復合材料耐張塔研究

武洋

摘 要：輸電線路耐張塔在運行過程中，受到導線不平衡張力、風荷載、覆冰等作用，使得鐵塔受力較大且傳入基礎導致基礎工程量增大，為了有效降低工程造價，復合材料耐張塔可以大幅改善工程受力情況，滿足工程安全需要，故本文從適應性和經濟性對復合材料耐張塔進行分析研究。復合材料耐張塔不但有效發揮了一般干子型耐張塔的優點，滿足電氣安全間隙和電磁安全要求，對經濟和社會效益都有重要意義。

關鍵詞：復合材料；耐張塔；可靠性；電磁環境

1 復合材料耐張塔應用研究概述

輸電線路的耐張塔承擔著轉角、定線、承受導地線張力、防串倒、隔離事故、調整塔高等重要功能，與工程安全、可靠性關系重大[1]。復合材料耐張塔通過去除懸掛導線的橫擔、縮小導線之間距離、導線和地線之間的距離來節約工程本體投資，其中取消橫擔使用支柱絕緣子進行代替，支柱絕緣子可以減小力與塔身間距從而減小產生的彎矩，做到進一步節省材料。由于復合材料耐張塔采用支柱性絕緣子，導線布置方式采用水平布置，使得塔頭布置更加簡潔明了，有利于后期運行和檢修，電網運行的后期效益顯著。

2塔頭間隙規劃

2.1 常規耐張塔塔頭間隙

干字型耐張塔是220kV單回路常用的耐張塔型式，在多年的工程實踐中已積累了一套行之有效的塔頭規劃方案，這里不在贅述。一般設計的耐張塔如圖2-1所示

2.2 復合材料耐張塔塔頭間隙

（1）對于復合材料耐張塔，耐張塔轉角向內還是外側使用支柱絕緣子支撐轉向均滿足電氣安全間隙要求，如圖2-2所示。為了在復合材料耐張塔末端可以順利跳過，可以復合材料絕緣子尺寸為2.5m。

（2）本工程復合材料耐張塔的跳線支柱性合成絕緣子絕緣長度定做為2.5米長，如圖2-2所示，在設計的條件下均滿足電氣間隙和電磁環境要求。

3 脫冰跳躍和舞動對層間距離的影響

在理想狀態下，上下導線之間豎直距離越小，則輸電塔的質量越小，工程造價也就越低，但是導線之間的豎直距離超過指定值時，導線之間發生脫冰跳躍和舞動現象會導致導線之間相間閃絡。

4 復合材料耐張塔的絕緣子串型式

金具和絕緣子組合形成的絕緣子串在送電線路中起著連接鐵塔和導線的重要作用[2]。

4.1 復合材料耐張塔耐張絕緣子串

常規耐張塔絕緣子串設計經驗豐富，所以本次復合材料絕緣子串采用傳統的串型，選用2×120kN 耐張串，如下圖所示。

4.2 復合材料耐張塔跳線絕緣子串

（1）跳線串的設計時應主要考慮跳線掛點處場強畸變、電暈、跳線彎曲半徑、經濟性和運行檢修等因素。根據跳線連接方式，跳線串掛點位置，可以考慮使用單懸垂串、雙懸垂串、 “V”型串等.

（2）使用的復合材料耐張塔無橫擔，普通的懸垂跳線串已不能使用，故考慮橫向掛置塔身的方式，橫向掛置塔身時，應滿足前文所述的塔頭間隙規劃，故本次為保證跳線串末端帶電體對鐵塔的安全距離，要求廠家將跳線支柱型合成絕緣子絕緣長度定做為2.5米長。跳線支柱性合成絕緣子串如圖4-3所示。

5 計算模型

復合材料耐張塔的立體圖見圖5-1，由于耐張塔附近電磁環境受桿塔的影響較大，所用的復合材料耐張塔導地線布置見圖6-1。

5.1 鐵塔占地對比

計算復合材料耐張塔，兩塔塔腳間距9.96m，根開10.26m，主柱1m，外延2m，則聯合占地面積為（9.96+1+2）×（9.96×2+7.74+1+2）= 167.96m2。

將干字型耐張塔和復合材料耐張塔計算列入下表5-1。

以上數據可以得知，復合材料耐張塔更加節約土地，減少走廊面積。

7 結論與建議

（1）復合材料耐張塔由于取消橫擔使用支柱絕緣子，降低了導線至塔身距離，減小了彎矩，從而節省工程造價；

（2）復合材料耐張塔通過對塔頭的進一步優化，優化塔頭布置，滿足電氣間隙，降低本體投資，節省走廊面積，經濟和社會效益顯著；

（3）通過實例驗算得到復合材料耐張塔節約土地，減少走廊，復合國家電網兩型三新的要求。

參考文獻：

[1]周文池， 姜自理. 輕冰區貓頭型跳線上繞式耐張塔應用研究[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2016（11）.

[2] 周文池， 姜自理. 輕冰區貓頭型跳線上繞式耐張塔應用研究[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2016（11）.