Hvordan designe 10kV overledningsstolper

Denne artikel kombinerer praktiske eksempler for at raffinere valglogikken for 10kV stålroer, diskuterer klare generelle regler, designprocedurer og specifikke krav til brug i design og konstruktion af 10kV overføringslinjer. Specielle betingelser (som lange spænd eller isbelasted områder) kræver yderligere specialiserede verifikationer baseret på denne grundlag for at sikre sikkert og pålideligt tårnoperation.

Generelle Regler for Vælgning af Overføringslinjetårn

Rationel vælgning af overføringslinjetårn skal balancere anpasselighed til designbetingelser, økonomi og sikkerhedsmargen, ved at følge disse kerneprincipper for at sikre stabil belastningskapacitet gennem tårnets levetid:

Prioriteret Verifikation af Designbetingelser

Før valg skal nøgleparametre for design defineres klart, herunder isdybde for ledninger og jordledninger, referencedybde for vindhastighed (taget ifølge terrænkategori B), og seismisk respons spektrum karakteristisk periode. For specielle områder (f.eks. høj altitude, stærke vindområder) skal yderligere lokale klimakorrektionsfaktorer tilføjes for at undgå tårnoverbelastning pga. manglende parametre.

Princip for Økonomisk Optimering

Standardiserede tårntyper og -højder bør prioriteres for at maksimere udnyttelsen af tårnets nominale belastningskapacitet og reducere tilpasninger. For spændtårn med store vendevinkler, optimér placering for at reducere tårnhøjden. Kombiner høje og lave tårne i henhold til terrænforhold for at undgå brug af høje tårne igennem linjen, hvilket ville være en kostbarhed.

Sikkerhedsbelastningsverifikationskrav

Ligetårn: Styrke kontrolleres primært af høje vindbetingelser; verifikation af tårnekropens bøjning og deformation under maksimal vindhastighed er nødvendig.

Spændtårn (spændtårn, vinkeltårn): Styrke og stabilitet bestemmes af ledningsspænding; vendevinkel og maksimal ledningsspænding skal strengt kontrolleres. Strukturel styrke skal genberegnes, hvis designgrænser overskrides.

Specielle Betingelser: Når ledninger transponeres, verificer, at elektrisk afstand opfylder normkrav efter isolatorstræk deformering. Når et højere spændingsniveau ståltårn anvendes, bekræft, at jordledningsbeskyttelsesvinkel opfylder lynbeskyttelseskrav. Når spændtårns krydsarm afviger fra vinkelhalveringslinjen, skal både tårnstyrke og elektrisk sikkerhedsafstand verificeres samtidigt.

Standard Process for Tårnvælgning

For at sikre rationel og sikker vælgning, skal følgende 7-trins systematiske designprocess følges for at danne en lukket vælgningslogik:

• Bestemmelse af meteorologisk zone: På baggrund af meteorologiske data for projektplaceringen, bestem meteorologisk zone (f.eks. isdybde, maksimal vindhastighed, ekstrem temperatur) som grundlag for belastningsberegning.

• Skærmning af ledningsparametre: Bestem ledningstype (f.eks. ACSR, aluminiumklad stålkeret aluminium), antal circuit og sikkerhedsfaktor (typisk ikke mindre end 2,5).

• Matchning af spænd-stress tabel: På baggrund af valgte meteorologiske parametre og ledningstype, find den korresponderende ledningsstress-spænd relationstabel for at bestemme det anvendelige spændsinterval.

• Foreløbig tårntypevalg: På baggrund af tårnklassificering (ligetårn, spændtårn) og tårnbelastningsgrænsetabeller, foreløbig skærm tårntyper, der opfylder spænds- og ledningssektionskrav.

• Tårnhoved og krydsarmsdesign: På baggrund af regionale linjefastlæggelsesegenskaber (f.eks. enkelt-circuit/dobbelt-circuit, tilstedeværelse af lavspændingsledninger på samme tårn), vælg tårnhovedkonfiguration (f.eks. 230mm, 250mm tårnhoved) og krydsarmsspecifikationer.

• Isolatorvalg: Efter højde (isolationsniveau må korrigeres, hvis over 1000m) og miljøforurening niveau (f.eks. industriområder er forurening niveau III), fastlæg isolatortype (f.eks. porcelæn, komposit) og antal enheder.

• Bestemmelse af fundamenttype: På baggrund af geologiske undersøgelsesrapporter (jordbæreevne, grundvandsniveau), tårntekniske parametre og fundamentkraftsverifikationresultater, vælg trappeformet, boringpile eller stålpilefundament.

