35kV输电线路典型设计课件

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1、35kV输电线路典型设计 国家电网公司基建部国家电网公司基建部2007.42007.41 典型设计的目的统一建设标准，统一设备规范；方便运行维护、方便设备招标；提高工作效率，降低建设和运行成本；发挥规模优势，提高整体效益。2 典型设计依据2.1 2.1 主要规程规范主要规程规范 66kV及以下架空电力线路设计规范(GB 50061-1997）高压架空送电线路和发电厂、变电所环境污秽分级及外绝缘选择标准（GB 16434-1996）架空送电线路杆塔结构设计技术规定(DL 5154-2002）交流电气装置的过电压保护和绝缘配合（DL/T 620-1997）送电线路铁塔制图和构造规定（DLGJ 13

2、6-1997）架空送电线路钢管杆设计技术规定（DL 5130-2001）高海拔污秽地区悬式绝缘子片数选用导则（DL 562-1995）圆线同心绞架空导线（GB 1179-1999）镀锌钢绞线（GB 1200-88）2.2 2.2 国家电网公司的有关规定国家电网公司的有关规定:国家电网公司十八项电网重大反事故措施（试行）国家电网公司安全工作规程（变电站和发电厂电气部分、电力线路部分）（试行）等规定。3 典型设计的原则 安全可靠、自主创新、技术先进；标准统一、覆盖面广、提高效率；注重环保、节约资源、降低造价；努力做到统一性与可靠性、适应性、先进性、经济性和灵活性的协调统一。统一性：典型设计的基本方

3、案统一，建设标准统一，基建和生产标准统一，外部形象体现国家电网公司企业文化特征.可靠性：各个模块安全可靠，通过模块拼接得到的技术方案安全可靠；适应性：典型设计要综合考虑不同地区的实际情况，要在公司系统中具有广泛的适用性，并能在一定时间内，对不同规模、不同形式、不同外部条件均能适用；先进性：推广应用电网建设新技术，鼓励设计创新；典型设计各项技术经济可比指标先进；经济性：综合考虑工程初期投资与长期运行费用，追求工程寿命期内最佳的企业经济效益；灵活性：典型设计模块划分合理，接口灵活，组合方案多样，增减方便，便于调整概算，方便使用。4 模块规划及设计条件 本次35kV输电线路典型设计共有42个模块、2

4、62种杆塔。其中:混凝土杆8个模块48种杆型，角钢塔22个模块154种塔型，钢管杆12个模块60种杆型。模块编模块编号号气象区气象区海拔高海拔高度度杆塔类杆塔类型型回路数回路数导线排导线排列列导线型导线型号号适用地适用地形形责任电责任电力公司力公司35A01A1000混凝土杆单上字LGJ-95/20平地/山区江西35A02LGJ-185/3035B01角钢塔单上字LGJ-150/20山西35B02LGJ-240/3035B03LGJ-300/4035B04双鼓型LGJ-150/20山东35B05LGJ-240/3035B06LGJ-300/4035C01钢管杆单上字LGJ-185/30平地湖北

5、35C02LGJ-300/2535C03双鼓型LGJ-185/3035C04LGJ-300/2535A03E2000混凝土杆单上字LGJ-95/20平地/山区青海35A04LGJ-185/3035B07角钢塔单上字LGJ-150/20陕西35B08LGJ-240/3035B09双鼓型LGJ-150/2035B10LGJ-240/3035C05钢管杆单上字LGJ-185/30平地甘肃35C06LGJ-300/2535C07双鼓型LGJ-185/3035C08LGJ-300/2535A05F1000混凝土杆单上字LGJ-95/20平地/山区安徽35A06LGJ-185/3035B11角钢塔单上字L

6、GJ-150/20四川35B12LGJ-240/3035B13LGJ-300/4035B14双鼓型LGJ-150/20上海35B15LGJ-240/30北京35B16LGJ-300/4035A07G1000混凝土杆单上字/水平LGJ-95/20平地/山区福建35A08LGJ-185/3035B17角钢塔单上字LGJ-150/2035B18LGJ-240/3035B19LGJ-300/4035B20双鼓型LGJ-150/20河南35B21LGJ-240/30江苏35B22LGJ-300/4035C09钢管杆单上字LGJ-185/30平地浙江35C10LGJ-300/2535C11双鼓型LGJ-1

