分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔在1000kV雙回輸電線路中的應(yīng)用

胡選，鐘小江，康東升，彭謙

(國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京市，100032)

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的規(guī)模不斷變大，土地資源也日益寶貴，輸電線路的走廊獲取越來越困難，轉(zhuǎn)角塔的使用比例也越來越高，根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，1995年以前500和220kV線路的平均耐張段長度為8 km左右，2005年時(shí)平均耐張段長度為5 km左右，目前大部分工程的平均耐張段長度為3 km左右。

輸電線路的轉(zhuǎn)角塔承擔(dān)著轉(zhuǎn)角、定線、承受導(dǎo)地線張力和調(diào)整塔高等重要功能，因承受導(dǎo)、地線張力和角度荷載，其塔材、基礎(chǔ)及附屬的絕緣子、金具、跳線等材料的數(shù)量和規(guī)格都遠(yuǎn)高于直線塔，因此，做好轉(zhuǎn)角塔型式的規(guī)劃，對保證工程安全與可靠性，降低工程造價(jià)具有至關(guān)重要的作用。

在線路設(shè)計(jì)中，當(dāng)轉(zhuǎn)角度數(shù)較小時(shí)常使用直線塔兼角或使用直線轉(zhuǎn)角塔代替耐張塔，以降低工程造價(jià)。當(dāng)線路轉(zhuǎn)角度數(shù)較大時(shí)受搖擺角限制，使用常規(guī)的直線轉(zhuǎn)角塔無法替代轉(zhuǎn)角塔，當(dāng)線路耐張段較短、轉(zhuǎn)角較多時(shí)，線路的單位造價(jià)就會顯著增加。為節(jié)約成本、降低工程造價(jià)，本文在保證滿足電氣間隙的條件下，借鑒“皖電東送”淮南—上海1000kV線路設(shè)計(jì)中應(yīng)用的分體式轉(zhuǎn)角塔設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，規(guī)劃設(shè)計(jì)了分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔，為未來推廣應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。

1 分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔型式

由于轉(zhuǎn)角塔的塔頭尺寸較大、間隙比較復(fù)雜、絕緣子數(shù)量多、受風(fēng)面積大，所以如何在滿足電氣間隙的條件下，結(jié)合塔頭受力特點(diǎn)盡可能地壓縮塔頭尺寸，將對減輕鐵塔單重起到重要影響。不同的塔頭間隙布置方式?jīng)Q定了鐵塔塔身型式的選擇，而合理地選擇塔身斷面，優(yōu)化塔身斜材布置、隔面的選擇及確定最佳塔身坡度等都對降低塔重、控制造價(jià)有著重要的意義。

目前國內(nèi)外實(shí)際建成的1000kV及以上等級的特高壓輸電線路尚不多見。我國晉東南—南陽—荊門1000kV單回特高壓線路采用自立式干字型轉(zhuǎn)角塔和分體式轉(zhuǎn)角塔;前蘇聯(lián)建成的1 150kV單回特高壓輸電線路，由于不受土地資源限制，采用三聯(lián)柱耐張塔型以降低塔重;日本建成的1000kV雙回特高壓輸電線路，因土地資源緊缺、征地費(fèi)用很高，采用鼓型鋼管耐張塔;其他如美國、意大利等國家尚處于試驗(yàn)研究階段［1］。

我國在“皖電東送”淮南—上海1000kV線路設(shè)計(jì)中，雙回路轉(zhuǎn)角塔采用了鼓型轉(zhuǎn)角塔和分體式轉(zhuǎn)角塔2種形式，鼓型轉(zhuǎn)角塔與日本1000kV線路采用的轉(zhuǎn)角塔相似，分體式轉(zhuǎn)角塔如圖1所示。

圖1 “皖電東送”1000kV線路設(shè)計(jì)的分體式雙回路轉(zhuǎn)角塔Fig.1 Separate double-circuit angle tower in 1000kV transmission line from Huainan to Shanghai

本文借鑒“皖電東送”設(shè)計(jì)的1000kV線路分體式雙回路轉(zhuǎn)角塔的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，規(guī)劃設(shè)計(jì)了分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔，該塔采用分塔掛線并利用懸垂串代替耐張串，在轉(zhuǎn)角度數(shù)較大時(shí)，鐵塔前后兩側(cè)導(dǎo)線張力沿轉(zhuǎn)角內(nèi)角方向的合力可將導(dǎo)線絕緣子串拉到足夠的偏角，使其滿足電氣間隙的要求，如圖2所示。

