虎门大桥抗风稳定性疑点

《虎门大桥抗风稳定性疑点》

奇 光.

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因此安全。然而，这次出现的振幅并不是可能的

最大值，而还无法确定可能的最大值以及产生该

最大值的风速的情况下，做出结论也许为时过早。

我并不提建议，只提出自己的看法，只供参考： 1. 对虎门大桥的塔、截断以及全桥进行完整的空气动力风洞试验，因目前是空白，将来迟早再被提问的。 2. 一般人对此类振动都不理解或很害怕，但其实出现了这样的振动才是正常，关键是应属于控制范围内。 3. “水马”等不是大问题，但也得做试验。我看了截面图，个人认为，截面两端风嘴上再加翼板，（我自己的做过的经历经验）。

另外，风洞试验的失败率出错率非常高，不反复重复对比分析以及不认真去做，则出错或失败率为50%或上。

尽管手头信息非常有限，但对虎门大桥的抗风稳定性情况，也可以初步提出如下看法、疑问以及可能的方案。

虎门大桥的动工之前，对全桥应该进行空气动力风洞试验，以此来考证该桥的抗风稳定性。虎门大桥于1992年

动工。但动工之前，对该桥未进行过抗风稳定性风洞试验。若当初在中国真的做了，也是只能作为参考。我96年参观过中国正做的风洞试验。模型的几何和刚度模拟还可以符合条件，但质量模拟无法做到准确。要做质量模

拟，应该采用烘干20年的木料，但中国那时只能采用有机玻璃。因此，试验还给靠推算，难以作为设计依据。

因此，在没有风洞试验依据的情况下，对当前的空力振动现象不好圆满解释清楚。“水马”问题本应在动工之前

都应该要考虑的事情。不过“水马”的影响其实并不大。水马高度1.2米，而车辆的高度全都超过这个高度。车辆的影响盖住了水马的影响。 然而一下是很关键的疑问。虽我手里还没有准确参数，但希望有关部门认真查证为好。附上的图是，大多数悬索桥在把风速从零继续加大到设计风速时的桥梁竖向振幅和风速的一般性关系示意图，只供参考。A1是第一振型

时的峰值。此时风速最低。A2是第二振型时的峰值，此时，风速比第一振型时的还大。经观察，这次虎门大桥振动出现在风速10m/s 左右，应该属于第二振型，而其相应的竖向位移暂定为A2。 从示意图中，可以考虑到可能的严重问题： 1. 虎门大桥的设计年限应该是100年。到目前只出现过第二振型，但第一振型迟早要出现的，也许明年或5

年后，或10年或甚至50年后出现是都有可能的，那么现在有这个准备吗？

2. 第一振型时的振幅一般来说比第二次的还大一倍，也就是这次的振幅的一倍以上。但到底多大，这只能 通过风洞试验后才确定，没别的办法，因这是唯一的方法（不解释了）。

3. 产生第一振型的风速的范围在哪？如下图上是 以 “？”来表示的。 是在每秒2米？3米？5米处？这个数 值也只能是通过风洞试验后，才能得出，没有其他方法（不解释了）。

