Como deseñar postes para liñas aéreas de 10kV
Este artigo combina exemplos prácticos para afinar a lóxica de selección para postes tubulares de acero de 10kV, discutindo regras xerais claras, procedimentos de deseño e requisitos específicos para o uso no deseño e construción de liñas aéreas de 10kV. As condicións especiais (como vãos longos ou zonas de hielo intenso) requiren verificacións especializadas adicionais baseadas nesta base para garantir un funcionamento seguro e fiable da torre.
Regras Xerais para a Selección de Torres de Liña Aérea de Transmisión
A selección racional de torres de liña aérea debe equilibrar a adaptabilidade ás condicións de deseño, a economía e a redundancia de seguridade, seguindo estas regras nucleares para garantir unha capacidade de carga estable ao longo do ciclo de vida da torre:
Verificación Prioritaria das Condicións de Deseño
Antes da selección, deben definirse claramente os parámetros de deseño clave, incluíndo a espesor de hielo de deseño para conductores e cabos terra, a velocidade de vento de deseño de referencia (tomada segundo a categoría de terreo B), e o período característico do espectro de resposta sísmica. Para áreas especiais (por exemplo, alta altitude, zonas de vento forte), deben engadirse factores de corrección climática locais adicionais para evitar a sobrecarga da torre debido a parámetros omitidos.
Principio de Optimización Económica
Debe dar prioridade a tipos e alturas de torres estandarizadas para maximizar a utilización da capacidade de carga nominal da torre e reducir os deseños personalizados. Para as torres de tensión con grandes ángulos de curva, optimice a posición para reducir a altura da torre. Combine torres altas e baixas segundo as características do terreo para evitar o uso de torres altas ao longo da liña, o que suporia un derroche de custos.
Requisitos de Verificación de Carga de Seguridade
Torres en liña recta: A resistencia está controlada principalmente por condicións de vento forte; é necesaria a verificación do momento de flexión e a deflexión do corpo da torre baixo a velocidade máxima de vento.
Torres de tensión (torres de tensión, torres de ángulo): A resistencia e a estabilidade están determinadas polo esforzo do conductor; o ángulo de curva e o esforzo máximo de uso do conductor deben ser estritamente controlados. Debe recalcularse a resistencia estrutural se se superan os límites de deseño.
Condicións especiais: Cando os conductores se transponen, verifique que a separación eléctrica cumpra os requisitos do código despois da deflexión da cadea de aisladores. Cando se usa unha torre de acero de maior tensión, confirme que o ángulo de protección do cabo terra cumpra os requisitos de protección contra raios. Cando a cruzeta da torre de tensión desvía do bisectriz do ángulo, deben verificarse simultaneamente a resistencia da torre e a distancia de seguridade eléctrica.
Proceso Sistémico de Deseño para a Selección de Torres Estandarizadas
Para garantir a racionalidade e a seguridade da selección, debe seguirse o seguinte proceso sistemático de deseño de 7 pasos para formar unha lóxica de selección de bucle pechado:
Determinación da Zona Meteorolóxica: Basándose nos datos meteorolóxicos do lugar do proxecto, determine a zona meteorolóxica (por exemplo, espesor de hielo, velocidade máxima de vento, temperatura extrema) como base para o cálculo da carga.
Selección de Parámetros de Conductor: Determine o tipo de conductor (por exemplo, ACSR, aluminio recuberto de acero), o número de circuitos e o factor de seguridade (tipicamente non inferior a 2,5).
Coincidencia da Táboa de Esforzo-Flacidez: Basándose nos parámetros meteorolóxicos seleccionados e no tipo de conductor, recupere a táboa correspondiente da relación esforzo-flacidez do conductor para determinar o alcance aplicable do vao.
Selección Preliminar de Tipo de Torre: Basándose na clasificación de torres (poste en liña recta, torre de tensión) e nas táboas de limitación de carga de torres, seleccione preliminarmente os tipos de torres que cumpran os requisitos de vao e sección transversal do conductor.
Deseño da Cabeza e Cruzeta da Torre: Basándose nas características de disposición da liña regional (por exemplo, un circuito/dous circuitos, presenza de liñas de baixa tensión no mesmo poste), seleccione a configuración da cabeza da torre (por exemplo, cabeza de 230mm, 250mm) e as especificacións da cruzeta.
Selección de Aisladores: Segundo a altitud (o nivel de aislamento debe corrixirse se é superior a 1000m) e o nivel de contaminación ambiental (por exemplo, as áreas industriais son nivel III de contaminación), determine o tipo de aislador (por exemplo, porcelana, composto) e o número de unidades.
Determinación do Tipo de Fundamentación: Basándose nos informes de levantamento xeolóxico (capacidade portante do solo, nivel freático), nos parámetros técnicos da torre e nos resultados de verificación da forza de fundamentación, seleccione fundamentaciones de grau, perforación ou pilotes de tubo de acero.
