Jak navrhnout stožáry pro 10kV povrchové vedení
Tento článek kombinuje praktické příklady pro zlepšení logiky výběru ocelových trubkových stožárů pro 10kV, diskutuje jasné obecné pravidla, návrhové postupy a specifické požadavky pro použití v návrhu a výstavbě 10kV povrchových elektrických vedení. Speciální podmínky (jako jsou dlouhé rozpětí nebo oblasti s těžkým ledením) vyžadují dodatečná specializovaná ověření na základě tohoto základu, aby bylo zajištěno bezpečné a spolehlivé fungování stožáru.
Obecná pravidla pro výběr stožárů pro povrchová elektrická vedení
Racionální výběr stožárů pro povrchová elektrická vedení musí vyvažovat přizpůsobivost návrhovým podmínkám, ekonomii a bezpečnostní rezervu, sledujíc tato základní pravidla, aby byla zajištěna stabilní nosná schopnost stožáru po celou dobu jeho životnosti:
Prioritní ověření návrhových podmínek
Před výběrem je nutné jasně definovat klíčové návrhové parametry, včetně návrhové ledové tloušťky pro vodiče a zemní vodiče, referenční návrhové rychlosti větru (stanovené podle kategorie terénu B) a charakteristického období seismické odpovědi. Pro speciální oblasti (např. vysokohorské oblasti, oblasti s silnými větry) je nutné přidat dodatečné místní klimatické korekční faktory, aby se zabránilo přetížení stožáru kvůli chybějícím parametrům.
Princip ekonomické optimalizace
Měly by být upřednostňovány standardizované typy a výšky stožárů, aby byla maximalizována využití nominální nosné schopnosti stožáru a snížena potřeba individuálních návrhů. Pro napínací stožáry s velkými otočnými úhly by mělo být optimalizováno umístění, aby se snížila výška stožáru. Podle topografických rysů kombinujte vysoké a nízké stožáry, abyste zabránili používání vysokých stožárů po celé délce vedení, což by vedlo k nespravedlivým nákladům.
Požadavky na ověření bezpečnostních zatížení
Přímé stožáry: Síla je hlavně ovlivněna podmínkami silného větru; je nutné ověřit moment ohnutí a deformaci těla stožáru při maximální rychlosti větru.
Napínací stožáry (napínací stožáry, otočné stožáry): Síla a stabilita jsou určeny napětím vodiče; otočný úhel a maximální napětí vodiče musí být striktně kontrolovány. Pokud jsou překročeny návrhové limity, musí být strukturální síla znovu vypočtena.
Speciální podmínky: Když jsou vodiče transponovány, je nutné ověřit, že elektrická vzdálenost splňuje požadavky normy po odchylce řetězce izolátorů. Při použití stožáru vyššího napěťového stupně ověřte, zda ochranný úhel zemního vodiče splňuje požadavky na ochranu před blesky. Když se křížová rameno napínacího stožáru odchyluje od osy úhlu, musí být současně ověřena síla stožáru a elektrická bezpečnostní vzdálenost.
Standardní proces výběru stožáru
Aby byla zajištěna racionálnost a bezpečnost výběru, musí být dodržen následující 7krokový systémový návrhový proces, který tvoří uzavřenou smyčku výběrové logiky:
Stanovení klimatické zóny: Na základě klimatických dat pro lokalitu projektu stanovte klimatickou zónu (např. tloušťka ledu, maximální rychlost větru, extrémní teploty) jako základ pro výpočet zatížení.
Výběr parametrů vodiče: Určete typ vodiče (např. ACSR, hliníkový vodič s ocelovým jádrem), počet okruhů a bezpečnostní koeficient (typicky nejméně 2,5).
Shoda tabulky napětí a provisu: Na základě vybraných klimatických parametrů a typu vodiče získejte odpovídající tabulku vztahu mezi napětím a provisem vodiče, abyste určili relevantní rozsah rozpětí.
Předběžný výběr typu stožáru: Na základě klasifikace stožáru (přímý stožár, napínací stožár) a tabulek omezení zatížení stožáru provedete předběžnou selekci typů stožárů splňujících požadavky na rozpětí a plochu vodiče.
Návrh hlavy a křížového ramene stožáru: Na základě regionálních charakteristik uspořádání vedení (např. jednoúsečné/dvouúsečné, přítomnost nízkonapěťového vedení na stejném stožáru) vyberte konfiguraci hlavy stožáru (např. 230mm, 250mm hlava stožáru) a specifikace křížového ramene.
Výběr izolátoru: V souladu s nadmořskou výškou (úroveň izolace musí být korigována, pokud je nad 1000m) a úrovní environmentálního znečištění (např. průmyslové oblasti jsou úroveň znečištění III) určete typ izolátoru (např. porcelánový, kompozitní) a počet jednotek.
Určení typu základny: Na základě geologického průzkumu (nosná schopnost půdy, hladina podzemní vody), technických parametrů stožáru a výsledků ověření síly základny vyberte základny stupňovité, vrtačné nebo ocelové trubkové.
