高压输电杆塔塔身挂线点研究及其工程应用*

张文杰，薛 滨，潘少良

（国网浙江省电力公司湖州供电公司，浙江 湖州 313000）

1 问题提出

从理论上说，输电线路路径为一条直线，其工程造价最为节省.但实际工程中几乎没有两个变电所之间使用一条直线路径建设的输电线路，输电线路上往往存在大量转角，转角的存在往往是为了避开不可跨越的障碍物等.把转角塔下横担导线挂点移动到杆塔塔身上，这样做对于单回路转角塔可以减少转角塔附近的路径宽度，对于多回路转角塔可以增加导线对被交跨物的电气安全距离.同时，对于变电所门口的进线终端塔来说，由于杆塔已经立好，需要变更进线间隔，有时电气距离不满足安全要求，采用塔身挂线点可以解决此类问题.

2 高压输电杆塔塔身挂线点理论分析

2.1 杆塔电气分析

转角塔塔头尺寸取决于下列因素：导线与塔身的电气距离、跳线电气距离、转角角度及导线间距等，如图1所示.

2.1.1 导线与塔身的电气距离

导线耐张挂点由横担头挂点1移动到塔身挂点2，杆塔本身的转角度数不变，带电部分与塔身的距离比挂点1距离塔身的距离更大，故满足导线对塔身的电气距离.

2.1.2 跳线电气距离

根据杆塔带电部分与杆塔构件距离要求及考虑人的活动范围，挂线点1与塔身间距离为2 968 mm，大于1 500 mm电气安全距离要求，挂点1作为跳线挂点满足电气安全距离要求.

2.1.3 转角角度及导线间距

根据GB50545－2010《110kV～750 k V架空输电线路设计规范》8.0.1.3导线三角排列的等效水平线间距离［1］：

式中：DX为导线三角排列的等效水平线间距离，m；DP为导线间水平投影距离，m；DZ为导线间垂直投影距离，m.

图1 10JG3-7734干字型转角塔塔头单线图

再根据GB50545－2010《110kV～750 k V架空输电线路设计规范》8.0.1导线的线间距离应结合运行经验确定，并符合下列规定：1对1 000 m以下档距，水平线间距离应按下式计算：

式中：Ki悬垂绝缘子串，符合8.0.1－1规定的数值；D为导线水平线间距离，m；LK悬垂绝缘子串长度，m；U为系统标称电压，k V；fC为导线最大弧垂，m.反推出fC导线最大弧垂

fC＝63.36 m.

此弧垂对应的档距大于原先杆塔给定的允许档距，故电气距离满足规范要求.

2.2 杆塔结构受力分析

图2 干字型转角塔头单线作用-示意图

2.2.1 主材强度分析

如图2所示，导线耐张挂点由横担头挂点1移动到塔身挂点2，导线及绝缘子串通过挂点对塔身作用力大小方向不变，力的作用点由挂点1移动到挂点2，风荷载W产生的弯矩减小，重量G产生的弯矩减小，导线张力P产生的弯矩减小，所以杆塔主材所承受的上拔和下压力减小，杆塔主材强度是安全的.

2.2.2 局部集中荷载满应力计算

由于导线及绝缘子串产生的荷载通过挂点2传递给塔身，在挂点2产生的局部作用力大于挂点1对塔身产生的局部作用力.挂点2所在的横隔面结构形式与挂点1横担所在的横隔面结构相似，主材及斜材尺寸不小于挂点1所在的横隔面主材及斜材的尺寸.经过对杆塔结构满应力计算，导线耐张挂点由横担头挂点1移动到塔身挂点2，杆塔结构是安全的.

此外，单回路角钢塔采用塔身挂点方式挂线在转角塔附近最多可以节约40%的路径宽度，对于路径宽度受限的地区有一定的应用前景.

3 工程实际应用

3.1 工程概况

湖州地区220 k V莫梁变110kV出线门架北侧已立110kV莫干线单回路终端与110kV莫林线双回路终端塔，两塔的下横担高度相等，距离变电所门架均约62 m，导线最大弧垂2.2 m.根据GB50545－2010《110kV～750 k V架空输电线路设计规范》8.01及8.02计算出导线水平间距为：

目前，两回线路进莫梁变，双回路塔与单回路塔相临横担侧线路不进变电所，则相临两相导线水平距离9.1 m，大于2.5 m的安全临界点，两回进线满足电气安全距离要求.

3.2 工程遇到问题

莫林线双回路及莫干线共三回进莫梁变，即双回路塔与单回路塔相临横担侧线路进变电所相临门架，莫干线单回路终端塔横担与莫林线双回路终端塔横担之间距离实际测量为1.7 m，即此档导线线间最近距离约1.7 m，小于2.5 m的安全临界点，则不满足电气安全距离要求.

3.3 解决方案

3.3.1 常规解决方案

在莫干线终端塔西侧重新再立一基单回路终端塔或在莫林线东侧重新立一基双回路终端塔，需要占用土地立塔、增加数十万元的工程投资、增加停电时间.但是经过现场踏勘，已经没有可以立塔的位置.

3.3.2 应用多回路杆塔塔身挂点方案线路进变电所

将导线耐张串挂在塔身上，增加导线间距离，以满足线间电气距离要求.导线耐张挂点由横担头挂点1移到塔身挂点2，如图3所示.

图3 110DSn-7738伞型终端塔下横担局部单-图

（1）导线与塔身的电气距离：导线耐张挂点由横担头挂点1移动到塔身挂点2，杆塔本身的转角度数不变，带电部分与塔身的距离比挂点1距离塔身的距离更大，故满足导线对塔身的电气距离.

（2）跳线电气距离：根据杆塔带电部分与杆塔构建最小间隙要求及考虑人的活动范围，挂线点1与塔身间距离为3 394 mm，大于1 500 mm电气安全距离要求，挂点1作为跳线挂点满足电气安全距离要求.

（3）转角角度及导线间距：根据GB50545－2010《110kV～750 k V架空输电线路设计规范》8.0.1.3算得导线三角排列的等效水平线间距离.

大于2.5 m的最低线间距离的要求，故满足电气安全距离.

（4）杆塔结构受力分析：由于此塔为终端塔，从塔的使用条件及设计条件分析可知，在进线档，导线松弛架设情况下，杆塔所受的张力远远小于导线正常架线张力，导线架线张力仅约300多公斤力.经过对塔身挂点2的满应力杆塔计算知道，将导线耐张挂点由横担头挂点1移动到塔身挂点2，结构上是安全的.

（5）工程实施前后照片（见图4）.

图4 工程实施前后照片

4 结语

高压输电杆塔塔身挂线点经过对其进行杆塔结构及电气理论分析证明是存在的，工程上应用是可行的，取得了明显的经济效益（减少工程投资）和社会效益（减少停电时间）.

［1］GB50545－2010.110kV～750 k V架空输电线路设计规范［S］.

［2］鞍山铁塔开发研制中心.铁塔通用设计型录 ［S］.2000.