4. 现在有不少激烈疑问，虎门大桥到底安全不安全？专家们出来说了，桥梁振幅属于设计允许范围内，此

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浅谈台风对输电线路影响及防范措施

浅谈台风对输电线路影响及防范措施 摘要：近年来自然灾害频发，犹其是我国沿海地区受台风的肆意破坏给许多基础建设造成重创。由于输电线路遭受各种自然灾害的侵袭，如何应对复杂的气候条件，以保证输电线路长期的安全和稳定。基于此我们有必要谈一下台风对输电线路影响及防范措施，以供同仁参考。 关键词：输电线；灾害；防范；台风 由于近年来，极端的自然灾害频繁发生，而且随着社会和经济的发展，越来越多的高电压等级的输电线逐步在勘察、设计、建造中。而输电线路等级越高，其对风的敏感度就越来越强，风致输电线路故障的问题也会越来越突出。因此，为保证输电线路的安全稳定运行，针对各种风致输电线路故障，要从根本抓起。近年我国输电线路风灾调查结果表明，提高输电线路抗风能力，问题急迫、刻不容缓。针对输电线路系统在防御风灾方面严峻的现实，应积极开展防御工作。 1 案例概述 某地区骤起暴雨台风，建筑物相继受损。在恶劣气候的影响下，电网220kV 线跳闸。光差保护动作，B相重合闸不成功。经巡线检查发现，直线塔B相（中线）垂直排列导线的下线对铁塔脚钉放电造成掉闸，导线、横担、脚钉均有放电痕迹。 2设备状况 该线路长度为6.101km，最大设计风速为30m/s。ZM2-30型直线塔，铁塔呼称高30m，根开为4630mm×3500mm，导线型号为2×LGJ-300/25钢芯铝绞线，子导线排列方式为垂直排列，设计线间距离为400mm。绝缘子串为FXBW-220/100型复合绝缘子，绝缘子串结构长度为3048mm，结构如图1所示。 1-挂板；2-球头挂环；3-合成绝缘子；4-碗头挂板；5-悬垂线夹；6-铝包带 图1 绝缘子串结构 3原因分析 根据气象部门资料：当日该地区10min平均风速达到8.0m/s。根据现场情况分析，瞬时风速达到35m/s，高于气象站现场风速。根据当地气象条件，220kV

电力系统三个实验

实验一：一机—无穷大系统稳态运行方式实验 一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验 在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表3-1 注：U Z —中间开关站电压； ?U —输电线路的电压损耗； △U —输电线路的电压降落

