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输电线路复合材料杆塔设计研究

内现行的关干渝电线路设计以及运行的各种技术标准和炾程，如€110-SOOkV架空送电线路设计技术规范》、＂U力工程商压送电线路设计手册》等。在一些可能产生争议的技术坏节卜，采取比较稳妥和保守的措施，这祥做，一方而符合了现行标准的要求，为挂网试运行规避技术院碍．一方面又为将来的设计改进留出空间．

4.1.4主要设计思路

1、杆塔材料的设计

复合材料的种类有很多，按照基体材料分有金屈基、阿瓷基、树脂基等，按照纤维材料分有碳纤维、商分子聚乙烯纤维、玻琐纤维等，考虑综合经济性，要在电力系统广泛使用，衙要选用价格低廉的复合材科，首推树脂基玻购纤维材料。

2、塔型的选择

本文恣．义主要在千验证复合材料用千输电线路可行性以及窝电压等级输电线路应用的推广示范性。考虑且线塔长朋运行的不平衡张力较咐张塔小，容易用复合材料来实现设计，且将来应用广泛，所以将复合材料用千直线杆塔作为本文的研究对象．

3、杆塔主结构的确定

由干复合材料析架塔（类似美国在海岸边架设的3基试验塔）结构过干复杂，型材规格繁琐，节点多，完成组塔的时间周期长，试验和试运行的费用较；；；；；，本文中暂不予考虑，曲是将设计的重贞放在管型复合材料杆塔卜，方便与普逌使用的钢管塔进行技术经济型比较．

4.2要合杆塔设计分析研究

为涡足深圳地区运行要求的的复合材料直线杆塔的设计条件．如表4-1所示．

农4·I设计条件览农

型号

名称

吁称席度(ml 18

转角度数oo

ZG?8-lS

JIOkV单／i又回路直线扦

| 总盓度(!” | 28

导 线

型 另

LGJ-300/50

LCj.400/50

安全系数

8

泉大使用应力(N/mm')

尼大使用怅力{N)

避裙线

型 号

CJ.70

GJ.95

安全系数

lO

泉大使用应力(N/mm')

泉大使用张力(N)

设计档距

水半档距(,n)

300

亟且怕距(m)

250

代表伯距(m)

150

勹象条件

代表悄况

温度(.C)

风速(ml,)

。

冰原(mm)

。

录低气温

5

。

。

干均气温

20

。

录大风

20

。

35

。

。

稷 冰

。

。

缎荔气温

40

。

安 犹

5

10

外过电压

（无风）

IS

。

。

外过屯压

（行风）

15

15

。

。

内过电｝K

20

175

扑允说明．

l导地线悬壮方式．导、地线分别通过一·只悬世线夹杜于复合横但绝缘子和钢制地线横担瑞部。

？抱线保护角 0度。

3接地电阻：10欧姆令

4.2 ] 性能试验数据分析

通过材料性能试验，得到了材科的特性数据，这些数据诅观的反映了复合材料在电力系统应用的优、缺点。对千材料的优点，在杆塔设计尽可佬充分利用，对千材科的不足之处，在设计中采取综合措施提窃性能，克服技术肮颈。

设计中可以充分利用的材料特性：

1讫度 (1.8g/cm3)为钢材 的1/4;

2吸水率低：

材料氧指数26.2,阻燃性能较好．

体电阻率为1013'1·m数昼 级，在干煤情况下表而电阻率大千10l2Q数昼 级，泄扁

电流为l凶级，无论干燥或受潮时，都有较好的绝缘性；

5．材料的介质损耗角正切在0.1％左右，介质损耗因索较小；

分析以上材科性能的5个优点，加强了采用复合材科杆段作为复合塔工结构的信心。采取这种设计后显著提窝了相对地、相对相的爬电距离，提升了整塔绝缘水平．正是利用了复合材料介贞丿损秏角小，可以避免材科绝缘性过伙老化丧失的特性和吸水率低的特性，确保了设计杆塔能长期可幸运行并绝缘水平程定。复合材料屈千轻便的结构材料，

设计中大蜇采用后能显老减轻整塔重蜇，对运输和起吊带来便利。

蒂要设计中采用新工艺新技术解决的材科特性：

由千复合材料的线膨胀系数轴向为16心106?-c?', 径向为177X1.0.6.c

l，比钢材窝。

在杆塔结构设计中，对千复合材料与钢材的连接，采用树脂浇注柔件连接技术，就很好的解决了复合材料与钢材膨胀系数差别较大带来的问题。

常要重点解决的特性：

不具有憎水性，受污后在潮湿状态下，沿面绝缘性下降；

．在1ltA 级电弧长时间作用下，材料表面会发生碳化：

耐 电痕化和蚀损的性能较差，未通过2.5级·

4．拉伸强度、弯曲强度、压缩强度较点，与Q235钢材相当，但弹性模症较低

(11.40Pa)，约为 Q235钢材的1/10。

以上特性是复合材料在电气和机极上的4个缺点，在设计时有如下二点