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导线张力对输电杆塔安全性和经济性的影响研究

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【论文推荐】导线张力对输电杆塔安全性和经济性的影响研究

导线张力对输电杆塔安全性和经济性的影响研究

种芝艺1,李燕雷1,程述一1,鄢秀庆2,梁明2,鲁俊3,张林枫3 

1. 国家电网有限公司;

2. 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司;

3. 国网经济技术研究院有限公司

原文发表在《全球能源互联网》2023年第1期“新型电力系统技术工程应用与实践”专题上,欢迎点击品读。本文受国家电网公司科技项目(SGTYHT/19-JS-215)资助。

文章导读

针对使用广泛的500 kV架空输电线路,分别研究了在轻、中、重冰区,由断线及不均匀覆冰引起的导线张力对输电杆塔安全性和经济性的影响。研究表明:导线张力增加0~20%,若保持杆塔杆件规格不变,悬垂塔的超限杆件比例为0~51%,耐张塔的超限杆件比例为0~4%;若增大杆塔杆件规格以保证安全,悬垂塔的塔重增加0~28%,耐张塔的塔重增加0~5%;覆冰越厚,由断线引起的导线张力对杆塔影响越小,由不均匀覆冰引起的导线张力对杆塔影响越大;导线张力主要影响悬垂塔横担上、下平面交叉材、塔身主斜材等杆塔杆件。因此,对重要输电线路和输电线路重要区段,推荐重点加强悬垂塔的防串倒及抗冰能力。研究结论对工程实践具有一定的指导意义。

文章亮点

基于10 mm、15 mm、20 mm冰区典型铁塔,研究了断线及不均匀覆冰张力在超越规范值10%~20%时杆塔的超限杆件数量的变化情况及维持安全性时塔重的变化情况,分析了不同冰区影响悬垂塔、耐张塔安全性、经济性的敏感性因素。

重点内容

01

导线张力主要影响悬垂塔横担上、下平面交叉材、塔身主斜材等杆塔杆。

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⬆ 图1  10 mm冰区杆塔不同断线张力时杆件应力分布图

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⬆ 图2  15 mm冰区杆塔不同断线张力时杆件应力分布图

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⬆ 图3  20 mm冰区杆塔不同断线张力时杆件应力分布图

02

导线断线张力增加0~20%时,若保持杆塔杆件规格不变,悬垂塔的超限杆件比例为0~15%,耐张塔的超限杆件比例为0~2%;若增大杆塔杆件规格以保证安全,悬垂塔的塔重增加0~8%,耐张塔的塔重增加0~1%。导线不均匀冰张力增加0~20%时,若保持杆塔杆件规格不变,悬垂塔的超限杆件比例为0~51%,耐张塔的超限杆件比例为0~4%;若增大杆塔杆件规格以保证安全,悬垂塔的塔重增加0~28%,耐张塔的塔重增加0~2%。

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⬆ 图4 各冰区不同导线断线张力的超限杆件比例增长图

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⬆ 图5 各冰区不同导线不均匀冰张力的超限杆件比例增长图

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⬆ 图6 各冰区不同导线断线张力的塔重增长比例图

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⬆ 图7 各冰区不同导线不均匀冰张力的塔重增长比例图

03

导线张力对悬垂塔安全性和经济性的影响都较大,对耐张塔安全性和经济性的影响都较小,因此对于重要输电线路和输电线路重要区段,推荐重点加强悬垂塔的防串倒及抗冰能力,如有必要,可在设计计算杆塔时适当增大规范规定的导线张力取值。

04

轻冰区悬垂塔对断线张力更加敏感,中、重冰区悬垂塔对不均匀冰张力更加敏感,故针对不同冰区铁塔,在经济性要求较高时,可因地制宜地增强其防串倒及抗冰能力。

本文引文信息

种芝艺,李燕雷,程述一,等:导线张力对输电杆塔安全性和经济性的影响研究[J]. 全球能源互联网,2023,6(1):26-32.

CHONG Zhiyi, LI Yanlei, CHENG Shuyi, et al. Study on the influence of wire tension on the safety and economy of transmission tower[J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2023, 6(1): 26-32(in Chinese).

作者简介

种芝艺

硕士,教授级高级工程师

研究方向为交直流特高压输变电工程建设管理及技术应用。

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李燕雷

硕士,高级工程师

研究方向为交直流特高压输电工程建设管理及技术应用。

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程述一

博士,高级工程师

研究方向为交直流特高压输电工程建设管理及技术应用。

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鄢秀庆

硕士

研究方向为输电线路杆塔、基础及数字化设计。通信作者

E-mail:

64732264@qq.com

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梁明

硕士,教授级高级工程师

研究方向为输电线路工程管理与技术应用。

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鲁俊

硕士

研究方向为输电线路设计与咨询。

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张林枫

硕士

研究方向为超特高压输电线路设计和电磁环境及绝缘配合。

编辑:李锡

审核:周舟

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