Com a dissenyar postes per a línies aèries de 10kV
Aquest article combina exemples pràctics per refinament de la lògica de selecció de postes tubulars d'acer de 10kV, discutint regles generals clares, procediments de disseny i requisits específics per a l'ús en el disseny i construcció de línies aèries de 10kV. Les condicions especials (com trams llargs o zones amb grans acumulacions de neu) requereixen verificacions especialitzades addicionals basades en aquesta base per assegurar un funcionament segur i fiable dels postes.
Regles generals per a la selecció de postes de línies aèries de transmissió
La selecció racional de postes de línies aèries ha de tenir en compte l'adaptabilitat a les condicions de disseny, l'economia i la redundància de seguretat, seguint aquests principals regles per assegurar una capacitat de suport de càrrega estable a lo llarg de tot el cicle de vida del poste:
Verificació prioritària de les condicions de disseny
Abans de la selecció, els paràmetres de disseny clau han de quedar ben definits, incloent l'espessor de neu de disseny per als conductors i cables de terra, la velocitat de vent de referència (segons la categoria de terreny B) i el període característic del espectre de resposta sismològica. Per a àrees especials (p. ex., altes altituds, zones de vents forts), s'han d'afegir factors de correcció climàtics locals addicionals per evitar la sobrecàrrega dels postes a causa de paràmetres omesos.
Principi d'optimització econòmica
S'ha de donar prioritat a tipus de postes i alçades estandarditzades per maximitzar l'utilització de la capacitat de càrrega nominal del poste i reduir dissenys personalitzats. Per als postes de tensió amb angles de gir grans, s'ha d'optimitzar la posició per reduir l'alçada del poste. S'han de combinar postes alts i baixos segons les característiques del terreny per evitar l'ús de postes alts a lo llarg de tota la línia, el que suposaria un cost inútil.
Requisits de verificació de càrregues de seguretat
Postes rectilinis: La resistència es controla principalment per condicions de vent fort; és necessària la verificació del moment de flexió i la deflexió del cos del poste sota la velocitat màxima de vent.
Postes de tensió (postes de tensió, postes d'angle): La resistència i la estabilitat es determinen pel tensionament del conductor; l'angle de gir i la tensió màxima d'ús del conductor han de ser estrictament controlats. Es cal recalcular la resistència estructural si es superen els límits de disseny.
Condicions especials: Quan es transposen els conductors, s'ha de verificar que la separació elèctrica compleixi els requisits del codi després de la deflexió de la cadena d'aislants. Quan s'utilitza un poste d'acer de tensió superior, s'ha de confirmar que l'angle de protecció del cable de terra compleixi els requisits de protecció contra els raigs. Quan la travessa del poste de tensió es desvia de la bisectriu de l'angle, s'han de verificar simultàniament la resistència del poste i la distància de seguretat elèctrica.
Procés de selecció de postes estandarditzats
Per assegurar la racionalitat i la seguretat de la selecció, s'ha de seguir el següent procés de disseny sistemàtic de 7 passos per formar una lògica de selecció tancada:
Determinació de la zona meteorològica: Basant-se en les dades meteorològiques de la ubicació del projecte, s'ha de determinar la zona meteorològica (p. ex., espessor de neu, velocitat màxima de vent, temperatura extrema) com a base per al càlcul de càrregues.
Selecció de paràmetres dels conductors: S'ha de determinar el tipus de conductor (p. ex., ACSR, allumini revestit d'acer), el nombre de circuits i el factor de seguretat (habitualment no inferior a 2,5).
Coincidència de la taula de tensions-sag: Basant-se en els paràmetres meteorològics seleccionats i el tipus de conductor, s'ha de recuperar la taula de relació de tensions-sag corresponent per determinar l'interval d'amplada aplicable.
Selecció preliminar del tipus de poste: Basant-se en la classificació del poste (poste rectilíni, poste de tensió) i les taules de límits de càrrega del poste, s'ha de preseleccionar els tipus de poste que compleixin els requisits d'amplada i secció del conductor.
Disseny de la capçalera i la travessa del poste: Basant-se en les característiques de disposició de la línia regional (p. ex., circuit simple/doble, presència de línies de baixa tensió en el mateix poste), s'ha de seleccionar la configuració de la capçalera (p. ex., capçalera de 230mm, 250mm) i les especificacions de la travessa.
Selecció d'aislants: Segons l'altitud (el nivell d'aislament s'ha de corregir si supera els 1000m) i el nivell de contaminació ambiental (p. ex., les zones industrials són nivell III de contaminació), s'ha de determinar el tipus d'aislant (p. ex., porcellana, compost) i el nombre d'unitats.
Determinació del tipus de fonament: Basant-se en els informes geotècnics (capacitat portant del sol, nivell d'aigües subterrànies), els paràmetres tècnics del poste i els resultats de la verificació de forces del fonament, s'ha de seleccionar fonaments escalonats, perforats o de pilotes d'acer.
