Как да проектирате опори за високонапрастни линии на 10 кВ

Тази статия комбинира практически примери, за да уточни логиката за избор на 10кВ стоманени тръбни стълбове, обсъждайки ясни общи правила, процедури за проектиране и конкретни изисквания за използване в проектирането и строителството на 10кВ въздушни линии. Специални условия (например дълги разстояния или зони с тежко ледено облекло) изискват допълнителни специализирани проверки върху тази основа, за да се гарантира безопасна и надеждна работа на стълбовете.

Общи правила за избор на стълбове за въздушни преносни линии

Разумният избор на стълбове за въздушни линии трябва да балансира адаптивността към проектните условия, икономиката и резервите по безопасност, следвайки тези основни правила, за да се гарантира стабилна носеща способност през целия живот на стълба:

Приоритетна проверка на проектните условия

Преди избора ключовите параметри на проекта трябва да бъдат ясно дефинирани, включително толщина на лед за проводниците и грундводните жици, референтна проектна скорост на вятъра (изчислена според категория B на терена) и характеристичен период на сейсмичен отговорен спектър. За специални области (например високопланински, силноветрови зони) трябва да се добавят допълнителни местни климатични корекционни фактори, за да се избегне прекомерно зареждане на стълбовете поради липса на параметри.

Принцип за икономическа оптимизация

Стандартизираните типове и височини на стълбове трябва да се предпочитат, за да се максимизира използването на номиналната носеща способност на стълбовете и да се намалят специалните проекти. За напрегнати стълбове с големи ъгли на завой, оптимизирайте позицията, за да намалите височината на стълбовете. Комбинирайте високи и ниски стълбове в зависимост от характеристиките на терена, за да се избегне използването на високи стълбове по цялата линия, което би увеличило разходите.

Изисквания за проверка на безопасността при носеща способност

Праволинейни стълбове: Силата е контролирана главно от условията на силен вятър; изисква се проверка на моментите на изкривяване и прогибанията на стълба при максимална скорост на вятъра.

Напрегнати стълбове (стълби под напрежение, ъглови стълби): Силата и стабилността се определят от напрежението в проводниците; ъгълът на завой и максималното напрежение в проводниците трябва да бъдат строго контролирани. Ако се надвишат граничните стойности на проекта, трябва да се направи ново изчисление на конструктивната сила.

Специални условия: При транспониране на проводниците, проверете дали електрическата изолация отговаря на нормативните изисквания след изкривяване на изолаторната верига. При използване на стоманен стълб с по-високо напрежение, потвърдете, че ъгълът на защита на грундводната жица отговаря на изискванията за молниеотвод. Когато напрегнатият стълб има отклонение от ъглова бисектриса, трябва да се проверят едновременно силата на стълба и електрическата безопасна дистанция.

Стандартен процес за избор на стълбове

За да се гарантира разумността и безопасността на избора, трябва да се следва следният 7-стъпков систематичен проектен процес, за да се формира затворена логика за избор:

• Определение на метеорологична зона: На база на метеорологичните данни за местоположението на проекта, определете метеорологичната зона (например толщина на лед, максимална скорост на вятъра, екстремална температура) като основа за изчисление на натоварването.

• Филтриране на параметрите на проводниците: Определете типа проводник (например ACSR, алуминий със стоманено ядро), броя на кръговете и фактора на безопасност (обикновено не по-малко от 2,5).

• Съпоставка на таблицата за напрежение и провисване: На база на избрани метеорологични параметри и тип проводник, извлечете съответната таблица за отношения между напрежението и провисването, за да се определи приложимият диапазон на разстоянията.

• Предварителен избор на тип стълба: На база на класификацията на стълбовете (праволинейни стълби, напрегнати стълби) и таблици за ограничения на натоварването на стълбовете, предварително филтрирайте типовете стълби, които отговарят на изискванията за разстояния и сечение на проводниците.

• Проект на главата и кръстовата рама на стълба: На база на регионалните характеристики на разположението на линията (например еднокръгова/двукръгова, наличието на нисконапрежен проводник на същия стълб), изберете конфигурацията на главата на стълба (например 230 мм, 250 мм) и спецификациите на кръстовата рама.

• Избор на изолатори: Според височината (ако над 1000 м, трябва да се коригира изолационният ниво) и нивото на замърсяване на околната среда (например индустриални райони са ниво III на замърсяване), определете типа изолатор (например фарфор, композит) и броя на единиците.

• Определение на типа фундамент: На база на геоложки доклади (носеща способност на почвата, ниво на подземните води), техническите параметри на стълбовете и резултатите от проверката на натоварването на фундамента, изберете стъпчат, свърлен или стоманен тръбен фундамент.