• Specielle Designprincipper for 10kV Stålroer

For 10kV overføringslinjeegenskaber, skal stålrodesign opfylde følgende tekniske krav, der balancerer strukturel stabilitet og konstruktionsbevægelighed:

3.1 Grundlæggende Parametre og Anvendelsesområde

Spændsbegrænsning: For rette stålro, horisontalt spænd Lh ≤ 80m, vertikalt spænd Lv ≤ 120m.

Ledningskompatibilitet: Kan bære aluminiumledninger med isolering såsom JKLYJ-10/240 eller under, ACSR såsom JL/G1A-240/30 eller under, aluminiumklad stålkeret aluminium såsom JL/LB20A-240/30 eller under.

Vindtrykskoefficient: Vindtryks højdeændring koefficient beregnes uniformt ifølge terrænkategori B (f.eks. vindtrykskoefficient 1,0 ved 10m højde, 1,2 ved 20m højde).

3.2 Struktur og Materialekrav

Tårnkrop Design:

➻ Sektioneringsregel: 19m tårn i 2 sektioner, 22m tårn i 3 sektioner; sektioner forbundet ved flanser (flanser skal maskinere fra solid stålplade, sammenkobling forbudt).

➻ Tværsnitsform: Hovedtårn har et 16-sidet regulært polygon tværsnit, taper uniformt 1:65.

➻ Deformationskontrol: Under langvarige belastningskombinationer (ingen is, vindhastighed 5m/s, årlig gennemsnitstemperatur), maksimal topdeformation ≤ 5‰ af tårnhøjde.

➻ Kraftberegningpunkt: Designværdier og standardværdier for bøjning, horisontal kraft og nedadrettet kraft i bunden beregnes ved stålrostubens nederste flansforbindelse.

Materialestandarder:

➼ Hovedtårn og krydsarm: Brug Q355 stålkvalitet, materialekvalitet ikke lavere end klasse B, materialecertifikat skal leveres.

➼ Korrosionsbeskyttelse: Hele tårnet (herunder hovedtårn, krydsarm, tilbehør) anvender varmetrækningsgalvanisering; galvaniseringstydke krav: minimum ≥70μm, gennemsnit ≥86μm; adhæsionstest påkrævet efter galvanisering (rastermetode uden afskælning).

3.3 Fundament og Forbindelsesdesign

Fundamenttyper: Støtter trappeformet, boringpile og stålpilefundament; valg skal overveje:

➬ Grundvandsniveau: I tilstedeværelse af grundvand, skal jordens flydende enhedsvægt og fundamentets flydende enhedsvægt anvendes i bæreevneberegning for at undgå flydningseffekt.

➬ Frosthejsejordområder: Fundamentets indbyggede dybde skal være under lokal frostdybde (f.eks. ≥1,5m i Nordøst Kina).

Forbindelseskrav:

➵ Ankertok: Brug højkvalitet No. 35 kulstål, styrkeklasse ≥5,6; bolt diameter og antal skal matche flanskrefter (f.eks. 19m tårn med 8 sæt M24 bolts).

➵ Installationsproces: Stålrotub er rigidt forbundet til fundament via ankertok; bolt strammehjulmoment skal opfylde designkrav (f.eks. M24 bolt strammehjulmoment ≥300N·m).

Eksempel på Vælgning af 10kV Rette Stålro

10kV rette stålro er klassificeret efter tårnhovedstørrelse og anvendelsesscenarie. Kernevælgningseksempler er som følger, dækker typiske betingelser for enkelt-circuit og dobbelt-circuit linjer:

4.1 230mm Tårnhovedserie Stålro

• Tårnlængder: 19m, 22m;

• Anvendelse: 10kV enkelt-circuit linje, ingen lavspændingsledning på samme tårn;

• Ledningskompatibilitet: Ledninger med tværsnit ≤240mm² (f.eks. JKLYJ-10/120, JL/G1A-240/30);

• Spændsbegrænsning: Horisontalt spænd ≤80m, vertikalt spænd ≤120m;

• Strukturelle Egenskaber: Tårnhoved horisontalt afstand 800mm, longitudinelt afstand 2200mm, krydsarm bruger enkeltarm layout (kompatibel med enkelt-circuit ledninger).

4.2 250mm Tårnhovedserie Stålro

• Tårnlængder: 19m, 22m;

• Anvendelse: 10kV dobbelt-circuit linje, ingen lavspændingsledning på samme tårn;

• Ledningskompatibilitet: Hver circuit bærer ledninger med tværsnit ≤240mm² (f.eks. dobbelt-circuit JL/LB20A-240/30);

• Spændsbegrænsning: Horisontalt spænd ≤80m, vertikalt spænd ≤120m;

• Strukturelle Egenskaber: Tårnhoved horisontalt afstand 1000mm, longitudinelt afstand 2200mm, krydsarm bruger symmetrisk dobbeltarm layout (kompatibel med dobbelt-circuit ledninger, undgår faseinterferens).