Principios de Deseño Especiais para Postes Tubulares de Acero de 10kV
Para as características das liñas aéreas de 10kV, o deseño de postes tubulares de acero debe cumprir os seguintes requisitos técnicos, equilibrando a estabilidade estrutural e a comodidade de construción:
3.1 Parámetros Básicos e Alcance de Aplicación
Límite de Vano: Para postes tubulares de acero en liña recta, o vao horizontal Lh ≤ 80m, o vao vertical Lv ≤ 120m.
Compatibilidade de Conductores: Pode levar liñas de conductores aislados de aluminio como JKLYJ-10/240 ou inferiores, ACSR como JL/G1A-240/30 ou inferiores, aluminio recuberto de acero como JL/LB20A-240/30 ou inferiores.
Coeficiente de Presión de Vento: O coeficiente de cambio de altura de presión de vento calcula-se uniformemente segundo a categoría de terreo B (por exemplo, coeficiente de presión de vento 1,0 a 10m de altura, 1,2 a 20m de altura).
3.2 Requisitos Estruturais e de Material
Deseño do Corpo do Poste:
➻ Regra de Seccionado: poste de 19m en 2 seccións, poste de 22m en 3 seccións; as seccións conectanse mediante flanges (os flanges deben mecanizarse a partir de chapas de acero macizo, prohíbese o empalme).
➻ Forma de Sección Transversal: o poste principal ten unha sección transversal poligonal regular de 16 lados, con un afunilamento uniforme 1:65.
➻ Control de Deflexión: Baixo a combinación de cargas a longo prazo (sen hielo, velocidade de vento 5m/s, temperatura media anual), a máxima deflexión na parte superior ≤ 5‰ da altura do poste.
➻ Punto de Cálculo de Forzas: Os valores de deseño e normais do momento de flexión, forza horizontal e forza descendente na base calculanse na conexión do flange inferior do poste tubular de acero.
Normas de Material:
➼ Poste Principal e Cruzeta: Use acero de grao Q355, a calidade do material non debe ser inferior a clase B, debe fornecerse a certificación do material.
➼ Protección contra a Corrosión: Todo o poste (incluíndo o poste principal, a cruzeta, os accesorios) usa o proceso de galvanizado a quente; os requisitos de espesor de galvanizado: mínimo ≥70μm, medio ≥86μm; é necesario un ensaio de aderencia despois do galvanizado (método de grade sen descascado).
3.3 Deseño de Fundamentación e Conexión
Tipos de Fundamentación: Soporta fundamentacións de grau, perforación e pilotes de tubo de acero; a selección debe considerar:
➬ Nivel Freático: Na presenza de auga subterránea, debe usarse o peso unitario flotante do solo e o peso unitario flotante da fundamentación no cálculo da capacidade portante para evitar efectos de flotación.
➬ Áreas de Solo de Levantamento por Hielo: A profundidade de enterrado da fundamentación debe estar abaixo da profundidade de hielo local (por exemplo, ≥1,5m no nordeste de China).
Requisitos de Conexión:
➵ Parafusos de Ancoraxe: Use acero de carbono de alta qualidade No. 35, grao de resistencia ≥5,6; o diámetro e a cantidade de parafusos deben coincidir coas forzas do flange (por exemplo, poste de 19m con 8 xuntos de parafusos M24).
➵ Proceso de Instalación: O poste tubular de acero conectase rigidamente á fundamentación mediante parafusos de ancoraxe; o torque de aperto dos parafusos debe cumprir os requisitos de deseño (por exemplo, torque de parafuso M24 ≥300N·m).
Exemplo de Selección de Postes Tubulares de Acero Rectos de 10kV
Os postes tubulares de acero rectos de 10kV clasifícanse segundo o tamaño da cabeza da torre e o escenario de aplicación. Os exemplos principais de selección son os seguintes, cubrindo condicións típicas para liñas de un circuito e dous circuitos:
4.1 Serie de Postes Tubulares de Acero de 230mm de Cabeza de Torre
Lonxitude dos Postes: 19m, 22m;
Aplicación: Liña de 10kV de un circuito, sen liña de baixa tensión no mesmo poste;
Compatibilidade de Conductores: Conductores con sección transversal ≤240mm² (por exemplo, JKLYJ-10/120, JL/G1A-240/30);
Límite de Vano: Vano horizontal ≤80m, vao vertical ≤120m;
Características Estruturais: Espazo horizontal da cabeza da torre 800mm, espazo longitudinal 2200mm, a cruzeta usa unha disposición de brazo único (compatível con conductores de un circuito).
4.2 Serie de Postes Tubulares de Acero de 250mm de Cabeza de Torre
Lonxitude dos Postes: 19m, 22m;
Aplicación: Liña de 10kV de dous circuitos, sen liña de baixa tensión no mesmo poste;
Compatibilidade de Conductores: Cada circuito leva conductores con sección transversal ≤240mm² (por exemplo, dous circuitos JL/LB20A-240/30);
Límite de Vano: Vano horizontal ≤80m, vao vertical ≤120m;
Características Estruturais: Espazo horizontal da cabeza da torre 1000mm, espazo longitudinal 2200mm, a cruzeta usa unha disposición de brazos simétricos (compatível con conductores de dous circuitos, evitando a interferencia de fase).