Speciální návrhové principy pro ocelové trubkové stožáry 10kV
Pro charakteristiky 10kV povrchového elektrického vedení musí návrh ocelových trubkových stožárů splňovat následující technické požadavky, vyvážející strukturní stabilitu a pohodlí výstavby:
3.1 Základní parametry a oblast použití
Omezující rozpětí: Pro přímé ocelové trubkové stožáry horizontální rozpětí Lh ≤ 80m, vertikální rozpětí Lv ≤ 120m.
Kompatibilita s vodiči: Může nést izolované hliníkové vodiče, jako je JKLYJ-10/240 nebo nižší, ACSR jako JL/G1A-240/30 nebo nižší, hliníkové vodiče s ocelovým jádrem jako JL/LB20A-240/30 nebo nižší.
Koeficient tlaku větru: Koeficient změny výšky tlaku větru je uniformně vypočten podle kategorie terénu B (např. koeficient tlaku větru 1,0 ve výšce 10m, 1,2 ve výšce 20m).
3.2 Požadavky na strukturu a materiál
Návrh těla stožáru:
➻ Pravidlo sekce: 19m stožár v 2 částech, 22m stožár v 3 částech; části jsou spojeny flančovými spoji (flanče musí být obráběny ze solidní ocelové desky, spojení pásovými spoji je zakázáno).
➻ Forma průřezu: Hlavní stožár má šestnáctiboký pravidelný polygonální průřez, stoupání je uniformní 1:65.
➻ Kontrola prohnutí: Při dlouhodobé kombinaci zatížení (bez ledu, rychlost větru 5m/s, roční průměrná teplota) maximální horní prohnutí ≤ 5‰ výšky stožáru.
➻ Bod výpočtu síly: Návrhové a standardní hodnoty momentu ohnutí, vodorovné síly a sestupné síly v základu jsou všechny vypočteny v spoji flanče v základu ocelového trubkového stožáru.
Normy materiálů:
➼ Hlavní stožár a křížové rameno: Použijte ocel Q355, kvalita materiálu nesmí být nižší než třída B, musí být poskytnuto certifikát materiálu.
➼ Ochrana proti korozi: Celý stožár (včetně hlavního stožáru, křížového ramena, příslušenství) používá proces hořepalování; požadavky na tloušťku hořepalu: minimálně ≥70μm, průměrně ≥86μm; po hořepalování je vyžadován test adheze (mřížová metoda bez odtržení).
3.3 Návrh základny a spoje
Typy základen: Podporuje stupňové, vrtačné a ocelové trubkové základy; výběr musí zahrnovat:
➬ Hladina podzemní vody: Při přítomnosti podzemní vody musí být v výpočtu nosné schopnosti použity vznosné jednotkové váhy půdy a základny, aby se zabránilo vznosným efektům.
➬ Oblasti s mrazovým nadmykem: Hloubka zapuštění základny musí být pod místní hloubkou mrazového nadmyku (např. ≥1,5m v severovýchodní Číně).
Požadavky na spoje:
➵ Kotvy: Použijte vysokokvalitní uhlíkovou ocel č. 35, síla třídy ≥5,6; průměr a počet kotev musí odpovídat síle flanče (např. 19m stožár s 8 sadami M24 kotev).
➵ Instalační proces: Ocelový trubkový stožár je pevně spojen s základnou prostřednictvím kotvových kotev; moment zatěžování kotev musí splňovat návrhové požadavky (např. moment zatěžování M24 kotev ≥300N·m).
Příklad výběru přímého ocelového trubkového stožáru 10kV
Přímé ocelové trubkové stožáry 10kV jsou klasifikovány podle velikosti hlavy stožáru a scénáře použití. Klíčové příklady výběru jsou následující, pokrývají typické podmínky pro jednoúsečná a dvouúsečná vedení:
4.1 Série stožárů s hlavou 230mm
Délky stožárů: 19m, 22m;
Použití: 10kV jednoúsečné vedení, bez nízkonapěťového vedení na stejném stožáru;
Kompatibilita s vodiči: Vodiče s průřezem ≤240mm² (např. JKLYJ-10/120, JL/G1A-240/30);
Omezující rozpětí: Horizontální rozpětí ≤80m, vertikální rozpětí ≤120m;
Strukturní rysy: Horizontální rozestup hlavy stožáru 800mm, longitudinální rozestup 2200mm, křížové rameno používá jednoramenné uspořádání (kompatibilní s jednoúsečnými vodiči).
4.2 Série stožárů s hlavou 250mm
Délky stožárů: 19m, 22m;
Použití: 10kV dvouúsečné vedení, bez nízkonapěťového vedení na stejném stožáru;
Kompatibilita s vodiči: Každý okruh nese vodiče s průřezem ≤240mm² (např. dvouúsečné JL/LB20A-240/30);
Omezující rozpětí: Horizontální rozpětí ≤80m, vertikální rozpětí ≤120m;
Strukturní rysy: Horizontální rozestup hlavy stožáru 1000mm, longitudinální rozestup 2200mm, křížové rameno používá symetrické dvojramenné uspořádání (kompatibilní s dvouúsečnými vodiči, zabírající fáze).