圖2 分體式雙回路懸垂轉(zhuǎn)角塔Fig.2 Separate double-circuit suspension angle tower

分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔通過分塔掛線，在線路轉(zhuǎn)角度數(shù)較大時(shí)利用電線張力拉起導(dǎo)線絕緣子串的手段，取消了導(dǎo)線橫擔(dān)，改善了鐵塔受力條件，減小了導(dǎo)、地線縱向荷載對塔身的扭矩;同時(shí)該塔取消了跳線串，減少了絕緣子數(shù)量，簡化了塔頭間隙設(shè)計(jì)，便于施工和運(yùn)行維護(hù)。

2 分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔規(guī)劃及校驗(yàn)

2.1 塔頭間隙規(guī)劃

轉(zhuǎn)角塔的塔頭間隙規(guī)劃，實(shí)質(zhì)上是按工頻電壓、操作過電壓及雷電過電壓確定的間隙距離，并計(jì)及跳線的風(fēng)偏擺動(dòng)來確定塔頭處不同相導(dǎo)線的掛點(diǎn)位置、跳線方法、跳線的線長弧垂以及塔頭幾何外形及尺寸。

分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔的塔頭間隙規(guī)劃，是在考慮導(dǎo)線張力的影響下計(jì)算出導(dǎo)線絕緣子串在各種工況下的風(fēng)偏角，并計(jì)及鐵塔出口處導(dǎo)線弧垂的影響，得出滿足電氣間隙的最小塔頭尺寸。

設(shè)φ為導(dǎo)線絕緣子串風(fēng)偏角，PI為導(dǎo)線絕緣子串風(fēng)荷載，GI為導(dǎo)線絕緣子串垂直荷載，P為相應(yīng)工況下的導(dǎo)線風(fēng)荷載，Wl為導(dǎo)線自荷載，lh和lv分別為水平檔距和垂直檔距，T為相應(yīng)工況下的導(dǎo)線張力，則有

據(jù)此可算出不同轉(zhuǎn)角度數(shù)、不同工況時(shí)的導(dǎo)線絕緣子串風(fēng)偏角，見表1。

表1 導(dǎo)線絕緣子串風(fēng)偏角(450m檔距時(shí))Tab.1 Wind angle of conductor insulator(450m span)

由表1可知，當(dāng)線路轉(zhuǎn)角度數(shù)較小時(shí)，鐵塔前后兩側(cè)導(dǎo)線張力沿轉(zhuǎn)角內(nèi)角方向的合力不足以將導(dǎo)線絕緣子串拉到足夠的偏角，此時(shí)為滿足電氣間隙的要求，須加裝較長的導(dǎo)線橫擔(dān)，而導(dǎo)線橫擔(dān)的加長使鐵塔受力條件變差，增加了塔重，故當(dāng)線路轉(zhuǎn)角度數(shù)較小時(shí)(小于20°時(shí))不適宜采用分體式懸垂耐張塔。根據(jù)表1的計(jì)算結(jié)果，可作出分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔的間隙圓和單線圖，從而確定塔頭間隙。

2.2 脫冰跳躍和舞動(dòng)對層間距離的影響

在滿足電氣間隙的情況下，雙回路塔上下兩相之間的垂直距離越小，鐵塔重量越輕，經(jīng)濟(jì)性越好，但兩相之間的垂直距離小到一定程度之后，在導(dǎo)線脫冰跳躍和舞動(dòng)等情況下，會由于相間距離過小而發(fā)生相間閃絡(luò)［2］。

根據(jù)文獻(xiàn)［3］規(guī)定，1000kV線路相間空氣間隙由相間操作過電壓數(shù)值確定，相間間隙操作沖擊50%放電電壓為

根據(jù)文獻(xiàn)［3］給出的相間間隙放電特性可知，1000kV線路相間最小間隙可取為8.8m。

《1000kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》(送審稿)規(guī)定，相鄰上下2相之間水平位移取1m，當(dāng)相間最小間隙為9m，上、中、下垂直排列的相導(dǎo)線布置方式時(shí)，計(jì)算得到的滿足導(dǎo)線脫冰跳躍和舞動(dòng)的最小層間距離見表2。

