Cara Merancang Tiang Garis Udara 10kV
Artikel ini menggabungkan contoh praktis untuk menyempurnakan logika pemilihan tiang baja tabung 10kV, membahas aturan umum yang jelas, prosedur desain, dan persyaratan khusus untuk digunakan dalam desain dan konstruksi jalur udara 10kV. Kondisi khusus (seperti span panjang atau zona es berat) memerlukan verifikasi khusus tambahan berdasarkan dasar ini untuk memastikan operasi menara yang aman dan andal.
Aturan Umum Pemilihan Menara Jalur Transmisi Udara
Pemilihan rasional menara jalur udara harus seimbang antara adaptabilitas kondisi desain, ekonomi, dan redundansi keamanan, mengikuti aturan inti ini untuk memastikan kapasitas beban yang stabil sepanjang siklus hidup menara:
Verifikasi Prioritas Kondisi Desain
Sebelum pemilihan, parameter desain kunci harus didefinisikan dengan jelas, termasuk ketebalan es desain untuk konduktor dan kabel tanah, kecepatan angin desain referensi (diambil sesuai kategori medan B), dan periode karakteristik spektrum respons gempa. Untuk area khusus (misalnya, ketinggian tinggi, zona angin kencang), faktor koreksi iklim lokal tambahan harus ditambahkan untuk menghindari overloading menara karena hilangnya parameter.
Prinsip Optimalisasi Ekonomi
Tipe dan ketinggian menara standar harus diprioritaskan untuk memaksimalkan pemanfaatan kapasitas beban nominal menara dan mengurangi desain kustom. Untuk menara tegangan dengan sudut belokan besar, optimalkan penempatan untuk mengurangi ketinggian menara. Gabungkan menara tinggi dan rendah sesuai fitur medan untuk menghindari penggunaan menara tinggi sepanjang garis, yang akan membuang biaya.
Persyaratan Verifikasi Beban Keamanan
Menara Lurus: Kekuatan dikendalikan terutama oleh kondisi angin kencang; verifikasi momen lentur dan defleksi badan menara pada kecepatan angin maksimum diperlukan.
Menara Tegangan (Menara Tegangan, Menara Sudut): Kekuatan dan stabilitas ditentukan oleh tegangan konduktor; sudut belokan dan tegangan penggunaan konduktor maksimum harus dikontrol secara ketat. Kekuatan struktural harus dihitung ulang jika batas desain dilampaui.
Kondisi Khusus: Saat konduktor ditranspos, verifikasi bahwa jarak listrik memenuhi persyaratan kode setelah defleksi rangkaian isolator. Saat menggunakan menara baja tegangan lebih tinggi, pastikan sudut perlindungan kabel tanah memenuhi persyaratan perlindungan petir. Saat lengan menara tegangan menyimpang dari pembagi sudut, kedua kekuatan menara dan jarak keamanan listrik harus diverifikasi secara bersamaan.
Proses Pemilihan Menara Standar
Untuk memastikan rasionalitas dan keamanan pemilihan, proses desain sistematis 7 langkah berikut harus diikuti untuk membentuk logika pemilihan tertutup:
Penentuan Zona Meteorologi: Berdasarkan data meteorologi lokasi proyek, tentukan zona meteorologi (misalnya, ketebalan es, kecepatan angin maksimum, suhu ekstrem) sebagai dasar perhitungan beban.
Penyaringan Parameter Konduktor: Tentukan jenis konduktor (misalnya, ACSR, aluminium berinti baja), jumlah sirkuit, dan faktor keamanan (biasanya tidak kurang dari 2,5).
Pencocokan Tabel Stres-Sag: Berdasarkan parameter meteorologi dan jenis konduktor yang dipilih, ambil tabel hubungan stres-sag konduktor yang sesuai untuk menentukan rentang span yang berlaku.
Pemilihan Awal Tipe Menara: Berdasarkan klasifikasi menara (tiang lurus, menara tegangan) dan tabel batas beban menara, skrining awal tipe menara yang memenuhi persyaratan span dan penampang konduktor.
Desain Kepala Menara dan Lengan: Berdasarkan karakteristik tata letak jalur regional (misalnya, sirkuit tunggal/ganda, adanya jalur tegangan rendah pada tiang yang sama), pilih konfigurasi kepala menara (misalnya, kepala menara 230mm, 250mm) dan spesifikasi lengan.
Pemilihan Isolator: Sesuai ketinggian (tingkat isolasi harus dikoreksi jika lebih dari 1000m) dan tingkat pencemaran lingkungan (misalnya, area industri adalah tingkat pencemaran III), tentukan jenis isolator (misalnya, porselen, komposit) dan jumlah unit.
Penentuan Tipe Pondasi: Berdasarkan laporan survei geologi (kapasitas dukung tanah, level air tanah), parameter teknis menara, dan hasil verifikasi gaya pondasi, pilih pondasi bertingkat, bor pile, atau steel pipe pile.
