钢管杆在城市输电线路中的应用

电力18讯：    
广东电网公司梅州供电局  罗建明  

摘要：通过对钢管杆的设计实践和经济比较，并根据施工和运行反馈的信息，充分论述了钢管杆的安全性、环保性，在城市送电线路中采用钢管杆，不仅节省土地资源，又能美化现代化城市环境，而且能加快施工进度，有效降低工程施工对环境造成的负面影响。

关键词：钢管杆；输电线路

中图分类号：TM75 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2008)06-00010-02

近几年来，由于城市建设高速发展，用电负荷迅速增加，供电网络已不能满足用电负荷发展的需要，势必要新建高压进城线路，对原有的城网线路进行增容改造。传统的铁塔，占地面积大，造型又与现代城市环境不协调。采用高压电缆造价昂贵，采用钢筋混泥土电杆，它的纵向、环向裂纹问题，一直未能很好的解决。采用环形或多边形截面的拔梢型钢管杆，结构简单，受力清楚，加工制造容易，施工方便，运行安全可靠，维护工作量少。

程江变―扶大变110kV送电线路位于广东梅县新县城和城市规划区，全长5.96km，施工难度大，工期要求紧。梅州供电局在该工程的施工图设计中，为了配合城市规划，美化城市环境，根据实际情况，本工程采用单回路垂直排列钢管杆，横担靠在车道侧，沿城市规划花带架设。

1 设计思路

杆塔设计是架空送电线路工程设计中的重要一环，它直接影响着送电线路的安全运行和造价。据统计，杆塔造价约占送电线路工程本体造价的37％。而在送电线路工程中，直线杆塔所占杆塔总数的比重一般达到了80％，对工程的本体造价有着很大的影响，且线路越长，这种影响越明显。因此，根据《架空送电线路钢管杆设计技术》规定，在确保质量、安全适用的前提下，设计上应尽量做到技术先进、经济合理。

影响杆塔经济指标的主要要素有气象条件、使用条件、最大呼称高以及杆塔型式。

2 气象条件的选取

本工程的设计气象条件为广东省典型气象条件，即最大风速为25m/s，设计最大覆冰为15mm，最低气温-10℃，最高气温40℃。

3 钢管杆使用条件的确定

3.1 导线、接地线型号及最大使用应力的确定

根据本工程初步设计审查批复文件，本工程选择的导线为LGJX-240/30钢芯铝绞线（GB1179-83技术标准），设计安全系数k＝5，最大使用应力52.06N/mm2，避雷线一根选用5%铝锌稀土合金镀层钢绞线GJX-50，安全系数k＝8，最大使用应力147N/mm2，另一根选用OPGW复合光纤避雷线。

3.2 使用档距的确定

考虑到本工程为城区线路，地形平坦，因而不同塔位的水平档距、垂直档距分散性不大，因此将钢管杆的设计使用档距确定为：水平档距为180m，垂直档距为200m，代表档距为200m。

4 最大呼称高的确定

本线路沿城市规划花带架设，花带有绿化树木通信线及低压线路的情况，同时为了城市美观，将最大呼称高定得太小，无疑将会制约钢管杆的使用。但是，将最大呼称高定得过高，又会使全塔的材料指标相应增加。经过试算，在不会导致杆塔单基指标明显增大的前提下，将钢管杆的呼称高定为：耐张转角呼称高18m，直线段呼称高19～20m。

此外，从实际使用档距考虑，在城镇地区，在有交叉跨越及地形平坦的情况下，20m的最大呼称高，使用档距能达到200m，因此选择20m作为钢管杆的最大呼称高是合适的。

5 杆型选择及优化设计

5.1 电气尺寸的确定

导线呈垂直排列，这种形式结构简单，迎风面小，是一种成熟的结构形式。

塔头尺寸的确定包括导线和避雷线线间距离、避雷线支架高、导线线间距离、导线对塔体的净距离等。塔头尺寸的确定原则是在满足电气间隙要求，满足导线、避雷线水平位移，上、下层导线的水平、垂直距离，防雷保护角等要求下，结合气象条件、使用条件，尽量减小塔头尺寸，以达到减小走廊，节约钢材的目的。经综合考虑，钢管杆的导线和避雷线线间距离确定为3m，导线线间距离为3.5m，防雷保护角为19.6°。

5.2 杆型选择

钢管杆选择是杆塔设计的核心。一个钢管杆是否安全可靠，结构是否简单合理、经济指标是否先进，外型与环境是否协调、美观，这都决定于钢管杆型的选择。钢管杆采用拔梢型自立式单回路非对称垂直排列，钢管杆由横担、杆身、底板3部分组成。

5.3 横担形式

横担采用变形截面型式，为了节省材料及充分利用电气间隙，从顶部到根部为变形截面，增加了杆型的整体美观性。

横担不宜直接与杆身连接。在荷载的作用下，横担根部的受压部位易产生应力集中，使局部受压，尤其杆身上段，一般管壁较薄，在集中外力作用下容易使局部压曲，如加大壁厚又不经济。因此，横担与杆身的连接处，应进行局部补强，具体办法是在杆身上焊接靴梁支座，使横担传来的外力得以分散，以避免杆体局部压曲。

5.4 杆身主柱

钢管杆主柱受钢模长度、直径的限制，可根据结构受力、变形<