擔(2)、第二橫擔(3)、第三橫擔(4)位于塔體(1)的相同側部位用于掛接同一回路的掛接點到塔體(1)垂直中線的距離依次增大，構成傘形。5、如權利要求1或2或3或4所述重冰區垂直排列雙回路塔，其特征在于，所述第一橫擔(2)、第二橫擔(3)、第三橫擔(4)上掛接的同一回路三相輸電線的垂直線間距離為對于直線塔是18m;對于耐張塔是16m。6、如權利要求1或2或3或4所述重冰區垂直排列雙回路塔，其特征在于，所述第一橫擔(2)、第二橫擔(3)、第三橫擔(4)上掛接同一回路的輸電線的掛線方式為"I型"。專利摘要重冰區垂直排列雙回路塔，涉及一種適用于重覆冰區架空輸電的鐵塔，目的是解決現有技術不能適應重冰區輸電走廊資源日益稀缺的問題，包括塔體和設置在塔體上部、用于承載輸電線的橫擔，所述橫擔包括從上到下依次排列的第一橫擔、第二橫擔、第三橫擔，第一橫擔、第二橫擔、第三橫擔位于塔體的相同側部位分別設置有由懸垂絕緣子串構成、用于掛接同一回路三相輸電線的掛接點，則在塔體的兩側可掛接雙回路輸電線，適用于重冰區進行電力輸送，可節約走廊資源，減少線路走廊對民房和障礙物的拆遷量，減少對林木的砍伐，提高單位走廊的輸電能力，體現了資源節約、環境友好的電網建設方針。文檔編號E04H12/22GK201306034SQ20082014153公開日2009年9月9日申請日期2008年11月19日優先權日2008年11月19日發明者霞李,明梁,強王,兵肖,肖洪偉,奇苑,郭躍明申請人:中國電力工程顧問集團公司;中國電力工程顧問集團西南電力設計院