Principis de disseny especials per a postes tubulars d'acer de 10kV
Per a les característiques de les línies aèries de 10kV, el disseny dels postes tubulars d'acer ha de complir els següents requisits tècnics, equilibrant la estabilitat estructural i la facilitat de construcció:
3.1 Paràmetres bàsics i àmbit d'aplicació
Límit d'amplada: Per als postes tubulars d'acer rectilinis, l'amplada horitzontal Lh ≤ 80m, l'amplada vertical Lv ≤ 120m.
Compatibilitat dels conductors: Pots portar línies aïllades d'allumini com JKLYJ-10/240 o inferiors, ACSR com JL/G1A-240/30 o inferiors, allumini revestit d'acer com JL/LB20A-240/30 o inferiors.
Coeficient de pressió del vent: El coeficient de canvi d'altura de pressió del vent es calcula uniformement segons la categoria de terreny B (p. ex., coeficient de pressió del vent 1,0 a 10m d'altura, 1,2 a 20m d'altura).
3.2 Requisits estructurals i de material
Disseny del cos del poste:
➻ Regla de seccionament: Poste de 19m en 2 parts, poste de 22m en 3 parts; les parts s'uneixen mitjançant flanges (les flanges s'han de mecanitzar a partir de plaques d'acer maci, prohibit l'encastre).
➻ Forma de secció: El poste principal té una secció poligonal regular de 16 costats, amb una cònca uniforme de 1:65.
➻ Control de la deflexió: Sota la combinació de càrregues a llarg termini (sense neu, velocitat de vent 5m/s, temperatura mitjana anual), la màxima deflexió superior ≤ 5‰ de l'alçada del poste.
➻ Punt de càlcul de forces: Els valors de disseny i estàndard del moment de flexió, força horitzontal i força descendenta a la base s'han de calcular a la connexió de la flange inferior del poste tubular d'acer.
Estàndards de material:
➼ Cos del poste i travessa: Utilitzar acer de grau Q355, la qualitat del material no ha de ser inferior a la classe B, s'ha de proporcionar la certificació del material.
➼ Protecció contra la corrosió: Tot el poste (inclosos el cos del poste, la travessa i els accessoris) utilitza el procés de galvanització a immersió; requeriments d'espessor de galvanització: mínim ≥70μm, mitjà ≥86μm; s'ha de realitzar un test d'adherència després de la galvanització (mètode de quadrícula sense descascallament).
3.3 Disseny de fonament i connexió
Tipus de fonament: Suporta fonaments escalonats, perforats i de pilotes d'acer; la selecció ha de considerar:
➬ Nivell d'aigües subterrànies: En presència d'aigües subterrànies, s'han d'utilitzar el pes unitari flotant del sol i el pes unitari flotant del fonament en el càlcul de la capacitat portant per evitar efectes de flotació.
➬ Àrees de sols subjectes a gelació: La profunditat d'emplaçament del fonament ha de ser inferior a la profunditat local de gelació (p. ex., ≥1,5m a Xina Nord-Est).
Requisits de connexió:
➵ Bolts d'àncora: Utilitzar acer carboni de primera qualitat No. 35, grau de resistència ≥5,6; el diàmetre i la quantitat de bolts han de coincidir amb les forces de la flange (p. ex., poste de 19m amb 8 conjunts de bolts M24).
➵ Procés d'instal·lació: El poste tubular d'acer es connecta rígidament al fonament mitjançant bolts d'àncora; el torque d'apretat dels bolts ha de complir els requisits de disseny (p. ex., torque del bolt M24 ≥300N·m).
Exemple de selecció de postes tubulars d'acer rectilinis de 10kV
Els postes tubulars d'acer rectilinis de 10kV es classifiquen per mida de capçalera i escenari d'aplicació. Exemples de selecció bàsica són els següents, cobrint condicions típiques per a línies de circuit simple i doble:
4.1 Sèrie de postes tubulars d'acer amb capçalera de 230mm
Alçades del poste: 19m, 22m;
Aplicació: Línia de 10kV de circuit simple, sense línia de baixa tensió en el mateix poste;
Compatibilitat dels conductors: Conductors amb secció ≤240mm² (p. ex., JKLYJ-10/120, JL/G1A-240/30);
Límit d'amplada: Amplada horitzontal ≤80m, amplada vertical ≤120m;
Característiques estructurals: Espaiat horitzontal de la capçalera 800mm, espaiat longitudinal 2200mm, la travessa utilitza una disposició d'un sol braç (compatible amb conductors de circuit simple).
4.2 Sèrie de postes tubulars d'acer amb capçalera de 250mm
Alçades del poste: 19m, 22m;
Aplicació: Línia de 10kV de circuit doble, sense línia de baixa tensió en el mateix poste;
Compatibilitat dels conductors: Cada circuit porta conductors amb secció ≤240mm² (p. ex., circuit doble JL/LB20A-240/30);
Límit d'amplada: Amplada horitzontal ≤80m, amplada vertical ≤120m;
Característiques estructurals: Espaiat horitzontal de la capçalera 1000mm, espaiat longitudinal 2200mm, la travessa utilitza una disposició simètrica de dos braços (compatible amb conductors de circuit doble, evitant interferències de fase).