7、85/3035C12LGJ-300/2535A07G1000混凝土杆单上字/水平LGJ-95/20平地/山区福建35A08LGJ-185/3035B17角钢塔单上字LGJ-150/2035B18LGJ-240/3035B19LGJ-300/4035B20双鼓型LGJ-150/20河南35B21LGJ-240/30江苏35B22LGJ-300/4035C09钢管杆单上字LGJ-185/30平地浙江35C10LGJ-300/2535C11双鼓型LGJ-185/3035C12LGJ-300/255主要设计原则5.1 设计气象条件 根据各网省公司提供的典型气象条件，结合典型气象区的气象参数，对典型设计

8、的设计风速和设计覆冰组合归并选择35kV输电线路的设计气象条件为：设计风速取25m/s、30m/s和35m/s；设计冰厚在25m/s和30m/s风区取5mm和10mm，在35m/s风区取0mm，共分为5种典型气象，分别是：气象条件组合A:最大风速25m/s、最低温度-20C和最大覆冰5mm和10mm，主要适用于华中、华北和西北低海拔地区；气象条件组合E:最大风速30m/s、最低温度-30C和最大覆冰10mm，主要适用于西北高海拔地区；气象条件组合F:最大风速30m/s、最低温度-20C和最大覆冰5mm和10mm，主要适用于华中、华北部分山区和一般沿海地区；气象条件组合G:最大风速35m/s、最

9、低温度-10C和最大覆冰0mm，主要适用于台风出现频率较高的东南沿海地区。A气象区和F气象区应考虑适用于5mm和10mm两种覆冰条件。对于设计冰厚20mm以上的重冰区和设计风速40m/s以上的特殊风区，本次典型设计暂不考虑。35kV输电线路典型设计气象条件表气象组合条件气象组合条件AEFG大气温度（C）最 高40404040最 低-20-30-20-10覆 冰-5-5-5-5最大风-5-5-510安 装-10-15-100雷电过电压15151515操作过电压10101520年平均气温10101520风速（m/s）最大风25303035覆 冰10101010安 装10101010雷电过电压101

10、01015操作过电压15151518覆冰厚度（mm）5/10105/100冰的密度（g/cm3）0.90.90.90.95.2 导线和地线 根据各网省公司提供的典型设计技术导则，经过综合分析和合理归并，本次典型设计35kV部分考虑95mm2、150 mm2、185mm2、240mm2和300mm2共五种导线截面。35kV线路采用OPGW的情况较少，本次典型设计35kV地线不考虑采用OPGW情况，地线采用GJ-35和GJ-50两种型号。35kV部分采用导线、地线型号：典型设计35kV导线、地线安全系数：角钢塔和混凝土杆的导线安全系数取2.5;钢管杆的导线安全系数：对于G气象区:取10，其余气象区

11、：单回路取6，双回路取8；地线安全系数原则上大于导线。5.3 绝缘配合 考虑到环境污染日益严重的实际情况，典型设计按级污秽区进行绝缘配合设计。（2）爬电比距选择 中性点直接接地系统爬电比距3.2（最大4.5）cm/kV（对应系统额定电压），中性点非直接接地系统取上述值的1.2倍（3.8cm/kV）。(1)污秽等级 若在具体工程的设计中，线路经过地区污秽程度低于或高于上述条件时，可以通过采用不同的绝缘子型式来满足要求。绝缘子片数选择 绝缘子高度：146毫米电压等级（kV）回路海拔高度（m）片 数（片）绝缘长度（mm）35单、双10004584100020004584空气间隙数值 电压等级（kV）