表2 滿足脫冰跳躍和舞動(dòng)的最小相間垂直距離Tab.2 Minimum phase-to-phase vertical distance meeting ice-shielding and gallopingm

本次規(guī)劃的分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔，相鄰兩相之間的垂直距離取21m，完全可以滿足導(dǎo)線脫冰跳躍和舞動(dòng)時(shí)相間間隙的要求。

為防止覆冰脫落時(shí)由于跳線跳躍而引發(fā)相間閃絡(luò)，《1000kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》(送審稿)規(guī)定:對1 000m以下檔距，當(dāng)三相導(dǎo)線垂直排列時(shí)，相間垂直距離可按下式的計(jì)算值選取，且不小于16m。

式中:ki為懸垂絕緣子串系數(shù);D為導(dǎo)線水平線間距離，m;Lk為懸垂絕緣子串長度，m;U為系統(tǒng)標(biāo)稱電壓，kV;fC為導(dǎo)線最大弧垂，m。

在檔距為1 000m時(shí)，式(3)的計(jì)算結(jié)果為14.3m，小于16m。由此可見，當(dāng)垂直相間距離為21m時(shí)，可以很好地滿足覆冰跳躍的影響。線路的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)線路的垂直相間距離按式(3)選取時(shí)，沒有發(fā)生過由于覆冰跳躍而引起的相間閃絡(luò)故障。

2.3 電磁環(huán)境

特高壓線路的電磁環(huán)境與導(dǎo)線布置方式、塔頭尺寸、回間距離有重要的關(guān)系［4］。根據(jù)國家環(huán)保總局有關(guān)文件要求，1000kV線路工程工頻電場控制值:在跨越公路、鐵路、水運(yùn)等交通干線及對電磁環(huán)境要求較高的有人員活動(dòng)的區(qū)域?yàn)?kV/m，其他地區(qū)為10kV/m;工頻磁場限值為100 μT;可聽噪聲限值距離邊導(dǎo)線20m處為55 dB(A);無線電干擾限值距離邊導(dǎo)線20m處為55 dB(μV/m)。本文設(shè)計(jì)的分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔層間距離取21m，回間距離取36m，其各項(xiàng)電磁環(huán)境指標(biāo)如表3所示。

表3 分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔電磁環(huán)境計(jì)算結(jié)果Tab.3 Electromagnetic condition result for separate suspension angle tower

電磁環(huán)境的計(jì)算結(jié)果表明，本工程設(shè)計(jì)的分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔各項(xiàng)指標(biāo)均滿足電磁環(huán)境限制的要求。

2.4 線路轉(zhuǎn)角度數(shù)

當(dāng)線路轉(zhuǎn)角度數(shù)較大時(shí)，如果分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔2個(gè)單塔之間的距離過近，位于線路轉(zhuǎn)角內(nèi)側(cè)的單塔與掛在線路轉(zhuǎn)角外側(cè)單塔上的導(dǎo)線有可能相碰或電氣間隙不滿足要求。

位于線路轉(zhuǎn)角內(nèi)側(cè)的單塔與掛在線路轉(zhuǎn)角外側(cè)單塔上的導(dǎo)線之間的電氣距離與線路轉(zhuǎn)角度數(shù)、絕緣子串長度和風(fēng)速風(fēng)向有關(guān)，計(jì)算結(jié)果表明:當(dāng)轉(zhuǎn)角度數(shù)為20°～60°時(shí)，分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔的2個(gè)單塔之間距離取36m，當(dāng)轉(zhuǎn)角度數(shù)在60°以上時(shí)，2個(gè)單塔之間的距離取39m，可保證線路轉(zhuǎn)角內(nèi)側(cè)的單塔與掛在線路轉(zhuǎn)角外側(cè)單塔上導(dǎo)線之間的電氣距離滿足要求，如圖3所示。

2.5 絕緣子串和金具

分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔同時(shí)具有直線塔和轉(zhuǎn)角塔的特點(diǎn)，導(dǎo)線絕緣子串與鐵塔的連接方式與直線轉(zhuǎn)角塔相似，塔頭尺寸由絕緣子串的搖擺角決定，采用懸垂連接方式時(shí)，絕緣子串連接順直、結(jié)構(gòu)簡單、受力清晰、安裝施工便捷，因此分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔推薦采用懸垂連接方式。

圖3 分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔布置Fig.3 Arrangement of separate suspension angle tower

