淺析10kV耐張桿塔中心樁位移的設計與計算

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構進行設計，為確保在掛線以后導線對桿塔的電氣安全的距離，要考慮多種因素包括橫擔寬度、長短橫擔、中相導線掛線點偏移等。中心樁位移的設計與計算就是為了降低這些因素對線路安全運行的危害。

橫擔寬度；長短橫擔；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線偏移造成的橫向張力,這就促使直線塔承擔了多余的橫向力,所以就帶來了桿塔的設計危害,為安全運行埋下了隱患。

通常在耐張桿塔設計時，為了確保掛線之后安裝導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，橫擔寬度、長短橫擔、中相導線掛線點偏移。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。所以在線路大致設計時候，就需要多次進行檢驗，來思考所采用的設計是否合情合理，還有其中的各項技術要求是否達到，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中相導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其他角度的角度負載，所以在實際施工時候，應仔細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.中相導線位于兩邊相導線中點

對于不同耐張桿塔，中相導線所處的位置有所不同。有些耐張桿塔中相導線就位于兩邊相導線中點，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構中心。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)角側打出O點，把O點作為其中的基準點位置，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表示橫擔上絕緣子掛點寬度產(chǎn)生的位移，單位是mm；S2表示橫擔上絕緣子掛點與桿塔結構中心之間的距離，單位是mm，是預留值；b表示橫擔上導線兩側掛點中間的寬度，單位是mm；θ表示線路轉(zhuǎn)角的角度；L1表示線路外角側導線掛點到桿塔結構中心距離，單位是mm；L2表示線路內(nèi)角側導線掛點到桿塔結構中心距離，單位是mm。

實例計算：設轉(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.中相導線偏離兩邊相導線中點

■2.1 橫擔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的沿上，由于橫擔自身寬度的原因，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，就應將中心樁在角分線上向轉(zhuǎn)角一側位移一定的距離S。比如3560JJ3(7731)型的鐵塔，上導線掛點間距是b1=1322.2mm，下導線掛點間距是b2=700mm，線路轉(zhuǎn)角60°，橫擔寬度事實上受到兩方面的影響。因為下導線橫擔寬度導致的中心樁位移為S下=b2/2×tg(θ/2)=202mm.由上導線橫擔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的影響，把桿塔中心樁朝內(nèi)角側位移382mm，就可以減少由橫擔寬度對中相及兩邊相產(chǎn)生的影響，把中心樁恢復到線路中心線上。

■2.2 長短橫擔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導線對塔身電氣安全問題影響，那么設計單位應該思考外角側橫擔比內(nèi)角側橫擔長。這樣進行設計，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?，F(xiàn)以110JJ4（7731）作為示范[2]：

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

■2.3 中相導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：上導線掛點間距b=1459.2mm，長橫擔L1=4100mm，短橫擔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位移又往內(nèi)角側位移的狀況。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.結語

現(xiàn)如今很多桿塔設計單位，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果也存在差異。目前這些問題已經(jīng)引起線路設計單位注意，要根據(jù)實際情況具體進行討論，不能沿襲原有的模式。耐張桿塔設計中心樁的位移設計和計算是一項繁瑣重要的工作，需要運維人員認真對待。本文給出的計算方法只是一個簡單的思路，請相關專業(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.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).