10kV 상공 전선 기둥 설계 방법

이 기사는 실제 사례를 결합하여 10kV 강관 전신주 선택 로직을 개선하고, 10kV 대공선 설계 및 건설에 사용되는 명확한 일반 규칙, 설계 절차 및 특정 요구 사항을 논의합니다. 특수 조건(예: 장거리 또는 중간 얼음 구역)에서는 안전하고 신뢰할 수 있는 철탑 운영을 보장하기 위해 이 기반 위에서 추가적인 전문 검증이 필요합니다.

대공선 철탑 선택의 일반 규칙

대공선 철탑의 합리적인 선택은 설계 조건 적응성, 경제성 및 안전 여유를 균형있게 유지하면서 이러한 핵심 규칙을 따르는 것입니다. 이를 통해 철탑의 수명 동안 안정적인 하중 지지 능력을 보장합니다:

설계 조건의 우선 검증

선택 전에 주요 설계 매개변수를 명확히 정의해야 합니다. 이에는 전도체와 지상선의 설계 얼음 두께, 참조 설계 풍속(B 지형 범주에 따라), 지진 반응 스펙트럼 특성 기간이 포함됩니다. 특수 지역(예: 고도, 강풍 구역)의 경우 추가적인 지역 기후 보정 계수가 필요하며, 매개변수 누락으로 인한 철탑 과부하를 피해야 합니다.

경제적 최적화 원칙

표준화된 철탑 유형과 높이를 우선적으로 선택하여 철탑의 정격 하중 용량 활용을 극대화하고 맞춤 설계를 줄여야 합니다. 큰 회전 각도를 가진 스트레인 타워의 경우 위치를 최적화하여 철탑 높이를 줄입니다. 지형 특징에 따라 높고 낮은 철탑을 조합하여 전체 선로에 높은 철탑을 사용하는 것보다 비용을 절감합니다.

안전 하중 검증 요구 사항

직선 철탑: 강풍 조건에서 주로 강도가 제어되므로 최대 풍속 하에서 철탑 몸체의 굽힘 모멘트와 변위를 검증해야 합니다.

스트레인 철탑(긴장 철탑, 각도 철탑): 전도체 긴장에 의해 강도와 안정성이 결정되므로 회전 각도와 최대 전도체 사용 긴장을 엄격히 제어해야 합니다. 설계 한계를 초과할 경우 구조 강도를 다시 계산해야 합니다.

특수 조건: 전도체가 교환될 때, 절연자 현이 휘어짐 후 전기 간격이 규정을 충족하는지 확인해야 합니다. 더 높은 전압 등급의 철탑을 사용할 때, 지상선 보호각이 번개 보호 요구 사항을 충족하는지 확인해야 합니다. 스트레인 철탑 횡보가 각도 이등분선에서 벗어날 때, 철탑 강도와 전기 안전 거리를 동시에 검증해야 합니다.

표준 철탑 선택 프로세스

선택의 합리성과 안전성을 보장하기 위해 다음 7단계 시스템 설계 프로세스를 따르며, 폐쇄 회로 선택 로직을 형성해야 합니다:

• 기상 구역 결정: 프로젝트 위치의 기상 데이터를 기반으로 기상 구역(예: 얼음 두께, 최대 풍속, 극단적 온도)을 결정하여 하중 계산의 기초로 삼습니다.

• 전도체 매개변수 선별: 전도체 유형(예: ACSR, 알루미늄 피복 강철 코어 알루미늄), 회로 수, 안전 계수(일반적으로 2.5 이상)를 결정합니다.

• 응력-처짐 표 매칭: 선택한 기상 매개변수와 전도체 유형을 기반으로 해당 전도체 응력-처짐 관계표를 찾아 적용 가능한 간격 범위를 결정합니다.

• 철탑 유형 예비 선택: 철탑 분류(직선 철탑, 스트레인 철탑)와 철탑 하중 제한 표를 기반으로 간격 및 전도체 단면적 요구 사항을 충족하는 철탑 유형을 예비로 선별합니다.

• 철탑 머리와 횡보 설계: 지역 선로 배치 특성(예: 단일 회로/이중 회로, 같은 철탑에 저전압 선로 존재 여부)을 기반으로 철탑 머리 구성(예: 230mm, 250mm 철탑 머리)과 횡보 사양을 선택합니다.

• 절연자 선택: 고도(1000m 이상일 경우 절연 수준 수정 필요) 및 환경 오염 수준(예: 산업 지역은 오염 수준 III)에 따라 절연자 유형(예: 도자기, 복합재질)과 개수를 결정합니다.

• 기초 유형 결정: 지질 조사 보고서(토양 지지력, 지하수 수위), 철탑 기술 매개변수, 기초 힘 검증 결과를 기반으로 계단식, 관식, 또는 강관 기초를 선택합니다.

• 10kV 강관 철탑의 특수 설계 원칙

10kV 대공선 특성을 고려하여 강관 철탑 설계는 다음과 같은 기술 요구 사항을 충족해야 하며, 구조적 안정성과 건설 편의성을 균형있게 고려해야 합니다:

3.1 기본 매개변수 및 적용 범위

간격 제한: 직선 강관 철탑의 경우 수평 간격 Lh ≤ 80m, 수직 간격 Lv ≤ 120m.