12、回 路海拔高度（m）空气间隙（m）运行电压内过电压雷电过电压带电作业66单、双10000.200.500.650.7035单10000.100.250.450.60100020000.130.300.530.65注:带电作业对操作人员需停留工作的部位应增加0.30.5m带电检修作业 典型设计的所有杆塔均依照规程、规范中的相关规定，与以往设计的杆塔完全一致，因此典型设计的所有杆塔均能满足带电检修作业的要求。5.4 间隙圆间隙圆绘制各类间隙圆图原则如下：1）绘制间隙圆图时，绝缘子串长度按最长和最短计算，选用重量较轻的合成绝缘子计算各工况下的摇摆角，并按下导线和合成绝缘子导线侧的均压环分别检查塔头的

13、电气间隙。2）悬垂串的风偏计算时，风压不均匀系数取值见表。3）在计算导线风偏角时，考虑风压高度变化系数，直线塔计算高度为最大呼高减3m，耐张塔按最大呼高考虑。4）间隙裕度：角钢塔：带电部分对横担的间隙取100mm，带电部分对塔身的间隙取200mm，带电作业时不考虑该裕度。钢管杆、混凝土杆：带电部分对横担及杆身的间隙取100mm，带电作业时不考虑该裕度。5）直线塔对塔身、横担上平面均按带电作业距离验算。6）钢管杆及混凝土杆对身部、横担上平面均按带电作业距离验算。风压不均匀系数值工 况雷 电操 作工 频带 电风速(m/s)10152530101.010.751.0间隙圆图例间隙圆图例35B1335

14、B13系列直线塔系列直线塔35B1335B13系列直线塔系列直线塔35B1335B13系列转角塔系列转角塔R300R650950190047.3819.9219009.15R600R1300R1300R650R3009.1519.9247.38950R65034.875.3711.94R600200170011.945.3734.87R130085010035B1335B13系列转角塔系列转角塔R30010011.755.2885034.26R650R650950950R30044.4418.108.26R65034.26R6508505.2811.75100R30034.26R6508505

15、.2811.75100R300R65011.7534.268505.28100R3009508.2618.1044.44R650R300950R65035B1335B13系列转角塔系列转角塔R650950R300R65044.4418.108.26950R3001005.2885034.2611.75R6505.5 与塔联接的金具角钢塔直线塔：导线采用UB挂板，型号为UB-7；地线采用U型螺丝，型号为UJ-1880。导线采用双挂点，挂点间距400mm。耐张塔：导线、地线均采用U型挂环，型号为U-7；跳线采用U螺栓，型号为UJ-1880。转角大于等于40时外角侧加单跳线串。金具采用97国家标准金

16、具。混凝土杆直线杆：导线采用Z型挂板；地线采用ZS型挂板。导线采用单挂点。耐张杆：导线、地线均采用U型挂环，采用跳线串。全部金具采用97国家标准金具。钢管杆直线：导线采用UB挂板，型号为UB-7；地线采用U型螺丝，型号为UJ-1880。导线采用双挂点，挂点间距400mm。耐张：导线、地线均采用U型挂环，型号为U-7；跳线采用U螺栓，型号为UJ-1880。转角大于等于40时外角侧加跳线串。全部金具采用97国家标准金具。5.6 塔头布置塔头布置 目前国内35kV线路单回路导线布置方式大多为上字形排列，所以本次典型设计单回路部分除门型水泥杆采用水平布置外，其他均采用上字型布置。35线路双回路国内大部

17、份采用鼓形排列，所以本次典型设计只考虑鼓型排列。地线与导线和相邻导线间的水平位移，根据依照GB 50061-199766kV及以下架空电力线路设计规范的规定选取。5.7 防雷保护本次典设35kV混凝土单杆考虑了无地线的情况；对有地线的杆塔，混凝土门型杆按照双地线设计，其余杆塔均按单地线设计。地线和导线以及地线和地线间的距离满足规程要求。地线对导线的保护角角钢塔不大于25，混凝土杆不大于28,钢管杆不大于28 5.8 塔型规划塔型规划 在送电线路的本体工程造价中，杆塔工程造价占较大比重。杆塔规划是应用概率论及数理统计、微积分等理论优选出一组水平档距、垂直档距和转角等参数，以使得其在具体工程使用中

