淺析10kV耐張桿塔中心樁位移的設(shè)計與計算

作者/李偉、于中興、孫彥春，國網(wǎng)山東省電力公司寧津縣供電公司

淺析10kV耐張桿塔中心樁位移的設(shè)計與計算

作者/李偉、于中興、孫彥春，國網(wǎng)山東省電力公司寧津縣供電公司

通常對于耐張桿塔結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，為確保在掛線以后導(dǎo)線對桿塔的電氣安全的距離，要考慮多種因素包括橫擔(dān)寬度、長短橫擔(dān)、中相導(dǎo)線掛線點偏移等。中心樁位移的設(shè)計與計算就是為了降低這些因素對線路安全運行的危害。

橫擔(dān)寬度；長短橫擔(dān)；耐張桿塔

引言

配電線路桿塔中心樁位移即是指由桿塔線路樁沿線路垂直方向，或者是轉(zhuǎn)角桿塔的內(nèi)角角平分線方向，位移一些長度所確定出的桿塔中心樁,配電線路桿塔中心樁位移就是組立桿塔的基礎(chǔ)和參照物。如今,對于每個類別桿塔中心樁位移的計算方法有所不同,還不存在一個較好的計算通式，來降低由于直線桿塔臨近和三相導(dǎo)線偏移造成的橫向張力,這就促使直線塔承擔(dān)了多余的橫向力,所以就帶來了桿塔的設(shè)計危害,為安全運行埋下了隱患。

通常在耐張桿塔設(shè)計時，為了確保掛線之后安裝導(dǎo)線對桿塔中心樁的電氣安全距離影響，實際包含著這三種思考，橫擔(dān)寬度、長短橫擔(dān)、中相導(dǎo)線掛線點偏移。單一桿塔型式這一類型非常有可能同一時間包含這三類因素的影響。所以在線路大致設(shè)計時候，就需要多次進行檢驗，來思考所采用的設(shè)計是否合情合理，還有其中的各項技術(shù)要求是否達(dá)到，其中最主要的就是耐張桿塔中心樁的位移。實際操作中，要確保耐張桿塔兩側(cè)中相導(dǎo)線位于線路中心線上，這就要樂意有效避免附近耐張桿塔的直線桿塔所承擔(dān)其他角度的角度負(fù)載，所以在實際施工時候，應(yīng)仔細(xì)思考耐張桿塔中心樁位移的問題。同時確保耐張桿塔的中心樁位移值由設(shè)計單位提前給予。本文就采用實際的桿塔型方法闡述其中的計算問題。

1.中相導(dǎo)線位于兩邊相導(dǎo)線中點

對于不同耐張桿塔，中相導(dǎo)線所處的位置有所不同。有些耐張桿塔中相導(dǎo)線就位于兩邊相導(dǎo)線中點，其中這些耐張桿塔包括雙排桿、酒杯型轉(zhuǎn)角塔、部分干字型轉(zhuǎn)角塔等。在思考這些耐張桿塔時，不管這些桿塔的橫擔(dān)是否是對稱的，都要注意其中重要的一點，即中心樁位移的原則：要使臨近的直線桿塔的中相絕緣子串不會發(fā)生偏斜現(xiàn)象。

正如圖1所展示，圖中B點是進行測量時候線路轉(zhuǎn)角的中心樁的位置，其中O點即是桿塔中心樁的位置。桿塔中心樁指的是由于發(fā)生位移后產(chǎn)生的實際桿塔中心樁，它所反映的是桿塔結(jié)構(gòu)中心。在進行分坑時，要從線路中心樁B點在桿塔內(nèi)角平分線上按計算的中心樁位移距離向內(nèi)角側(cè)打出O點，把O點作為其中的基準(zhǔn)點位置，方可正常使桿塔進行分坑。

圖1 桿塔位移圖示

通過圖1所示，可以看出轉(zhuǎn)角塔向線路轉(zhuǎn)角內(nèi)角側(cè)位移的算法公式是[1]：

上式中S代表的含義是中心位移的距離，單位為mm；S1表示橫擔(dān)上絕緣子掛點寬度產(chǎn)生的位移，單位是mm；S2表示橫擔(dān)上絕緣子掛點與桿塔結(jié)構(gòu)中心之間的距離，單位是mm，是預(yù)留值；b表示橫擔(dān)上導(dǎo)線兩側(cè)掛點中間的寬度，單位是mm；θ表示線路轉(zhuǎn)角的角度；L1表示線路外角側(cè)導(dǎo)線掛點到桿塔結(jié)構(gòu)中心距離，單位是mm；L2表示線路內(nèi)角側(cè)導(dǎo)線掛點到桿塔結(jié)構(gòu)中心距離，單位是mm。