式中:k為安全系數(shù);n為導(dǎo)線分裂根數(shù);Tp為導(dǎo)線最大使用張力;α為線路轉(zhuǎn)角度數(shù)。

結(jié)合1000kV特高壓工程特點(diǎn)，推薦采用三聯(lián)550 kN的合成絕緣子。經(jīng)計(jì)算，絕緣子串可用于86°以下轉(zhuǎn)角。絕緣子串與塔身雙掛點(diǎn)連接，掛線聯(lián)板通過平行掛板與三變二聯(lián)板相互作用使各聯(lián)絕緣子均勻受力，如圖4所示。

分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔的懸垂串具有轉(zhuǎn)角的功能，直接承受線路的角度力，其強(qiáng)度為

圖4 絕緣子串的平衡受力設(shè)計(jì)Fig.4 Design of balance force for insulator string

考慮到風(fēng)荷載作用形成的扭矩將集中作用在聯(lián)塔掛板上，設(shè)計(jì)時(shí)在聯(lián)塔掛板后面增加了2個(gè)相互嵌套的U形環(huán)，掛點(diǎn)金具采用GD耳軸掛板，如圖5所示。

圖5 GD掛板與U型環(huán)連接結(jié)構(gòu)Fig.5 Joint configuration of GD socket eye and U-type shackle

當(dāng)線路前后兩基塔高差較大時(shí)，導(dǎo)線絕緣子串一側(cè)上拔，另一側(cè)下壓，這時(shí)連接懸垂線夾的掛線聯(lián)板將受到一個(gè)扭轉(zhuǎn)的力，從而發(fā)生扭轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)在掛線聯(lián)板和每聯(lián)線夾之間加一球頭掛環(huán)與碗頭掛板，利用絕緣子球頭與碗頭可以繞軸線360°旋轉(zhuǎn)的特性來解決，如圖6所示。

圖6 大高差時(shí)聯(lián)板結(jié)構(gòu)組裝圖Fig.6 Installation of yoke plate for high distance

考慮到分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔使用的懸垂線夾導(dǎo)線出口角度大，懸垂線夾的出口角取60°，線夾船體線槽的曲率半徑不小于導(dǎo)線直徑的35倍，線夾與懸垂聯(lián)板組裝后能自由旋轉(zhuǎn)±15°。

線路正常運(yùn)行時(shí)鐵塔前后側(cè)的張力差可達(dá)導(dǎo)線最大使用張力的11%左右，為此線夾設(shè)計(jì)時(shí)其對導(dǎo)線的握力不小于導(dǎo)線計(jì)算張力的18%，以確保運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線不會在線夾中滑動(dòng);由于分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔的懸垂線夾本身需承受導(dǎo)線張力，要求線夾本身的破壞強(qiáng)度不小于200 kN。

懸垂線夾在安裝時(shí)只能加裝鋁包帶對導(dǎo)線進(jìn)行保護(hù)。由于導(dǎo)線的彎曲角度較大，不適合采用護(hù)線條。懸垂線夾外表面圓滑過渡，自身防電暈。

2.6 防雷設(shè)計(jì)

對于1000kV特高壓線路，由于其絕緣子串長、50%沖擊放電電壓與反擊耐雷水平較高，能夠?qū)е戮€路閃絡(luò)的雷電流出現(xiàn)概率較低，反擊跳閘率極低，直擊雷并不是特高壓線路的主要問題，造成雷擊跳閘的主要原因?yàn)槔@擊［5-10］。

對于分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔，降低繞擊率主要涉及地線對檔中導(dǎo)線的保護(hù)，可通過調(diào)整相導(dǎo)線和地線在鐵塔上的布置，實(shí)現(xiàn)地線對導(dǎo)線的負(fù)保護(hù)?？紤]到分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔的絕緣子串在導(dǎo)線張力和風(fēng)荷載的作用下會上下擺動(dòng)，地線對導(dǎo)線的負(fù)保護(hù)要考慮導(dǎo)線向上擺動(dòng)的最大角度，轉(zhuǎn)角外側(cè)的單塔地線橫擔(dān)不需加長即可實(shí)現(xiàn)地線對導(dǎo)線的負(fù)保護(hù)，轉(zhuǎn)角內(nèi)側(cè)的單塔可通過加長地線橫擔(dān)來實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔導(dǎo)線絕緣子串搖擺角計(jì)算結(jié)果可求得，在線路轉(zhuǎn)角為20°時(shí)，導(dǎo)線懸垂串在垂直方向上的投影為14m左右;在線路轉(zhuǎn)角為80°時(shí)，導(dǎo)線懸垂串在垂直方向上的投影為6m左右。由于分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔地線支架的高度比鼓型耐張塔的地線支架低4～6m，在相同使用條件下，分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔整塔比鼓型塔高6～8m，防雷計(jì)算結(jié)果表明兩者的耐雷水平基本相當(dāng)。