18、杆塔的利用系数尽量接近1.0，以取得较好的经济效益。（1）直线杆塔规划 各直线塔的最大设计档距为：I型塔450米，II型塔550米，III型塔700米。各直线杆塔的最小垂直档距系数Kv取值为：I型塔0.8，II型塔0.75，III型塔0.7。直线杆塔的最小垂直档距系数Kv取值为：I型塔0.8，II型塔0.75，III型塔0.7。（2）转角杆塔规划 为了使转角杆塔使用更灵活方便，降低杆塔耗钢量，杆塔转角划分如下：转角铁塔：角度划分由原来常采用的030、3060、6090三个角度系列，改进为四个角度系列，铁塔为020、2040、4060和6090。钢管杆：为010、1030、3060和6090。混

19、凝土杆：仍维持原030、3060、6090三个角度系列。（3）35kV线路典型设计铁塔均按平腿设计。规划结果见下面规划设计条件。角钢塔规划设计条件 混凝土杆规划设计条件 序序号号 杆塔名称杆塔名称 水平水平档距档距(m)(m)垂直垂直档距档距(m)(m)KvKv 转角度转角度数数()塔高塔高 (m)(m)计算高度计算高度(m)(m)1 35C0135C12Z1(SZ1)120 160 0.80/12-30 30 1 35C0135C12J1(SJ1)120 160/010 9-24 24 2 35C0135C12J2(SJ2)120 160/1030 9-24 24 3 35C0135C12J

20、3(SJ3)120 160/3060 9-24 24 4 35C0135C12J4(SJ4)120 160 /6090 9-21 21 钢管杆规划设计条件 5.9 杆塔荷载及组合遵照 66kV及以下架空电力线路设计规范 GB 50061-1997、架空送电线路杆塔结构设计技术规定 DL 5154-2002、架空送电线路钢管杆设计技术规定 DL 5130-2001。各直线杆塔的塔身风荷载按照最高呼称高计算，线条风荷载按照最高呼称高减3m计算。耐张塔均按照最高呼称高计算。耐张塔前后挂点垂直荷载按照3：7分配，且应考虑一侧上拔情况，其上拔垂直荷载按照设计垂直档距的50%计算。直线塔的导线挂线点按照前

21、、后、中三个挂点进行设计，前后两挂点的垂直荷载按照4：6进行分配。5.10 杆塔材料 角钢塔材料钢材材质采用GB/T 700碳素结构纲中规定的Q235系列、GB/T 1591低合金高强度结构钢中规定的Q345系列。按实际使用条件确定钢材级别。钢材抗拉、抗压和抗剪f抗剪fv牌号厚度或直径（mm）Q235钢162151251640205120406020011560100190110Q345钢163101801635295170355026515550100250145杆塔使用角钢型号的最小厚度：L403、L453、L504、L564、L634、L705、L755、L806、L906、L1007、

22、L1107、L1288、L14010、L16010、L18012、L20014。L635及以上角钢规格可以采用Q345钢材。螺栓和螺母的材质及其特性应分别符合现行规范紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱和紧固件机械性能螺母的规定。表5-7 螺栓的强度设计值：（N/MM2）等级抗拉抗剪镀锌粗制螺栓4.82001706.83002408.8400300锚拴Q23516035号优质碳素钢19045号优质碳素钢215注：对于角钢塔螺栓M16及以下采用4.8级，M20及以上采用6.8级。混凝土杆材料杆段长度为4.5、6、9米三种，分别组成15、18、21米呼高；混凝土强度等级：杆段为C50-C60；底、拉、卡

23、盘为C30；钢管杆材料钢材材质采用GB/T 700碳素结构纲中规定的Q235系列、GB/T 1591低合金高强度结构钢中规定的Q345系列。按实际使用条件确定钢材级别。表5-6 钢材的强度设计值（N/mm2）钢材抗拉、抗压和抗剪f抗剪fv牌号厚度或直径（mm）Q235钢162151251640205120406020011560100190110Q345钢1631018016352951703550265155501002501455.11 杆塔形式、零部件连接方式铁塔：采用自立式铁塔，各部件螺栓连接。混凝土杆：分为无拉线单杆及拉线杆。杆段焊接，横担焊接，横担与杆身采用穿钉加抱箍连接。杆塔构件

