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摘要：220kV双回输电线路为了满足大量基建项目建设的需要需要升级改造，本文通过分析220kV双回输电线路改造过程中的线路过渡问题，并对渡方案直线杆塔增加小转角进行探讨。
关键词：输电线路改造；过渡方案；直线杆塔增加小转角；探讨
220kV双回输电线路在大量的如高铁项目，公路建设项目等大型的基建项目中必须改进升级，输电线路改造一般具有任务重、时间紧的特点，再加上电力系统运行方式使得大部分双回并架线路不能同停。在进行双回线路改时主要采用单停过渡方案，而承力式杆塔进行转角则是过度方案重最常见的过度方案。线路改造项目完毕后要及时拆除过度线路。在对双回线路改造工程过程中未周详的考虑先关细节会造成浪费大量人力、物力的情况，会使民事中青苗补偿工作难度增加，影响工程的进度，从而增加工程项目的成本，甚至线路安全运行都会受到影响。本文通过分析双回输电线路改造过程中常遇到的线路过渡问题采取有效措施来保障输电线路的安全，进而增强电力企业的经济效益。
通常情况下，小转角的直线式杆塔不需要专门设计220kV送电线路。从经济角度考虑，原线路直线式杆塔兼作转角塔使用( 下称兼角塔) 在导线截面积增大的情况下是最佳选择。直线杆塔转角后会使角度荷重增加。从而使绝缘子串有一偏角会限制直线杆塔水平档距及能承受的风偏摇摆角。避雷线或每相导线产生的角度荷重F 的公式为：
导线(避雷线)截面用A表示，其单位为mmz;导线(避雷线)应力用σ表示，其单位为N/mmz; 线路转角度用θ表示。
1 角度荷重对水平档距的影响
直线杆塔设计水平档距所决定其在不同气象条件所能承受的横向风荷重。导线和避雷线张力产生的角度荷重在直线杆塔转角后会增大杆塔横向荷重，其角度与幅度成正比关系。减少杆塔使用的水平档距能够确保杆塔增加角度荷重后在其原设计范围内，从而实现杆塔所承受的风荷重减小。计算减少角度荷重相当量的水平档距Lh的公式为：
注：式中角度荷重相当量的水平档距用Lh表示，其单位为m;导线截面用A表示;导线比载用g表示;为在某气象条件下每转一度角需要减少的水平档距用K表示，其单位为m。
2 转角度数与允许水平档距的关系
转角后的允许水平档距( 限制使用的水平档距)与原线路水平档距为Lh之间的函数关系为：
若原线路水平档距为380m时，直线塔用作转角时的允许水平档距为:
当θ=1°时,380-46=334m;当θ=2°时,380-46×288m。
3 转角度对风偏摇摆角的影响
导线张力在直线杆塔转角后形成了角度荷重，悬垂绝缘子串的方向和合力方向一致，从而减小电气距离；若合力方向与风向保持一致时，会增大悬垂绝缘子串的风偏摇摆角。水平力为F因摇摆角的变化而变化，摇摆角公式为：
注：式中气象条件下绝缘子串风荷重用Gh表示，气象条件下绝缘子串自重(kg)用Gv表示;气象条件下导线风荷重用g4表示，气象条件下导线自重比载(N/m.mm 2 )用g1表示; 水平档距用Lh表示，垂直档距用Lv表示，其单位均为m。
大气过电压、操作过电压和最大风是摇摆角的三种情况。角度荷重中考虑这三个因素会改变控制情况，三种情况的计算情况汇出曲线图，找到控制范围找和角度变化的关系。一般情况下直线杆塔风偏摆角曲线有已经计算好的，实际计算时将原水平档距数值中按要求的角度减去相应的[Lh]数值便行。
风偏摇摆角会收到邻塔悬垂绝缘子串的偏角的影响。若杆塔的垂直档距小而转角度数大，要计算、检查邻塔作相同使用的临界范围。通常邻塔塔型或塔高不会因档距较大而改变。若存在影响，将兼角塔向其转角外侧的距离移动一定的偏角度数。消除两侧邻塔悬垂绝缘子串的角度荷重。在实际操作中小于5°的线路转角能够利用直线杆塔兼作小转角来解决，且2°左右最为适宜。
4 无风时悬垂绝缘子串的偏角
4.1无风时的水平分力
真实的水平分力可从上述公式得出:
4.2绝缘子串的偏角
由于角度荷重的影响, 兼角塔悬垂缘子串受角度荷重的影响会形成偏角，其偏角值公式为：
导线线夹垂直位置向转角内侧位移是因悬垂绝缘子串偏角所导致的，当偏角θ=20°时，线夹位移1m。相邻档距长度较小是因为转角限制了杆塔的水平档距。给相邻直线杆塔的角度荷重带来微小的影响。从而相邻塔悬垂绝缘子串会产生相应的偏斜。这种偏斜会依次传向第二邻塔，依次减小角度荷重及绝缘子串偏斜度，最终消除。同样设偏角θ=20°时，至邻塔档距等于300m，则邻塔转角等于0.2°，当邻塔的垂直档距为300m，在零下四十摄氏度且无风的环境下邻塔绝缘子串约为1.4°；设至邻塔档距和垂直档距均为200m时，邻塔转角为0.3°，邻塔悬垂绝缘子串偏角约为3°。
5 经济比较
直线杆塔兼作小转角比承力式转角杆塔具有缩短工期、减少占地、节省材料的优势，对比某线路两种塔型的材料用量及费用。SZ1(24)型塔为直线塔塔型，SJ1(18)型塔为转角塔塔型，SZ1(24)单位造价9.4万元比SJ1(18)单位造价20.3万元少10.9万元。
注：经验值价格计算根据造价及价差来实现。对比两组塔型的造价，SZ1(24)型塔的用钢量是SJ1(18)型塔的3倍，水泥用量的4倍，绝缘子用量的7倍，将运费、金具、过渡线路段拆除等费用排除在外，每基塔SJ1(18)型塔比SZ1(24)型塔至少节约成本10.9万元。因此，承力式转角杆塔被直线杆塔增加小转角替代可以节省工程成本，增加企业经济效益，对于工程实践具有重要的意义。
6小结
总之，对铁塔的最大设计负荷应小于直线塔兼角条件的负荷进行计算控制，在直线塔的基础设计不超过铁塔的最大设计负荷设计时，过渡方案中在直线塔兼小于5°时其方案是可行。就能够保证铁塔和基础的安全。水平档距的裕度在理论基础上换算成风压，比较风压与线路产生小转角后的角度合力。因此，直线塔兼角的使用应以掌握所改造运行线路的具体情况、偶然荷载发生的可能性、过渡期间气象条件等资料为前提，对裕度进行充分考虑，对过渡方案的可行性,进行综合评定，使过渡期尽量缩短。
参考文献
[1]架空输电线路设计技术规范.
[2]高压架空送电线路机械计算.
论文作者:万杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/3
标签：杆塔论文; 荷重论文; 转角论文; 绝缘子论文; 线路论文; 偏角论文; 直线论文; 《基层建设》2018年第33期论文;