分析架空输电线路铁塔结构与基础设计

分析架空输电线路铁塔结构与基础设计 发表时间：2016-12-26T13:50:27.263Z 来源：《电力设备》2016年第21期作者：买生玉解媛媛 [导读] 对铁塔结构与基础结构进行科学的设计，才能保证输电线路的稳定性。 （国网宁夏电力设计有限公司宁夏银川 750002） 摘要：架空输电线路是电力系统的重要组成部分，由于架空线路的特殊性，铁塔结构设计的合理性和稳定性决定了线路结构的安全性，因此要根据架空线路的运行要求，对铁塔结构与基础结构进行科学的设计，才能保证输电线路的稳定性。 关键词：架空；输电线路；铁塔；结构；基础设计 作为我国当前电力供应的基础保障性设施，架空输电线路在电力供应系统中所发挥的作用是非常重要的。但结合我国电力行业实际情况来看，企业目前仍然是电力供应的主要对象，因此，在电力供应经济改善方面的需求仍然是非常明确的。在对架空输电线路铁塔的设计中，除需保障铁塔结构的安全、稳定以外，还需综合考虑设计的经济效益。在目前已发生的各类输电线路安全事故中，因铁塔结构设计不合理所致事故的比例是非常高的。因此，为提高架空输电线路运行安全性和稳定性，做好对铁塔结构与基础的设计、优化工作有着非常重要的意义与价值。 1 架空输电线路铁塔塔型设计 在有关架空输电线路铁塔内力的分析中，可将铁塔杆系节点作为铰接点。考虑到架空输电线路铁塔结构多在相对复杂的自然环境中运行，因此对铁塔塔型的规划必须兼顾技术和经济层面的合理性。根据架空输电线路工程导线型号、基本环境条件以及敷设路径情况选择基础塔型形式，基于铁塔所承受机械外负荷条件进行设计和计算，以确保铁塔结构稳定性、刚度、强度满足设计要求。除此以外，在架空输电线路铁塔塔型的选择设计上还应当考虑施工条件、施工技术以及运行便捷性等因素的影响。 根据底部宽度，可以将架空输电线路铁塔设置为窄基铁塔和宽基铁塔两种类型。其中，窄基铁塔底部宽度与塔体高度的比值在 1/14～1/12 的范围内，宽基铁塔底部宽度与塔体高度的比值则在 1/6 ～1/4 的范围内。对于窄基铁塔而言，由于铁塔底部宽度较小，因此主材所受作用力较大，适用于小挡距（使用挡距不足 100 m）铁塔的设计选型；对于宽基铁塔而言，由于铁塔底部宽度较大，因此主材所受力作用力较小，适用于大挡距（使用挡距在 100 m 及以上）铁塔的设计选型。 2 架空输电线路铁塔结构设计 对于宽基铁塔而言，根据导线回数的不同可以采取不同的结构布置方案。比如对于采用单导线回路的铁塔而言，结构布置上具有“上”字型特点；对于采用双导线回路的铁塔而言，结构布置上则具有鼓型特点。 对于窄基铁塔而言，根据横担以及支架的通用情况可以采取以下两种不同的结构布置方案：①将塔头区域布置为垂直段，口宽固定，塔身开始起坡，铁塔整体高度与底部宽度参数一致，不考虑回路数划分影响；横担具有通用性特点，可根据架空输电线路实际回路数选择相应的横担数量。②铁塔塔身与塔头均设置通用坡度，铁塔总高度与上口宽度和底部宽度完全一致；横担固定不通用，可划分为单导线回路和双导线回路两种形式。 3 架空输电线路铁塔基础优化 在对架空输电线路铁塔结构基础进行优化设计的过程中，必须遵循以下三点基本原则：①优化设计前期，应当对沿线工程水文条件、地质条件和气象条件进行详尽的调查。②制订科学的铁塔杆塔位置排定原则，即在线路敷设经过各类作物林区时不砍伐通道。如果垂直距离受到影响，则对个别部位进行剪枝或削顶处理。③做好对架空输电线路沿线主力杆塔造影的优化设计工作。具体而言，结构基础设计中可采取的优化措施有以下几点。 3.1 强化架空输电线路铁塔基础 输电线路杆塔基础常见类型包括钢管杆、水泥杆和直立式铁塔系列基础三类。其中，钢管杆基础可见非原状混凝土、非原状土台阶式和非原状土直柱式柔性这三类；水泥杆基础则可见非原状土无拉线盘和非原状土有拉线盘这两类；直立式铁塔系列基础在基础类型方面划分更细，共有 16 种类型。 在杆塔基础的选型中，如果混凝土浇筑难度较大，则可以优先选择金属式基础或预制装配式基础。如果涉及到电杆及拉线，则建议选择预制装配式基础。在基础设计过程中，以安全为前提，对架空输电线路铁塔基础受力性能进行分析。新基础计算的基本前提是铁塔基础所处区域地基基础承载力符合设计要求。但是，如果地基基础为淤泥质土或淤泥，则应当重新设计。在对架空输电线路铁塔基础进行优化设计的过程中，必须充分评价工程实践中的施工条件、杆塔形式以及沿线地质条件对铁塔结构稳定性的影响，在最大程度上确保架空输电线路铁塔结构的基础稳定性和位移允许性。 3.2 适当降低架空输电线路铁塔接地电阻 高压输电线路接地电阻的大小与线路耐雷水平呈反相关，因此，为有效提高高压输电线路整体耐雷水平，应在基础设计环节中结合各基杆塔土壤电阻率取值情况，有效控制杆塔接地电阻的大小。在基础设计的优化中，可采取的措施包括以下几种：①若架空输电线路铁塔杆塔所处区域周边允许水平放设，则应当采取水平外延接地的处理措施。这样，一方面能够使冲击性接地电阻得到控制，另一方面能够有效降低工频接地电阻。②可结合架空输电线路铁塔结构的基本情况，适当增加埋设深度接地极，遵循就地原则增加垂直接地极。③若杆塔所处区域地下地质条件特殊，影响土壤电阻率水平，则可在基础设计中适当增加木炭及酸、碱性物质，以改善土壤电阻率水平。④可合理敷设降阻剂，以起到合理控制杆塔接地电阻大小的效果。 3.3 优化输电线路基础路径和塔型搭配 城市紧凑型多回路钢管杆走廊或钢管塔走廊在技术上能满足输电线路的实际要求，且钢管杆造型美观，安装快捷，占地面积小，还与城市地势较为平坦、走廊宽度小、线路施工方便等特点相适应，因此得以迅速发展。对于架空输电线路而言，线路走廊宽度主要会受到风偏、安全距离和塔头尺寸三方面参数的影响。其中，安全距离的波动范围小，因此，控制架空输电线路走廊宽度的关键在于合理控制风偏和塔头参数。结合实践经验来看，为有效限制导线风偏，对塔头尺寸进行控制，可采取固定挂点的直线式杆塔和固定跳线的耐杆塔。同时，考虑到城市地区架空输电线路有大截面和多回路发展的趋势，因此在基础设计环节中，可适当增大绝缘子部件、避雷线、接地和金具

