摘要：本文针对某直流输电线路需极导线、地线和金属回流线同塔布置的特点，采用有限元方法对极导线挂横担、极导线挂塔身跳线地线不共横担和极导线挂塔身跳线地线共横担三种导地线布置形式进行分析比较。结果表明，极导线挂塔身的布置形式铁塔重量具有明显的经济优势。而两种导线挂塔身的布置形式中，跳线地线不共横担布置形式结构形式更为清晰，共横担形式则更为经济。
关键词：输电线路；单极终端塔；有限元；导地线布置
1 引言
单极终端塔作为直流输电线路中换流站与架空线路的联系纽带，其设计关系到如何在换流站这块狭小的场地上通过规划塔位和塔型，合理减少交叉跨越，科学规划出线。本文针对某直流输电线路，从节省走廊、降低造价角度出发，根据极导线、地线和金属回流线需同塔布置的特点，结合以往工程经验，采用有限元方法对极导线挂横担、极导线挂塔身跳线地线不共横担和极导线挂塔身跳线地线共横担三种导地线布置形式进行分析比较。
2 单极终端塔导地线布置方式
根据以往工程经验，单极终端塔通常采用“F”型布置，极导线横担、金属回流线横担和地线支架布置在塔身的一侧，是一种典型的不对称偏心受力结构，其受力状态比常规对称结构差，塔身会承受较大弯矩和扭矩，需要适当增加塔身口宽和加大塔身坡度，以增加其抵抗弯矩、扭矩和变形的能力。如何减少偏心力，对优化单极塔重量有着极为重要的意义。金属回流线和极导线在“F”塔上共塔布置时，由于考虑金属回流线的防雷保护角要求，当金属回流线和极导线分两侧布置时，地线往往难以实现对金属回流线的保护，为此需额外增加一个较长的地线支架，造成塔重和地线重量的增加，因此地线、金属回流线与极导线采用塔身同侧布置的方式。基于以上特点采用提出三种挂线方式，具体如下：1）极导线挂横担，跳线采用V串，如图1（a）所示；2）极导线挂塔身，跳线地线不共横担，如图1（b）所示；3）极导线挂塔身，跳线地线共横担，如图1（c）所示。
计算结果表明，布置形式一主材规格和铁塔重量明显大于形式二和形式三，这是由于极导线张力通过横担传递至塔身和塔脚，极导线横担承受较大张力外，由于偏心力作用，塔身还需承受较大的弯矩和扭矩，因此塔重整体偏大；形式二和形式三主材规格和铁塔重量较为接近，通过将极导线挂点移至塔身，明显改善了铁塔的偏心受力，消除了由于极导线偏心所产生的扭矩，塔重降低约30.4%。由此可见，布置形式一不合理，推荐采用形式二和形式三。由于挂线方式改变后，横担仅需承受自身重力和跳线重量，虽然布置形式二铁塔结构形式更为清晰，但是形式三有效地利用了地线支架与极导线和回流线的高度要求和偏距要求，采用地线与跳线共横担布置，铁塔经济指标最优。
5 结束语
本文针对某直流输电线路需极导线、地线和金属回流线同塔布置的特点，采用有限元方法对三种布置形式进行分析比较。结果表明，极导线挂塔身可有效地减少铁塔的偏心受力，消除偏心所产生的扭矩，铁塔重量明显降低。同时由于挂线方式改变后，横担仅需承受自身重力和跳线重量，采用极导线跳线与地线共横担布置，铁塔经济指标最优。
论文作者:罗伟,黑文豪,欧敏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：地线论文; 导线论文; 跳线论文; 形式论文; 铁塔论文; 偏心论文; 金属论文; 《电力设备》2017年第30期论文;