• Специални принципи за проектиране на 10кВ стоманени тръбни стълбове

За характеристиките на 10кВ въздушните линии, дизайнът на стоманените тръбни стълбове трябва да отговаря на следните технически изисквания, балансирайки конструктивната стабилност и удобството при строителството:

3.1 Основни параметри и обхват на приложение

Граница на разстояния: За праволинейни стоманени тръбни стълбове, хоризонтално разстояние Lh ≤ 80 м, вертикално разстояние Lv ≤ 120 м.

Съвместимост с проводници: Могат да носят изолирани алюминиеви проводници като JKLYJ-10/240 или по-малки, ACSR като JL/G1A-240/30 или по-малки, алюминий със стоманено ядро като JL/LB20A-240/30 или по-малки.

Коефициент на вятърно натискане: Коефициентът на височината на вятърното натискане се изчислява еднородно според категория B на терена (например коефициент на вятърното натискане 1,0 при 10 м височина, 1,2 при 20 м височина).

3.2 Изисквания за конструкция и материали

Дизайн на тялото на стълба:

➻ Правило за сечение: 19 м стълба в 2 секции, 22 м стълба в 3 секции; секциите се свързват чрез фланцове (фланцовете трябва да бъдат изработени от масивна стомана, забранено е сваряване).

➻ Форма на сечение: Главният стълб е правилен шестнаесетоъгълен кръст, с равномерно съкращение 1:65.

➻ Контрол на прогибането: Под длъготрайна комбинация на натоварване (без лед, скорост на вятъра 5 м/с, годишна средна температура), максималното прогибане на върха ≤ 5‰ от височината на стълба.

➻ Точка за изчисление на сили: Проектните и стандартните стойности на момента на изкривяване, хоризонталната сила и силата надолу в основата се изчисляват във връзката на долните фланцове на стоманената тръбна стълба.

Стандарти за материали:

➼ Главният стълб и кръстовата рама: Използвайте стомана от клас Q355, качеството на материала не трябва да е по-ниско от клас B, трябва да се предостави сертификат за качество на материала.

➼ Защита от корозия: Целият стълб (включително главният стълб, кръстовата рама, аксесоари) използва процес на горещо цинкиране; изисквания за дебелина на цинковото покритие: минимална ≥70 μm, средна ≥86 μm; изисква се тест за прилепване след цинкиране (метод на решетка без отделяне).

3.3 Дизайн на фундамента и връзки

Типове фундаменти: Поддържа стъпчат, свърлен и стоманен тръбен фундамент; изборът трябва да вземе предвид:

➬ Ниво на подземните води: В присъствие на подземни води, за изчисление на носещата способност трябва да се използват удельната тегло на почвата и удельната тегло на фундамента, за да се избегнат ефектите от поплаване.

➬ Области с пучене на почвата: Глубината на вградеността на фундамента трябва да бъде под локалната дълбочина на пучене (например ≥1,5 м в Североизточна Китай).

Изисквания за връзки:

➵ Анкерни болтове: Използвайте висококачествена стомана марка 35, степен на сила ≥5,6; диаметърът и броят на болтовете трябва да съответстват на силите върху фланцовете (например 19 м стълба с 8 комплекта M24 болтове).

➵ Процес на инсталация: Стоманената тръбна стълба е жестко свързана с фундамента чрез анкерни болтове; момента на затягане на болтовете трябва да отговаря на проектните изисквания (например момента на затягане на M24 болтове ≥300 N·m).

Пример за избор на 10кВ праволинейни стоманени тръбни стълбове

10кВ праволинейните стоманени тръбни стълбове се класифицират по размера на главата на стълба и приложението. Основни примери за избор са следните, покриващи типични условия за еднокръгови и двукръгови линии:

4.1 Серия 230 мм глава на стълба стоманени тръбни стълбове

• Дължина на стълбовете: 19 м, 22 м;

• Приложение: 10кВ еднокръгова линия, без нисконапрежен проводник на същия стълб;

• Съвместимост с проводници: Проводници с сечение ≤240 мм² (например JKLYJ-10/120, JL/G1A-240/30);

• Граница на разстояния: Хоризонтално разстояние ≤80 м, вертикално разстояние ≤120 м;

• Структурни особености: Хоризонтално разстояние на главата на стълба 800 мм, продължително разстояние 2200 мм, кръстовата рама използва единична конфигурация (съвместима с еднокръгови проводници).

4.2 Серия 250 мм глава на стълба стоманени тръбни стълбове

• Дължина на стълбовете: 19 м, 22 м;

• Приложение: 10кВ двукръгова линия, без нисконапрежен проводник на същия стълб;

• Съвместимост с проводници: Всяка кръгова линия носи проводници с сечение ≤240 мм² (например двукръгови JL/LB20A-240/30);

• Граница на разстояния: Хоризонтално разстояние ≤80 м, вертикално разстояние ≤120 м;

• Структурни особености: Хоризонтално разстояние на главата на стълба 1000 мм, продължително разстояние 2200 мм, кръстовата рама използва симетрична двоична конфигурация (съвместима с двукръгови проводници, избягва се интерференция на фазите).