提高交流输电系统稳定性的措施(一)

提高交流输电系统稳定性的措施(一) 摘要：本文从输电系统安全可靠运行的重要因数出发，阐述了输电系统稳定运行的重要性，从而得出了提高交流输电系统稳定性的具体措施。 关键词：输电系统稳定性静态暂态措施 1输电系统稳定性的重要性 输电系统运行的稳定性，是输电系统安全可靠运行的重要因数。随着输电系统规模的扩大，输电距离和输送容量大大增大，系统的稳定问题就显得比较突出。可以说，输电系统稳定性是限制交流电流远距离输电送电距离和输送能力的决定因素。所以，必须采取各种措施来提高输电系统的稳定性，从而提高输送能力。从静态稳定分析可知，如果正确选择调节器的参数，使输电系统不发生自发振荡时，那么输电系统具有较高的功率极限，一般也就具有较高的运行稳定度。从暂态稳定分析可知，输电系统受大扰动后，发电机轴上出现的不平衡转矩将使发电机产生剧烈的相对运动；当发电机的相对角的振荡超过一定限度时，发电机便会失去同步，从而破坏了稳定性。从这些概念出发可以得出提高输电系统稳定性和输送能力的一般原则是：一是尽可能地提高输电系统的功率极限；即应从提高发电机的电势E、减小系统电抗x、提高和稳定系统电压U等方面着手。二是尽可能减小发电机相对运行的振荡幅度；即应从提高提高暂态稳定，减小发电机转子轴上的不平衡功率、减小转子相对加速度以及减少转子相对动能变化量等方面着手。 2提高交流输电系统稳定性的措施 采用自动调节励磁装置：当发电机装设自动励磁调节器时，发电机可看做具有E’q为常数的功率特性，这也就相当于将发电机的电抗从同步电抗xd减小为暂态电抗x’d了。发电机的电抗在输电系统总电抗中所占的比重很大，因此，减小发电机的电抗可以提高系统的功率极限和输送能力。如果采用按运行参数的变化率调节励磁则甚至可以维持发电机端电压为常数，这就相当于将发电机的电抗减小为零。因此，发电机装设先进的调节器就相当于缩短了发电机与系统间的电气距离，从而提高了静态稳定性。自动励磁调节对改善暂态稳定也有明显作用，良好的自动励磁在暂态摇摆过程中能增大系统的阻尼，从而能使系统振荡迅速平息下来，缩短摇摆过程，这是十分有利的。此外，为改善暂态稳定性，现在的励磁系统都配备有某种强行励磁装置，其作用是在系统故障时，迅速增加发电机的励磁电压，减小了E’q的衰减程度，如果强行励磁倍数很高，甚至可以使暂态电势增大。 改善电网结构及减小线路电抗：电网结构是输电系统安全稳定运行的基础，改善电网结构的方法较多，例如增加输电线路的回路数，减小线路电抗加强系统的联系；另外，当输电线路通过的地区原来就有输电系统时，将这些中间系统与输电线路连接成为较大的联合输电系统，这样可以使长距离的输电线路中间点的电压得到维持，相当于将输电线路分成两段，缩小了电气距离。而且，中间系统还可与输电线交换有功功率，起到互为备用的作用。在输电系统中间接入中间调相机，这些调相机配有先进的自动励磁调节器，则可以维持调相机端点电压甚至变压器高压母线电压恒定。这样，输电系统就等值地被分割为两段，每一段的电气距离将远小于整个输电系统的电气距离，输电系统的稳定性得到提高。由于调相机维护工作困难，已逐步被静止补偿器所替代。另外减小线路电抗主要是通过采用分裂导线、提高线路额定电压等级以及采用串联电容器补偿等方法来提高输电系统的稳定性。 快速切除短路和自动重合闸：快速切除故障是提高暂态稳定最根本、最有效的措施，同时又是简单易行的措施。快速切除故障的作用是减小加速面积，增大减速面积，提高了发电机之间并列运行的稳定性。另一方面，快速切除故障也可使负荷中的电动机端电压迅速回升，减少了电动机失速和停顿的危险，提高了负荷的稳定性。切除故障时间是继电保护装置动作时间和断路器动作时间的总和。目前可达到短路后0.06s切除故障线路，其中0.02s为保护装置动作时间，0.04s为断路器动作时间。高压输电线路的短路故障，绝大多数是瞬时性的，

