输电线路杆塔的类型及功能介绍

杆塔(Supporting Structure of Transmission Line;Pole&Tower)是支承架空输电线路导线和架空地线并使它们之间以及与大地之间保持一定距离的杆形或塔形构筑物。世界各国线路杆塔多采用钢结构、木结构和钢筋混凝土结构。通常对木质和钢筋混凝土的杆形结构称为杆,塔形的钢结构和钢筋混凝土烟囱形结构称为塔。不带拉线的杆塔称为自立式杆塔,带拉线的杆塔称为拉线杆塔。输电线路常见的杆塔类型如图2-1所示,主要有猫头型塔、酒杯型塔、拉线门型杆、拉线门型塔、拉线V型塔、干字型塔、拉线单杆和桶型塔等。

输电线路杆塔有两种分类方法:①按其不同的用途和功能划分为不同的类别;②按其不同的外观形状划分为不同的型式。

(一)根据输电线路杆塔用途和功能划分

输电线路杆塔根据用途和功能划分可以分为直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔六种,简述如下。

1.直线杆塔

直线杆塔是支承导线、架空地线的重力以及作用于它们上面的风力,而在施工和正常运行时不承受线条张力的杆塔,直线杆塔如图2-2所示。其功能为:仅在线路中起悬挂导、地线的作用。其主要特点是:导线、地线在直线杆塔处不开断,正常运行时不承受线条张力。

图2-1　常见杆塔示意图

图2-2　直线杆塔实物图

图2-3　耐张杆塔实物图

2.耐张杆塔

耐张杆塔是除支承导线和架空地线的重力和风力外,还承受这些线条张力的杆塔,耐张塔两侧导线需要用跳线连接,如图2-3所示。其功能为:控制线路连续档长度,便于线路施工和维护,控制杆塔沿线路纵向可能发生串倒的可能。主要特点是:导线、地线在耐张杆塔处开断,杆塔承受线条张力。

3.转角杆塔

转角杆塔是支承导线和架空地线的张力,使线路改变走向形成转角的杆塔,如图2-4所示。其功能为:支持导、地线张力,改变线路走向。主要特点是:导线、地线开断为耐张转角杆塔,不开断为悬垂转角杆塔。

图2-4　转角杆塔实物图

图2-5　终端杆塔实物图

4.终端杆塔

终端杆塔是线路起始或终止的杆塔,终端杆塔定位于变电厂或变电所的配电装置门型构架前,如图2-5所示。其功能为:线路起始或终止处的杆塔。主要特点是:线路一侧导线、地线耐张连接在终端杆塔上,另一侧不架线或以小张力与门型号构架相连。

5.换位杆塔

换位杆塔是用来改变线路中三相导线排列位置的杆塔,如图2-6所示。其功能为:改变线路中三相导线的相互位置,减小电力系统正常运行时电流和电压的不对称。主要特点是:导线不开断称为直线换位杆,导线开断称为耐张或转角换位杆。

图2-6　换位杆塔

l—线路长度;m—档距

图2-7　跨越杆塔实物图(www.xing528.com)

6.跨越杆塔

跨越杆塔是用来支承导线和架空地线,跨越江河、湖泊及海峡等的杆塔,如图2-7所示。导线及架空地线不直接张拉于杆塔上时称为直线跨越杆塔,直接张拉于杆塔上时称为耐张或转角跨越杆塔。跨越杆塔一般都比较高。为减小杆塔承载,节省材料及降低工程造价,一般多采用直线跨越杆塔。其功能为:支承导、地线跨越江河、湖泊、海峡等。主要特点是:杆塔高,载荷大。多采用直线跨越杆塔。例如,500kV江阴长江大跨越工程跨越塔全高346.5m,跨越档距2303m,横担总长77m,铁塔底部根开达68m,结构轻巧,外形美观。

(二)根据外观形状划分

输电线路杆塔根据形状划分可分为拉线塔和自立塔两种基本型式。常用的拉线塔有拉线V型塔、拉线门型塔、拉线猫头型塔和悬索塔(单基质量指标最低的塔型)等。自立塔分为单回路自立塔和双回路自立塔。常见的单回路自立塔有酒杯型、猫头型、干字型和门型等。双回路自立塔多采用垂直排列的三层横担或四层横担的鼓型塔、伞型塔和倒伞型塔。

1.拉线塔

拉线塔是门型杆塔的特例,常用于500kV的输电线路,在220kV输电线路中也有少量使用,它具有施工方便,耗钢量低于其他拉线门型塔等优点;但它占地较大,在河网及大面积机耕地区使用受到一定限制。这种塔型在国外还使用于人烟稀少的地域,便于利用直升机吊运和安装。其主要优点是:单基质量只有自立塔的70%左右,降低了线路本体造价,受力清晰,结构合理。缺点是:要求地势比较平坦,占地面积大。拉线塔如图2-8所示。

2.酒杯型塔

塔上架设两根架空地线,三相导线水平方式布置、塔的整体轮廓像酒杯的铁塔称为酒杯型塔,如图2-9所示。它通常是220kV及以上电压等级输电线路的常用塔型,有良好的施工运行经验,特别适用于重冰区或多雷区。

3.猫头型塔

塔上架设两根架空地线,导线呈等腰三角形布置,塔型呈猫头状的杆塔称为猫头型塔,如图2-10所示。它也是220kV及以上电压等级输电线路常用的塔型,有良好的施工运行经验,节省线路走廊,其经济指标较酒杯型塔稍差。

猫头型塔与酒杯型塔的比较:①猫头型塔中相线抬高,塔高和塔重增加;②猫头型塔水平线间距比酒杯型塔小,所占线路走廊较窄,线路宽度较小;③猫头型塔线路走廊上场强均匀,地面电场强度也较酒杯型塔小。

图2-8　拉线塔

图2-9　500kV酒杯型塔实物图

图2-10　猫头型塔实物图

4.干字型塔

塔上架设两根架空地线,导线基本上呈等腰三角形布置,其形状如“干”字的杆塔称为干字型塔,如图2-11所示。这种塔型受力清晰直接,有较好的经济指标,是我国220kV及以上电压等级输电线路的常规型塔,主要用作耐张或转角高压输电线塔。

图2-11　干字型塔实物图

图2-12　门型塔实物图

5.门型塔

用两个柱体来支持导线及架空地线的杆塔为门型塔,常用于双架空地线及导线呈水平排列的情况,如图2-12所示。门型塔一般用于220kV及以上电压等级的输电线路,可采用打拉线来提高杆塔的稳定性,柱体有时还带一定坡度。这种杆塔适用性比较大,带拉线时具有更好的经济指标。

6.鼓型塔与伞型塔

鼓型塔由于导线呈鼓形布置而得其名,这种塔型适用于覆冰地区,稍伸长的中横担使上下层导线达到适当叉开的目的,避免导线脱冰跳跃时发生闪络事故,它是双回路铁塔中常见的塔型。

伞型塔由于导线呈伞形布置而得其名,这种塔型结构受力比较合理,具有较好的经济指标,它也是双回路铁塔中常见的塔型。

鼓型塔与伞型塔如图2-13所示。