實例計算：設(shè)轉(zhuǎn)角度數(shù)θ=60°，L1=1800，L2=1200，b=400，則中心樁位移：S=S1+S2=415mm。鑒于這些，如果桿塔橫擔(dān)是相對稱的布置，就是S2等于零時，對于θ=30以下的轉(zhuǎn)角桿塔，S1計算值相當(dāng)小，這種情況下就沒有必要進行位移，同時不會影響到線路正常運行。

2.中相導(dǎo)線偏離兩邊相導(dǎo)線中點

■2.1 橫擔(dān)寬度對中心樁位移的影響

耐張桿塔上的絕緣子串是懸掛在橫擔(dān)的沿上，由于橫擔(dān)自身寬度的原因，所以寬度b與線路轉(zhuǎn)角θ/2就產(chǎn)生一個偏移，如果耐張桿塔的中心線依舊放在線路定位的中心樁位，就會使附近的桿塔產(chǎn)生一個角度力。為了克服角度力產(chǎn)生的影響，就應(yīng)將中心樁在角分線上向轉(zhuǎn)角一側(cè)位移一定的距離S。比如3560JJ3(7731)型的鐵塔，上導(dǎo)線掛點間距是b1=1322.2mm，下導(dǎo)線掛點間距是b2=700mm，線路轉(zhuǎn)角60°，橫擔(dān)寬度事實上受到兩方面的影響。因為下導(dǎo)線橫擔(dān)寬度導(dǎo)致的中心樁位移為S下=b2/2×tg(θ/2)=202mm.由上導(dǎo)線橫擔(dān)寬度引起的中心樁位移為S上=b1/2×tg(θ/2)=382mm.由計算分析，S上＞S下，所以以后可只計算橫擔(dān)的影響，把桿塔中心樁朝內(nèi)角側(cè)位移382mm，就可以減少由橫擔(dān)寬度對中相及兩邊相產(chǎn)生的影響，把中心樁恢復(fù)到線路中心線上。

■2.2 長短橫擔(dān)對中心樁位移的影響

對轉(zhuǎn)角度數(shù)相對來說很大的鐵塔，為降低掛線后外角側(cè)導(dǎo)線對塔身電氣安全問題影響，那么設(shè)計單位應(yīng)該思考外角側(cè)橫擔(dān)比內(nèi)角側(cè)橫擔(dān)長。這樣進行設(shè)計，將使和之臨近的兩直線塔懸垂絕緣子串產(chǎn)生傾斜，破壞線路正常運行。所以為克服這些影響，就需要對線路中心樁進行位移。現(xiàn)以110JJ4（7731）作為示范[2]：

上導(dǎo)線掛點間距b=1459.2mm，長橫擔(dān)L1=4100mm，短橫擔(dān)L2=2700mm，線路轉(zhuǎn)角60，那么因長短橫擔(dān)引起的中心樁向內(nèi)角位移是：S2=(L1–L2)/2=700mm.如果把該塔中心樁向內(nèi)角側(cè)位移700mm，皆可以克服因為長短橫擔(dān)對兩邊造成的影響，讓中心樁回到線路中心線上。但是該種塔型有著橫擔(dān)寬度，總的分析110JJ4（7731）橫擔(dān)寬度數(shù)據(jù)，因為橫擔(dān)寬度產(chǎn)生的中心樁位移為S1=b/2×tg(θ/2)=421mm，所以把該塔中心樁向內(nèi)角位移側(cè)移動421mm就可以克服由橫擔(dān)寬度引起的影響，使中心樁回到線路中心線上。

■2.3 中相導(dǎo)線掛線點偏移對中心樁位移的影響

依照110JJ4（7731）作為計算模型：上導(dǎo)線掛點間距b=1459.2mm，長橫擔(dān)L1=4100mm，短橫擔(dān)L2=2700mm，線路轉(zhuǎn)角60°，那么使用中相掛線點偏移產(chǎn)生的中心樁位移計算得到S3=b/2=729.6mm.通過以上分析，可能存在既往外角側(cè)位移又往內(nèi)角側(cè)位移的狀況。綜合這些考慮問題，在真實分坑時，首先要算出每個因素產(chǎn)生的位移值，其次取代數(shù)和的一半。

3.結(jié)語

現(xiàn)如今很多桿塔設(shè)計單位，線路運維人員使用的桿塔型號不盡相同，耐張桿塔的中心樁位移結(jié)果也存在差異。目前這些問題已經(jīng)引起線路設(shè)計單位注意，要根據(jù)實際情況具體進行討論，不能沿襲原有的模式。耐張桿塔設(shè)計中心樁的位移設(shè)計和計算是一項繁瑣重要的工作，需要運維人員認(rèn)真對待。本文給出的計算方法只是一個簡單的思路，請相關(guān)專業(yè)人士給出指正，以便更好的促進未來配網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

＊ [1]姬小開.耐張桿塔中心樁位移的計算[J].電網(wǎng)建設(shè).2013.

＊ [2]何永波.對桿塔中心樁位移計算通式的探討[J].發(fā)展.2014(12).