大跨越输电塔风振系数研究

第40卷增刊2007年10月 武汉大学学报(工学版) Engineering Journal of Wuhan University Vol.40Sup.Oct.2007 作者简介:陶青松,从事输变电结构设计工作. 文章编号:167128844(2007)S120192204 大跨越输电塔风振系数研究 陶青松,林致添 (江苏省电力设计院,江苏南京　210024) 摘要:针对三江口长江大跨越输电塔工程实例,用SAP2000建立该塔的三维有限元模型,对模型进行有限元动 力分析,计算结构适用于工程设计的输电塔第一自振周期及第一振型系数,确定大跨越塔的风振系数,以指导大跨越塔的抗风设计. 关键词:大跨越输电塔;自振特性;风振系数中图分类号:TU 279 文献标志码:A Study on wind 2induced vibration coeff icient of large span transmission tow ers TAO Qingsong ,L IN Zhitian (Jiangsu Provincial Electric Power Design Institute ,Nanjing 210024,China ) Abstract :Based on t he Sanjiangkou Yangtze River 500kV large span t ransmission tower ,it s t hree 2di 2mensional finite element model is built in SA P2000.And t he dynamic analysis is carried out ;and t he first f ree vibration period and mode coefficient are https://www.wendangku.net/doc/28297340.html,stly ,t he wind 2induced vibration coeffi 2cient of t he tower is confirmed ;and it is used in t he wind 2resistant design of t he large span t ransmission tower. K ey w ords :large span t ransmission towers ;nat ural 2vibration behavior ;wind 2induced vibration coeffi 2cient 大跨越输电塔(以下简称大跨越塔)是集高耸结构和空间杆系结构两种特征于一体的风敏感结构体系,在风荷载作用下,风振效应显著.风荷载是大跨越塔设计过程中的控制性荷载,在大跨越塔设计中起着决定性作用,当风以一定的速度向前运动遇到阻碍时,结构承受了风压.在随机脉动风压作用下,结构会产生随机振动,在顺风向,风压常分为平均风压和脉动风压,前者作用相当于静力,后者则引起结构振动.对于大跨越塔这样的高耸结构,塔身风荷载响应约占外荷载响应的70%以上,由于它们的自振周期都比较大,必须要考虑由脉动风所引起的风振影响,在计算输电塔塔身风荷载时采用风振系数的概念来考虑结构风振效应,风振系数的取值对于大跨越塔的合理设计有着重要意义. 1　研究现状 风振系数反映脉动风对结构动力的作用大小,与结构的自振特性有关.《架空送电线路设计技术 规程》 (DL/T515422002)给出了杆塔全高不超过60m 的输电塔的风振系数值,同时规定当杆塔全高超过60m 时,按《建筑结构荷载规范》 (G B500922001)取值,而确定风振系数就需要估算结构的第 一自振周期及其振型,《建筑结构荷载规范》(G B500922001)提供了塔式结构第一自振周期的估算公式: T 1=(0.007～0.013)H 该公式的范围太宽,而且它适用于具有连续变化外形和质量的塔式结构,而输电塔结构并不符合