Prinsip Desain Khusus untuk Tiang Baja Tabung 10kV
Untuk karakteristik jalur udara 10kV, desain tiang baja tabung harus memenuhi persyaratan teknis berikut, seimbang antara stabilitas struktur dan kemudahan konstruksi:
3.1 Parameter Dasar dan Ruang Lingkup Aplikasi
Batas Span: Untuk tiang baja tabung lurus, span horizontal Lh ≤ 80m, span vertikal Lv ≤ 120m.
Kompatibilitas Konduktor: Dapat membawa jalur konduktor berisolasi aluminium seperti JKLYJ-10/240 atau di bawahnya, ACSR seperti JL/G1A-240/30 atau di bawahnya, aluminium berinti baja seperti JL/LB20A-240/30 atau di bawahnya.
Koefisien Tekanan Angin: Koefisien perubahan tekanan angin secara seragam dihitung berdasarkan kategori medan B (misalnya, koefisien tekanan angin 1,0 pada ketinggian 10m, 1,2 pada ketinggian 20m).
3.2 Persyaratan Struktur dan Material
Desain Badan Tiang:
➻ Aturan Bagian: tiang 19m dalam 2 bagian, tiang 22m dalam 3 bagian; bagian dihubungkan oleh flens (flens harus dibuat dari pelat baja padat, penyambungan dilarang).
➻ Bentuk Penampang: tiang utama memiliki penampang poligon 16 sisi, taper seragam 1:65.
➻ Kontrol Defleksi: Dibawah kombinasi beban jangka panjang (tanpa es, kecepatan angin 5m/s, suhu rata-rata tahunan), defleksi maksimum puncak ≤ 5‰ dari ketinggian tiang.
➻ Titik Perhitungan Gaya: nilai desain dan standar momen lentur, gaya horizontal, dan gaya ke bawah di dasar dihitung di koneksi flens bawah tiang baja tabung.
Standar Material:
➼ Tiang Utama dan Lengan: Gunakan baja grade Q355, kualitas material tidak kurang dari Kelas B, sertifikat material harus disediakan.
➼ Perlindungan Korosi: seluruh tiang (termasuk tiang utama, lengan, aksesori) menggunakan proses galvanis panas; ketebalan galvanis minimum ≥70μm, rata-rata ≥86μm; uji adhesi diperlukan setelah galvanis (metode grid tanpa lepas).
3.3 Desain Pondasi dan Koneksi
Tipe Pondasi: Mendukung pondasi bertingkat, bor pile, dan steel pipe pile; pemilihan harus mempertimbangkan:
➬ Level Air Tanah: Dalam keberadaan air tanah, berat satuan tanah apung dan berat satuan pondasi apung harus digunakan dalam perhitungan kapasitas dukung untuk menghindari efek apung.
➬ Area Tanah Beku: kedalaman penanaman pondasi harus di bawah kedalaman beku lokal (misalnya, ≥1,5m di China Timur Laut).
Persyaratan Koneksi:
➵ Baut Jangkar: Gunakan baja karbon berkualitas tinggi No. 35, tingkat kekuatan ≥5.6; diameter dan jumlah baut harus cocok dengan gaya flens (misalnya, tiang 19m dengan 8 set baut M24).
➵ Proses Instalasi: tiang baja tabung dihubungkan rigid dengan pondasi melalui baut jangkar; torsi pengencangan baut harus memenuhi persyaratan desain (misalnya, torsi baut M24 ≥300N·m).
Contoh Pemilihan Tiang Baja Tabung Lurus 10kV
Tiang baja tabung lurus 10kV diklasifikasikan berdasarkan ukuran kepala menara dan skenario aplikasi. Contoh pemilihan inti adalah sebagai berikut, mencakup kondisi tipikal untuk jalur sirkuit tunggal dan ganda:
4.1 Seri Tiang Baja Tabung dengan Kepala Menara 230mm
Panjang Tiang: 19m, 22m;
Aplikasi: jalur 10kV sirkuit tunggal, tidak ada jalur tegangan rendah pada tiang yang sama;
Kompatibilitas Konduktor: konduktor dengan penampang ≤240mm² (misalnya, JKLYJ-10/120, JL/G1A-240/30);
Batas Span: span horizontal ≤80m, span vertikal ≤120m;
Fitur Struktural: jarak horizontal kepala menara 800mm, jarak longitudinal 2200mm, lengan menggunakan layout single-arm (kompatibel dengan konduktor sirkuit tunggal).
4.2 Seri Tiang Baja Tabung dengan Kepala Menara 250mm
Panjang Tiang: 19m, 22m;
Aplikasi: jalur 10kV sirkuit ganda, tidak ada jalur tegangan rendah pada tiang yang sama;
Kompatibilitas Konduktor: setiap sirkuit membawa konduktor dengan penampang ≤240mm² (misalnya, sirkuit ganda JL/LB20A-240/30);
Batas Span: span horizontal ≤80m, span vertikal ≤120m;
Fitur Struktural: jarak horizontal kepala menara 1000mm, jarak longitudinal 2200mm, lengan menggunakan layout double-arm simetris (kompatibel dengan konduktor sirkuit ganda, menghindari gangguan fase).