전도체 호환성: JKLYJ-10/240 또는 그 이하의 알루미늄 절연선, JL/G1A-240/30 또는 그 이하의 ACSR, JL/LB20A-240/30 또는 그 이하의 알루미늄 피복 강철 코어 알루미늄을 운반할 수 있습니다.

풍압 계수: 풍압 높이 변화 계수는 B 지형 범주(예: 10m 높이에서 풍압 계수 1.0, 20m 높이에서 1.2)에 따라 일괄적으로 계산됩니다.

3.2 구조 및 재료 요구 사항

철탑 몸체 설계:

➻ 구획 규칙: 19m 철탑은 2 구획, 22m 철탑은 3 구획; 구획은 플랜지(플랜지는 단일 철판에서 가공되어야 하며, 접합 불허)로 연결됩니다.

➻ 단면 형태: 주 철탑은 16각형 정다각형 단면이며, 균일하게 1:65로 테이퍼링됩니다.

➻ 처짐 제어: 장기 하중 조합(얼음 없음, 풍속 5m/s, 연간 평균 온도) 하에서 최대 상단 처짐은 철탑 높이의 5‰ 이하입니다.

➻ 힘 계산점: 굽힘 모멘트, 수평력, 하향력의 설계 값과 표준 값은 모두 강관 철탑의 하단 플랜지 연결부에서 계산됩니다.

재료 표준:

➼ 주 철탑 및 횡보: Q355 등급 강철을 사용하며, 재료 품질은 B 클래스 이상이어야 하며, 재료 인증서를 제공해야 합니다.

➼ 부식 방지: 전체 철탑(주 철탑, 횡보, 부품 포함)은 열锓锌管塔的防腐要求：整个杆（包括主杆、横担、附件）使用热浸镀锌工艺；镀锌厚度要求：最小≥70μm，平均≥86μm；镀锌后需进行附着力测试（网格法无剥落）。 这句话翻译成韩语是： ➼ 부식 방지: 전체 철탑(주 철탑, 횡보, 부품 포함)은 열처리 도금 공정을 사용합니다. 도금 두께 요구 사항: 최소 ≥70μm, 평균 ≥86μm; 도금 후 부착력 테스트(그리드 방법으로 박리되지 않음)가 필요합니다. 继续翻译剩余部分：

3.3 기초 및 연결 설계

기초 유형: 계단식, 관식, 강관 기초를 지원합니다. 선택 시 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다:

➬ 지하수 수위: 지하수가 있을 경우, 토양 부력 단위 무게와 기초 부력 단위 무게를 지지력 계산에 사용하여 부력 효과를 피해야 합니다.

➬ 동토 지역: 기초 매립 깊이는 지역 동토 깊이(예: 중국 동북부의 경우 ≥1.5m) 아래로 되어야 합니다.

연결 요구 사항:

➵ 앵커 볼트: 고품질 No. 35 탄소강을 사용하며, 강도 등급 ≥5.6; 볼트 직경 및 수량은 플랜지 힘에 맞아야 합니다(예: 19m 철탑은 8 세트의 M24 볼트).

➵ 설치 프로세스: 강관 철탑은 앵커 볼트를 통해 기초와 강하게 연결되며, 볼트 조임 토크는 설계 요구 사항을 충족해야 합니다(예: M24 볼트 토크 ≥300N·m).

10kV 직선 강관 철탑 선택 예시

10kV 직선 강관 철탑은 철탑 머리 크기와 적용 시나리오에 따라 분류됩니다. 핵심 선택 예시는 다음과 같습니다. 단일 회로와 이중 회로 선로의 일반적인 조건을 포함합니다:

4.1 230mm 철탑 머리 시리즈 강관 철탑

• 철탑 길이: 19m, 22m;

• 적용: 10kV 단일 회로 선로, 동일 철탑에 저전압 선로 없음;

• 전도체 호환성: 단면적이 ≤240mm²인 전도체(예: JKLYJ-10/120, JL/G1A-240/30);

• 간격 제한: 수평 간격 ≤80m, 수직 간격 ≤120m;

• 구조적 특징: 철탑 머리 수평 간격 800mm, 종방향 간격 2200mm, 횡보는 단일 팔 레이아웃(단일 회로 전도체와 호환).

4.2 250mm 철탑 머리 시리즈 강관 철탑

• 철탑 길이: 19m, 22m;

• 적용: 10kV 이중 회로 선로, 동일 철탑에 저전압 선로 없음;

• 전도체 호환성: 각 회로당 단면적이 ≤240mm²인 전도체(예: 이중 회로 JL/LB20A-240/30);

• 간격 제한: 수평 간격 ≤80m, 수직 간격 ≤120m;

• 구조적 특징: 철탑 머리 수평 간격 1000mm, 종방향 간격 2200mm, 횡보는 대칭적인 이중 팔 레이아웃(이중 회로 전도체와 호환, 위상 간섭 방지).