输电塔抗风稳定性分析

输电塔抗风稳定性分析 【摘要】输电塔是现代化建设中一个非常重要的技术设计，同时也是一种工程量巨大的高耸建筑，技术要求非常的严格，因为输电塔的设计是运输电系统的一个重要组成部分，俗话说牵一发而动全身，输电塔的作用就是运输电系统中的纽带环节，它的破坏就会导致整个系统的瘫痪而无法运行，所以输电塔的建设必须以安全合理坚固为第一目标。输电塔的特点就是对风的敏感性特别的强，所以本文就主要介绍了输电塔的抗风稳定性分析。 【关键词】输电塔体系；风载荷；动力性分析；失效形式；抗风稳定性 输电塔是电力运输中的一个重要部分，占有极其重要的作用，其安全性也理所当然的受到了很大的重视。所以输电塔的设计需要很严格的技术要求，其中抗风稳定性是一个非常重要的方面，因为输电塔经常受到风的影响，有时候会发生动态侧倾失稳破坏，所以输电塔的抗风稳定性分析就变的非常的重要。 1 风的影响 我国建筑的结构载荷规范中对于地面的粗糙系数进行了比较严格的规定，分为了A、B、C、D四类，比较平坦的地区是A类例如海面还有沙漠，丘陵、乡村等为B类，在拥有很多建筑物的城市为C类，建筑非常密集而且有大量高层建筑的为D类。地面上对于空气的运动阻力，使风速减慢，但是这种作用会受到高度的影响，随着高度的上升，阻力作用会越来越小，直至可以忽略，这个高度称为大气边界层高度。在此高度内的平均风速受高度影响变化为v（z）=v（10）[z/10]式中的v（z）为z高度的平均风速，v（10）为10米处的风速x为地面粗糙系数。脉动风速是具有零均值的随机变量，用湍流强度、脉动风功率谱等进行描述。 1）对建筑物起作用的风，一般有顺风向的风力作用，这一般是在建筑方面需要考虑的最主要的一种，有结构背后的横风向振动，一般在比较高的建筑是不可忽视的，还有其他建筑尾流引起的振动，负气阻尼引起的失稳振动。这些对于建筑物的影响一般为，强风会对建筑的部分强度不够的材料造成破坏，还可能会对建筑物造成一些比较大的影响，有的还会对对一些结构造成疲劳破坏，使其强度受到影响。 输电塔是一种高耸建筑，顺相逢，横向风都可能会对它造成一部分的影响，产生扭转或者其他的响应，由于输电塔一般都是受到顺风向，所以输电塔的顺风向响应一般是工程上最为关心的问题，对其进行静力分析，分析其的线性的变化。 2）失效形式。输电塔在风的破坏下有很多的失效情况，强风作用下最可能出现的就是强度破坏或失稳破坏，在输电塔结构设置不合理的情况下，在薄弱的环节很可能就会出现这种情况，严重的情况下甚至出现输电塔倒塌的现象，除此之外变形过大，疲劳破坏（主要受到脉动风的影响），气动弹性不稳定性等也是

