新旧规范对角钢塔设计的比较与分析

新旧规范对角钢塔设计的比较与分析

黄健梅

广西送变电勘察设计有限公司

2012年国家发布并实施了《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）及《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T5154-2012）两本规范。这两份技术标准的颁布实施，将输电线路设计水平大大的提高了，这以前设计的杆塔外型尺寸及杆塔强度，基本都不能满足新规范的要求，而它们的差距到底有多大？在这里我们做个分析、计算比较。总结一点，就是不能只是简单的放松导地线最大使用张力来解决问题，而是必须要通过设计计算。

我国输电线路铁塔通用设计经历了以下几个阶段：

第一、《35～110千伏送电线路铁塔通用设计型录》、《220千伏送电线路铁塔设计汇编》的设计使用

《35～110千伏送电线路铁塔通用设计型录》最初系按1964年设计规范设计，1978年批准实施。

《220千伏送电线路铁塔设计汇编》由原水利电力部规划设计管理局组织有关电力设计院和铁塔加工厂进行编制，1980年出版发行。

随着《架空送电线路设计技术规定》SDJ3-79新规范的颁发，型录即应随之修改。综合各类铁塔验算的主要结果如下：（1）、对220千伏39种铁塔验算结果，需要修改的有26种，停止使用的11种，其余两种不需更动；（2）、35～110千伏12种铁塔验算结果，需要修改的9种，其余3种不需修改。”而当时这份文件只发到部属中央级设计院及各省级设计院（因当时还没有另外的电力线路设计单位），更没有再出版修改后的新“汇编”和“型录”，因此给以后发展的许许多多的设计单位，不明前因，而直接套用79年出版的“型录”和“汇编”，至今仍然还有继续在套用的。

第二、2000年出版的《35～110kV送电线路工程图集》的设计使用

1990年5月原能源部电力规划设计管理局以（90）电规送字第013号文“关于颁发《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》SDGJ94-90的通知”。总则中指出“本规定遵照《架空送电线路设计技术规程SDJ3-79》有关杆塔结构设计的主要原则编制，作为规程的补充。”《35～110kV送电线路工程图集》中的所有塔型均按照《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》SDGJ94-90进行设计计算。

《35～110kV送电线路工程图集》所有塔型均采东北电力设计院编制的满应力铁塔内力分析计算机软件进行计算。

第三、2011年国家电网公司出版的通用设计《110(60)kV输电线路分册》、《220kV输电线路分册》的设计使用

2009年，国家电网公司基建部会同总部有关部门及相关设计单位，结合公司“十二五”电网建设需要和规程规范的调整，对110(60)kV～500kV输电线路通用设计进行了全面的修订。

本次修订遵照新颁布的《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）、《66kV及以下架空电力线路设计规范》（GB50061-2010）等国家、行业标准开展。全面覆盖供电区域常规设计气象条件、常用导线型号、主要地形条件，适用性强。推广采用大截面导线、紧凑型、同塔多回等技术，提高单位走廊输送容量，全面应用高强钢、全方位高低腿等技术，实现节约环保。充分考虑防污闪、防冰闪、防风闪、防雷闪、防舞动、防鸟害等措施，从设计源头提高线路运行的安全可靠性。

2008初，我国南方地区遭遇极为罕见的低温雨雪冰冻重大自然灾害。严重的冰灾提醒我们，我国电网抵御和防范极端灾害天气的能力有待提高，对现行的电网建设标准以及规程规范有必要进行完善。国标的内容基于综合国家电网和南方电网两个企业标准，设计水平是一致的，总结三个规范都是贯彻电力建设基本方针：认真落实安全可靠、先进实用，经济合理、环境友好的原则，体现设计方案的经济性、合理性。”及‘基建为生产服务’的理念，认真研究、解决生产运行提出的问题，做出在安全、经济、合理设计方案。

这就体现今后设计的铁塔，应是高水平、高质量，为国民经济的发展，保证安全可靠地供电。

在此通过实例计算分析说明新旧规范对铁塔设计计算的影响：选用型录中的110ZM猫头型直线塔（7725型）和110JG1干字型转角塔（7732型），保持型录塔型及设计条件不变，只是所采用设计阶段不同的设计规范，进行计算结果作比较。

以上两种塔型都为鞍山铁塔厂编的型录中的塔型，对比表中各类规范所选用的材料规格可以发现，每次规范的更新都会导致铁塔主要材料的选材规格比前一阶段材料规格要增大，相应的铁塔塔材控制指标也会提高。若按2010年新规范要求为减小保护角，而伸长地线支架，则选材还要加大。

若设计规范不同，虽外荷载条件相同，但计算条件改变了，如2010年规范明显的计算条件之一，地线不平衡张力取最大使用张力的100％，而以往取50％。之二，地线覆冰较设计冰厚增加5mm，等等。因此，只比较外荷载相同，不计较内在计算条件的改变，一般内在计算条件，新规范都比旧规范加强，所以设计规范不同只比较外荷载套用塔型，往往强度不能满足新规范要求，从上面两个塔型的计算结果可看出，新规范计算结果都比上次规范的选材加大。再说，将地线的安全系数加大，减小最大使用张力使之符合50％，如此放松地线，档距中央导地线之间的距离不够了，还得改变塔头尺寸，这就不是原塔型了。

从以上设计规范的变化发展及两个塔的计算结果可以看出：

1、每次新的设计规范颁发都是反映出国民经济的发展，新技术、新材料采用。

2、每次新规范的颁发，即要求设计质量的提高，应设计出新的设计成果。

3、设计基建是为生产服务，认真研究、解决生产运行提出的问题，做出安全、经济、合理的设计方案。

4、套用塔型的思想也应有个改变。平常套用塔型时，考虑两个条件：①气象条件；②最大使用张力（导地线安全系数），只要相同或小于所套的塔型即可。这个比法没错，但有个前题条件，即在采用相同的设计规范的情况下才可比。

5、2010新规范要求地线对边导线的防雷保护角比原规范都小，不可简单的加大地线的安全系数放松地线，直接将地线支架往外伸以减小保护角，这样反而加大了对支架和塔的弯矩和扭矩，使原塔的强度降低，也可能使安全系数小于1.0。

6、执行2010年新规范，又想套用旧塔型，唯一的办法是：对无冰区：改造地线支架，按新规范重新计算，重新选塔材规格。对中、重冰区应按新规范新设计塔型。