24、连接方式钢管杆：横担与杆身采用螺栓连接；杆段连接：直线杆及转角度数不大于20的转角杆，杆身连接采用插入和法兰两种连接方式；转角度数大于20的转角杆仅采用法兰连接。杆段间插接方式连接 加螺栓连接5.12 杆塔与基础的连接钢管杆与基础的连接采用法兰和杯式插入两种方式。铁塔与基础的连接采用地脚螺栓，底脚螺栓按4个设置，最小规格取M20。地脚螺栓方式法兰方式。杯式插入方式细石混凝土灌浆5.13 杆塔一览图角钢塔一览图 35B13图例混凝土杆一览图 35A07图例钢管杆一览图 35C12图例6 6主要技术特点主要技术特点 6.1 适应性好 本次35kV典型设计共设计42个模块，262种杆塔型式，覆盖了我

25、国常规设计气象条件（风速25m/s35m/s,覆冰010mm），常用导线型号（95mm2-300mm2）和大部分地形条件。基本满足了当前及今后一段时期内公司系统内输电线路工程建设的需要，具有较好的适应性。6.2 安全可靠性高 主要表现在：塔头规划上充分吸取了近几年来在防污闪、防风闪、防雷击等方面的经验和措施；在荷载条件上，选取了较为严格的荷载配置，从设计源头上切实提高了线路运行的安全可靠性。具体措施如下：根据目前雷害事故较多的情况，适当增加典型设计的耐雷水平。角钢塔地线保护角按照不大于25设计，钢管杆地线保护角按照不大于28设计。绝缘配置设计上充分考虑了目前污秽发展较快的实际情况，按照III级

26、污区设计。针对近年来跳线风偏闪络事故发生较多的情况，典设中转角塔转角40及以上外侧挂单跳串。为满足重要交叉跨越的要求，直线杆塔均设计有独立双挂点。6.3 杆塔系列齐全和使用条件合理 根据不同的地形情况，采用大量终勘定位成果和无约束条件排位的资料数据，利用概率、回归分析等数理统计理论对多个杆塔规划方案进行技术经济比较，提出了杆塔设计档距、经济塔高、塔头及塔高系列等合理的设计方案。转角塔（水泥杆除外）由原来的三塔改为四塔系列，其中角钢塔将60以内转角按每20一档细分，钢管杆增加一个010转角，杆塔设计条件更科学、经济、合理。杆塔系列齐全，杆塔规划合理，可有效提高杆塔利用系数，降低工程造价。6.4

27、杆塔结构优化 典型设计中对各型杆塔的结构进行了全面的优化。铁塔主要从塔头间隙、塔头结构形式、塔身坡度、塔身隔面设置、铁塔传力线路、铁塔节点连接、铁塔主材布置以及斜材的布置节间进行优化。钢管杆主要从塔头间隙、塔头结构形式、杆身坡度、杆重与根径进行优化。混凝土杆主要从塔头间隙、塔头结构形式、配筋、混凝土强度、杆重与根径进行优化。使得典型设计的杆塔结构受力合理，具有更好的安全可靠性和经济性。6.5 经济效益好 从单基塔的耗钢量指标来看，本次典型设计与以往工程使用的铁塔相比，35kV电压等级，角钢塔平均节省钢材519%,钢管杆平均节省钢材510%,水泥杆平均节省钢材和水泥810%。6.6重视环境保护

28、本次典型设计充分重视对环境保护的要求，典型设计的经济效益，社会效益和环保效益明显。主要表现在：塔头规划均采取了缩小线间距离及塔头尺寸的措施，压缩了线路走廊宽度；铁塔基本设计高度均较以往工程有所提高，并为高跨越（如跨树等）专门设计了高塔，有效减少了拆迁和对林木的砍伐；尽量优化减小了铁塔根开，减少了铁塔占地面积，减少了对植被的破坏。6.7 高质量、高水平的服务 本次典型设计动员了全国主要的线路设计力量，杆塔的安全可靠性有明显提高。统一了杆塔设计图纸，因而可加快设计加工及施工进度，切实有效地缩短建设周期，为迎接“十一五”电网建设的高潮创造了有利条件；统一了建设标准，统一了材料规范，方便了塔材等材料的