分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔和鼓型耐張轉(zhuǎn)角塔繞擊率計(jì)算值見表4。從表4可以看出，在平地時(shí)分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔的繞擊跳閘率比鼓型塔略高;在丘陵地區(qū)兩者相當(dāng);在山區(qū)時(shí)分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔的繞擊跳閘率比鼓型塔略低?？偟膩碇v，兩者處于同一水平線上。

表4 雷電繞擊率Tab.4 Shielding failure rate under thunderbolt

2.7 走廊寬度和線路占地

輸電線路走廊要求由2部分組成，即邊線之間的距離和邊線外的走廊要求。依據(jù)1000kV交流輸電線路設(shè)計(jì)暫行技術(shù)規(guī)定，線路臨近民房時(shí)，房屋所在位置離地1.5m高處最大未畸變場強(qiáng)不應(yīng)超過4kV/m。線路設(shè)計(jì)時(shí)導(dǎo)線最小對地高度和邊線外走廊寬度由地面場強(qiáng)限值決定，其中1000kV交流線路對地距離(非居民區(qū))按21m控制［11］。

根據(jù)電磁環(huán)境計(jì)算結(jié)論，分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔滿足電磁環(huán)境的走廊寬度為76.0m，鼓型耐張塔滿足電磁環(huán)境的走廊寬度為74.6m，單柱組合耐張塔的走廊寬度比鼓型塔約大1.6m，兩者的走廊寬度相當(dāng)。

分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔采取兩回路分塔掛線的形式，其占地面積比鼓型塔有所增加。按輸電線路技經(jīng)定額的有關(guān)規(guī)定，在鐵塔征地時(shí)僅計(jì)算鐵塔根開(考慮外延后)內(nèi)的面積。對于分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔，由于兩基塔在一起，中心之間相距36m，受實(shí)際協(xié)議情況的影響，可能要求聯(lián)合在一起來計(jì)算征地面積。表5給出了不同計(jì)算方法下分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔和鼓型塔的征地面積。表中占地面積計(jì)算值考慮了基礎(chǔ)外延1m，對于分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔為兩塔的合計(jì)值。對于分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔，兩塔間距36m、根開18m、基礎(chǔ)寬1m、外延1m，則聯(lián)合占地面積為1 378m2。

表5 鐵塔占地時(shí)的征地面積Tab.5 Occupation area of tower

由表5可知，對于分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔(呼高42m)，若僅計(jì)算鐵塔占地面積，比鼓型塔增加278m2;若計(jì)算聯(lián)合占地面積，比鼓型塔增加574m2。以鐵塔占地畝價(jià)4萬元計(jì)算，每基塔約增加3.4萬元征地費(fèi)用。

從線路走廊寬度和占地角度分析，分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔比鼓型塔的走廊寬度寬約1.6m，兩者基本相當(dāng)，分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔的占地面積比鼓型塔占地面積有所增加，征地費(fèi)用略有增加，但鐵塔占地范圍在走廊范圍之內(nèi)，對線路整體影響不大。

3 不同轉(zhuǎn)角塔的比較

分體式雙回路耐張轉(zhuǎn)角塔通過分塔掛線、優(yōu)化跳線布置方案等，有效減小了塔頭尺寸、降低了塔頭高度、降低了塔重;分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔對塔頭布置方式做了進(jìn)一步的優(yōu)化，使用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的懸垂串代替導(dǎo)線耐張串，節(jié)約了一半的絕緣費(fèi)用，取消了導(dǎo)線跳線串，使塔頭間隙更加簡單明了，便于施工和運(yùn)行維護(hù)。

