Comment concevoir des poteaux de ligne aérienne 10 kV
Cet article combine des exemples pratiques pour affiner la logique de sélection des poteaux tubulaires en acier de 10 kV, en discutant des règles générales claires, des procédures de conception et des exigences spécifiques pour l'utilisation dans la conception et la construction des lignes aériennes de 10 kV. Les conditions spéciales (telles que les longues portées ou les zones à fortes glaces) nécessitent des vérifications spécialisées supplémentaires basées sur cette base pour assurer le fonctionnement sûr et fiable des pylônes.
Règles Générales de Sélection des Pylônes de Ligne Aérienne
La sélection rationnelle des pylônes de ligne aérienne doit équilibrer l'adaptabilité aux conditions de conception, l'économie et la redondance de sécurité, en suivant ces règles fondamentales pour garantir une capacité de charge stable tout au long du cycle de vie du pylône :
Vérification Prioritaire des Conditions de Conception
Avant la sélection, les paramètres de conception clés doivent être clairement définis, y compris l'épaisseur de glace de conception pour les conducteurs et les câbles de terre, la vitesse de vent de référence (prise selon la catégorie de terrain B), et la période caractéristique du spectre de réponse sismique. Pour les zones spéciales (par exemple, haute altitude, zones de vents forts), des facteurs de correction climatiques locaux supplémentaires doivent être ajoutés pour éviter le surcharge du pylône en raison de paramètres manquants.
Principe d'Optimisation Économique
Les types et hauteurs de pylônes standardisés doivent être prioritaires pour maximiser l'utilisation de la capacité de charge nominale du pylône et réduire les conceptions sur mesure. Pour les pylônes de tension avec de grands angles de virage, optimisez le positionnement pour réduire la hauteur du pylône. Combine des pylônes hauts et bas en fonction des caractéristiques du terrain pour éviter l'utilisation de pylônes hauts tout au long de la ligne, ce qui serait coûteux.
Exigences de Vérification de la Charge de Sécurité
Pylônes en ligne droite : La résistance est principalement contrôlée par les conditions de vent fort ; il est nécessaire de vérifier le moment de flexion et la déformation du corps du pylône sous la vitesse de vent maximale.
Pylônes de tension (pylônes de tension, pylônes d'angle) : La résistance et la stabilité sont déterminées par la tension des conducteurs ; l'angle de virage et la tension maximale d'utilisation des conducteurs doivent être strictement contrôlés. La résistance structurelle doit être recalculée si les limites de conception sont dépassées.
Conditions Spéciales : Lorsque les conducteurs sont transposés, vérifiez que l'écart électrique répond aux exigences du code après la déflexion de la chaîne d'isolateurs. Lors de l'utilisation d'un pylône en acier de plus haute tension, confirmez que l'angle de protection du câble de terre répond aux exigences de protection contre la foudre. Lorsque la traverse du pylône de tension dévie de la bissectrice de l'angle, la résistance du pylône et la distance de sécurité électrique doivent être vérifiées simultanément.
Processus Standard de Sélection des Pylônes
Pour assurer la rationalité et la sécurité de la sélection, le processus systématique de conception en 7 étapes suivant doit être suivi pour former une logique de sélection en boucle fermée :
Détermination de la Zone Météorologique : Sur la base des données météorologiques du site du projet, déterminez la zone météorologique (par exemple, épaisseur de glace, vitesse de vent maximale, température extrême) comme base pour le calcul de la charge.
Tri des Paramètres des Conducteurs : Déterminez le type de conducteur (par exemple, ACSR, aluminium recouvert d'acier), le nombre de circuits et le facteur de sécurité (généralement pas moins de 2,5).
Appariement du Tableau de Tension-Flexion : Sur la base des paramètres météorologiques et du type de conducteur sélectionnés, récupérez le tableau correspondant de la relation tension-flexion pour déterminer la plage de portée applicable.
Sélection Préliminaire du Type de Pylône : Sur la base de la classification des pylônes (pylône en ligne droite, pylône de tension) et des tableaux de limites de charge des pylônes, sélectionnez préliminairement les types de pylônes répondant aux exigences de portée et de section des conducteurs.
Conception de la Tête et de la Traverse du Pylône : Sur la base des caractéristiques de disposition de la ligne régionale (par exemple, circuit simple/double, présence de lignes basse tension sur le même pylône), sélectionnez la configuration de la tête de pylône (par exemple, tête de 230 mm, 250 mm) et les spécifications de la traverse.
Sélection des Isolateurs : Selon l'altitude (le niveau d'isolation doit être corrigé si elle dépasse 1000 m) et le niveau de pollution environnementale (par exemple, les zones industrielles sont de niveau de pollution III), déterminez le type d'isolateur (par exemple, porcelaine, composite) et le nombre d'unités.
Détermination du Type de Fondation : Sur la base des rapports de sondage géologique (capacité de charge du sol, niveau des eaux souterraines), des paramètres techniques du pylône et des résultats de vérification de la force de la fondation, sélectionnez les fondations en gradins, en pieux forés ou en pieux en tuyau d'acier.