29、招标及备料，有效缩短了加工周期；避免了以往在一些工程中出现的边设计、边加工、边施工的局面，因而可有效地保证设计图纸的质量。7 7 典型设计使用说明 7.1 典型设计内容 主要包括设计说明、使用说明、杆塔使用条件、杆塔一览图、杆塔单线图、杆塔司令图、杆塔主要荷载条件、基础作用力、基础根开尺寸、地脚螺栓规格及根开尺寸、杆塔结构图。在具体的工程设计中，可根据实际需要，有选择地套用。3566kV输电线路典型设计文件可用于实际工程可行性研究、初步设计、施工图阶段。具体工程设计时，需要结合工程具体情况，选择经济、合理的杆塔系列。7.2 杆塔名称查询说明 本着“唯一性、相容性、方便性和扩展性”的原则，对典型

30、设计的杆塔命名规定如下：杆塔名称由下述三部份组成。模块编号-塔型名称系列号模块编号：由三位数组成，对应典型设计的各个设计模块。模块编号：由三位数组成，对应典型设计的各个设计模块。第一位为电压等级：6666kV；3535kV第二位为杆塔代号：A水泥杆；B角钢塔；C钢管杆第三位为模块代号：01、02、03 杆塔名称查询说明 塔型名称：该部分按以下两种情况考虑直线塔部分：Z单回路直线塔和直线杆，SZ同塔双回直线塔和直线杆。转角塔部分：J单回路耐张转角塔和转角杆，SJ同塔双回耐张转角塔和转角杆。系列号：1、2、3、即塔型系列号。例如：35C01-SJ1代表电压等级为35kV，钢管杆01模块中同塔双回路

31、耐张转角1型塔7.3 塔型选用方法 首先根据电力系统要求的电压等级，在相应的电压等级里根据导线的规格、工程的实际气象条件（风速、覆冰厚度）查找到相应的模块。在满足条件下，一个工程可以在不同的模块中选择杆塔型式。在初步确定了杆塔型式后，再根据相应模块设计说明、使用说明按下列要求详细核对设计参数。（1）实际工程的水平档距、垂直档距、Kv值、转角度数；（2）绝缘配置，是否满足工程实际的绝缘配置及串长要求；（3）塔头间隙；（4）杆塔荷载；（5）施工架线方式；（6）挂线金具型式和挂孔匹配；输电线路典型设计建有成果软件库，可查询铁塔使用条件，调用铁塔加工图，使用手册见北京洛斯达公司和国电电力建设研究所编写

32、的35-66kV输电线路典型设计软件库使用手册。7.4 杆塔使用注意事项严禁未经验算而超条件使用典型设计杆塔，确保输电线路的安全。尽量避免以大代小使用情况的发生，确保降低工程造价。杆塔安装应做到构件齐全、螺栓紧固、连接紧密、构件平直、整齐美观。杆塔组装一般应从下往上进行，严禁强行安装。在直线塔上做导线、地线锚线作业时，锚线对地夹角应尽量小，一般不大于20。耐张塔架线施工时，锚线和紧线操作均要求打临时拉线，临时拉线对地夹角不能超过45，其方向与导、地线方向一致，临时拉线按平衡线条张力的30%考虑。直线杆塔的最大呼高均比计算呼高要高出3米，而杆塔线条荷载均以计算塔高为基准，因此，当铁塔实际使用高度超过计算塔高时，须对水平档距按风压高度调整系数进行折减。当耐张塔杆塔实际使用水平档距超过设计水平档距，但转角度数未达到最大允许值时，可按投影后的水平力不超过典型设计水平力对水平档距进行放大。转角杆塔原则上必须按设计的转角度数范围使用，超范围使用时应进行杆塔电气间隙和强度校验。谢谢各位！