與傳統(tǒng)鼓型耐張轉(zhuǎn)角塔相比，分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔有以下優(yōu)點(diǎn):(1)塔重較輕。與普通鼓型塔相比，同呼高下的單基塔重量比鼓型塔降低35%左右。(2)取消橫擔(dān)。取消橫擔(dān)后，導(dǎo)、地線縱向荷載對塔身的扭矩大為減小，顯著提高了鐵塔的抗扭性能。(3)單塔根開小，便于塔位選擇和基礎(chǔ)選型。因?yàn)樗呓档?、橫擔(dān)取消、導(dǎo)線荷載分由2個(gè)主塔承受，單個(gè)主塔根開僅為10m左右，對地形、地質(zhì)條件的適應(yīng)性大大增強(qiáng)?；A(chǔ)混凝土用量及土方量小，施工方便。

以呼高42m的Ⅲ型轉(zhuǎn)角塔為例，在可塑、無水、粉質(zhì)粘土的地質(zhì)條件下分體式耐張轉(zhuǎn)角塔、分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔和鼓型耐張轉(zhuǎn)角塔相應(yīng)的基礎(chǔ)見表6。從表6可知，分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔比分體式耐張轉(zhuǎn)角塔基礎(chǔ)費(fèi)用節(jié)省約9.0%，比鼓型塔基礎(chǔ)費(fèi)用略高。

(4)主材均采用單角鋼。鼓形轉(zhuǎn)角塔由于鐵塔高度高、導(dǎo)地線橫擔(dān)長，由導(dǎo)、地線引起的彎矩、扭矩因塔高和橫擔(dān)長度的增加而相應(yīng)成倍地增長，桿塔自身的風(fēng)振系數(shù)也隨之增長，角度較大的轉(zhuǎn)角塔需要使用雙組合角鋼甚至鋼管才能滿足荷載要求。隨著大肢寬角鋼的推廣和應(yīng)用，分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔使用單角鋼就能滿足荷載要求。

表6 不同轉(zhuǎn)角塔型基礎(chǔ)對比表Tab.6 Foundation contrast of different angle towers

(5)分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔的單塔相互獨(dú)立，施工時(shí)各塔可以同時(shí)作業(yè)，利于縮短工期、保證質(zhì)量。

以呼稱高度為42m的Ⅲ型塔為例，鼓型轉(zhuǎn)角塔、分體式耐張轉(zhuǎn)角塔與分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔的綜合情況見表7。由表7比較結(jié)果可知，相同條件下分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔比鼓型轉(zhuǎn)角塔造價(jià)低約38.4%，比分體式耐張轉(zhuǎn)角塔造價(jià)低約28.6%，采用分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔能有效降低工程投資。

表7 不同轉(zhuǎn)角塔型對比表Tab.7 Contrast table of different angle towers

4 結(jié)論

(1)借鑒“皖電東送”1000kV線路分體式雙回路轉(zhuǎn)角塔的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，規(guī)劃設(shè)計(jì)了分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔，該塔采用分塔掛線并利用懸垂串代替耐張串，在轉(zhuǎn)角度數(shù)較大時(shí)，鐵塔前后兩側(cè)導(dǎo)線張力沿轉(zhuǎn)角內(nèi)角方向的合力可將導(dǎo)線絕緣子串拉到足夠的偏角，使其滿足電氣間隙的要求。

(2)從塔頭間隙規(guī)劃、脫冰跳躍和舞動(dòng)對層間距離的影響、電磁環(huán)境影響、轉(zhuǎn)角度數(shù)對回間距離的影響、絕緣子串和金具設(shè)計(jì)、防雷設(shè)計(jì)、走廊寬度和線路占地計(jì)算等方面對分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔進(jìn)行了設(shè)計(jì)規(guī)劃和校驗(yàn)，滿足了設(shè)計(jì)要求。

(3)與傳統(tǒng)鼓型耐張轉(zhuǎn)角塔相比，分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔在塔重、抗扭性能、基礎(chǔ)選型、主材選擇、施工作業(yè)方面都具有無可比擬的優(yōu)勢，且分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔使用懸垂串代替耐張串，取消了跳線串，減少了絕緣子數(shù)量，簡化了塔頭間隙設(shè)計(jì)，便于施工和運(yùn)行維護(hù)。

考慮到分體式懸垂轉(zhuǎn)角塔是一種新塔型，不能完全取代耐張轉(zhuǎn)角的功能且缺少施工運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，推薦懸垂轉(zhuǎn)角塔與耐張轉(zhuǎn)角塔交叉使用，以達(dá)到延長耐張段長度，節(jié)約工程造價(jià)的目的，并為未來推廣應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。

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