Principes de Conception Spéciaux pour les Poteaux Tubulaires en Acier de 10 kV
Pour les caractéristiques des lignes aériennes de 10 kV, la conception des poteaux tubulaires en acier doit répondre aux exigences techniques suivantes, en équilibrant la stabilité structurelle et la facilité de construction :
3.1 Paramètres de Base et Domaine d'Application
Limite de Portée : Pour les poteaux tubulaires en acier en ligne droite, la portée horizontale Lh ≤ 80m, la portée verticale Lv ≤ 120m.
Compatibilité des Conducteurs : Peut supporter des lignes isolées en aluminium telles que JKLYJ-10/240 ou inférieures, ACSR telles que JL/G1A-240/30 ou inférieures, aluminium recouvert d'acier telles que JL/LB20A-240/30 ou inférieures.
Coefficient de Pression du Vent : Le coefficient de variation de pression du vent en hauteur est uniformément calculé selon la catégorie de terrain B (par exemple, coefficient de pression du vent 1,0 à 10m de hauteur, 1,2 à 20m de hauteur).
3.2 Exigences Structurelles et Matérielles
Conception du Corps du Poteau :
➻ Règle de Sectionnement : Poteau de 19m en 2 sections, poteau de 22m en 3 sections ; les sections sont connectées par des brides (les brides doivent être usinées à partir de plaques d'acier pleines, le collage est interdit).
➻ Forme de Section : Le poteau principal a une section en polygone régulier à 16 côtés, avec un cône uniforme de 1:65.
➻ Contrôle de la Flexion : Sous la combinaison de charges à long terme (sans glace, vitesse de vent 5m/s, température moyenne annuelle), la flexion maximale au sommet ≤ 5‰ de la hauteur du poteau.
➻ Point de Calcul de Force : Les valeurs de conception et les valeurs standards du moment de flexion, de la force horizontale et de la force descendante à la base sont toutes calculées à la connexion de la bride inférieure du poteau tubulaire en acier.
Normes de Matériaux :
➼ Poteau Principal et Traverse : Utilisez de l'acier de qualité Q355, la qualité du matériau ne doit pas être inférieure à la classe B, une certification de matériau doit être fournie.
➼ Protection Contre la Corrosion : Tout le poteau (y compris le poteau principal, la traverse, les accessoires) utilise un procédé de galvanisation à chaud ; exigences d'épaisseur de galvanisation : minimum ≥70μm, moyen ≥86μm ; un test d'adhérence est requis après la galvanisation (méthode de grille sans décollement).
3.3 Conception de la Fondation et des Connexions
Types de Fondations : Soutient les fondations en gradins, en pieux forés et en pieux en tuyau d'acier ; la sélection doit prendre en compte :
➬ Niveau des Eaux Souterraines : En présence d'eaux souterraines, le poids unitaire flottant du sol et le poids unitaire flottant de la fondation doivent être utilisés dans le calcul de la capacité portante pour éviter les effets de flottaison.
➬ Zones de Soulèvement du Gel : La profondeur d'enfouissement de la fondation doit être en dessous de la profondeur locale de gel (par exemple, ≥1,5m dans le nord-est de la Chine).
Exigences de Connexion :
➵ Vis de Fixation : Utilisez de l'acier au carbone de haute qualité de grade 35, grade de résistance ≥5,6 ; le diamètre et la quantité des vis doivent correspondre aux forces de la bride (par exemple, poteau de 19m avec 8 jeux de vis M24).
➵ Processus d'Installation : Le poteau tubulaire en acier est rigidement connecté à la fondation via des vis de fixation ; le couple de serrage des vis doit répondre aux exigences de conception (par exemple, couple de serrage des vis M24 ≥300N·m).
Exemple de Sélection de Poteaux Tubulaires en Acier Droits de 10 kV
Les poteaux tubulaires en acier droits de 10 kV sont classés par la taille de la tête de pylône et le scénario d'application. Les exemples de sélection clés sont les suivants, couvrant les conditions typiques pour les lignes à un et deux circuits :
4.1 Série de Poteaux Tubulaires en Acier avec Tête de 230 mm
Longueurs de Poteau : 19m, 22m ;
Application : Ligne de 10 kV à un circuit, sans ligne basse tension sur le même poteau ;
Compatibilité des Conducteurs : Conducteurs avec une section ≤240mm² (par exemple, JKLYJ-10/120, JL/G1A-240/30) ;
Limite de Portée : Portée horizontale ≤80m, portée verticale ≤120m ;
Caractéristiques Structurelles : Espacement horizontal de la tête de pylône 800mm, espacement longitudinal 2200mm, la traverse utilise un agencement à bras unique (compatible avec les conducteurs à un circuit).
4.2 Série de Poteaux Tubulaires en Acier avec Tête de 250 mm
Longueurs de Poteau : 19m, 22m ;
Application : Ligne de 10 kV à double circuit, sans ligne basse tension sur le même poteau ;
Compatibilité des Conducteurs : Chaque circuit transporte des conducteurs avec une section ≤240mm² (par exemple, double circuit JL/LB20A-240/30) ;
Limite de Portée : Portée horizontale ≤80m, portée verticale ≤120m ;
Caractéristiques Structurelles : Espacement horizontal de la tête de pylône 1000mm, espacement longitudinal 2200mm, la traverse utilise un agencement à double bras symétrique (compatible avec les conducteurs à double circuit, évitant les interférences de phase).