提高交流输电系统稳定性的措施

提高交流输电系统稳定性的措施 摘要：本文从输电系统安全可靠运行的重要因数出发，阐述了输电系统稳定运 行的重要性，从而得出了提高交流输电系统稳定性的具体措施。 关键词：输电系统稳定性静态暂态措施 1 输电系统稳定性的重要性 输电系统运行的稳定性，是输电系统安全可靠运行的重要因数。随着输电系 统规模的扩大，输电距离和输送容量大大增大，系统的稳定问题就显得比较突出。可以说，输电系统稳定性是限制交流电流远距离输电送电距离和输送能力的决定 因素。所以，必须采取各种措施来提高输电系统的稳定性，从而提高输送能力。 从静态稳定分析可知，如果正确选择调节器的参数，使输电系统不发生自发振荡时，那么输电系统具有较高的功率极限，一般也就具有较高的运行稳定度。从暂 态稳定分析可知，输电系统受大扰动后，发电机轴上出现的不平衡转矩将使发电 机产生剧烈的相对运动；当发电机的相对角的振荡超过一定限度时，发电机便会 失去同步，从而破坏了稳定性。从这些概念出发可以得出提高输电系统稳定性和 输送能力的一般原则是：一是尽可能地提高输电系统的功率极限；即应从提高发 电机的电势E、减小系统电抗x、提高和稳定系统电压U等方面着手。二是尽可 能减小发电机相对运行的振荡幅度；即应从提高提高暂态稳定，减小发电机转子 轴上的不平衡功率、减小转子相对加速度以及减少转子相对动能变化量等方面着手。 2 提高交流输电系统稳定性的措施 采用自动调节励磁装置：当发电机装设自动励磁调节器时，发电机可看做具 有E'q为常数的功率特性，这也就相当于将发电机的电抗从同步电抗xd减小为暂 态电抗x'd了。发电机的电抗在输电系统总电抗中所占的比重很大，因此，减小 发电机的电抗可以提高系统的功率极限和输送能力。如果采用按运行参数的变化 率调节励磁则甚至可以维持发电机端电压为常数，这就相当于将发电机的电抗减 小为零。因此，发电机装设先进的调节器就相当于缩短了发电机与系统间的电气 距离，从而提高了静态稳定性。自动励磁调节对改善暂态稳定也有明显作用，良 好的自动励磁在暂态摇摆过程中能增大系统的阻尼，从而能使系统振荡迅速平息 下来，缩短摇摆过程，这是十分有利的。此外，为改善暂态稳定性，现在的励磁 系统都配备有某种强行励磁装置，其作用是在系统故障时，迅速增加发电机的励 磁电压，减小了E'q的衰减程度，如果强行励磁倍数很高，甚至可以使暂态电势 增大。 改善电网结构及减小线路电抗：电网结构是输电系统安全稳定运行的基础， 改善电网结构的方法较多，例如增加输电线路的回路数，减小线路电抗加强系统 的联系；另外，当输电线路通过的地区原来就有输电系统时，将这些中间系统与 输电线路连接成为较大的联合输电系统，这样可以使长距离的输电线路中间点的 电压得到维持，相当于将输电线路分成两段，缩小了电气距离。而且，中间系统 还可与输电线交换有功功率，起到互为备用的作用。在输电系统中间接入中间调 相机，这些调相机配有先进的自动励磁调节器，则可以维持调相机端点电压甚至 变压器高压母线电压恒定。这样，输电系统就等值地被分割为两段，每一段的电 气距离将远小于整个输电系统的电气距离，输电系统的稳定性得到提高。由于调 相机维护工作困难，已逐步被静止补偿器所替代。另外减小线路电抗主要是通过 采用分裂导线、提高线路额定电压等级以及采用串联电容器补偿等方法来提高输

输电塔回填土基础计算露头调整方法

12输电塔回填土基础计算露头调整方法Vol.22No」 输电塔回填土基础计算露头调整方法 孙启刚I,赵勇2,刘利鹏3,宋卓彦I,何春晖I,伊敏I (1.国网山东省电力公司经济技术研究院，山东济南250000；2.国网山东省电力公司，山东济南250000； 3.国网山东省电力公司建设公司，山东济南250000) 摘要：此文介绍了输电塔回填土基础在上拔计算时对表层较差土壤的考虑方法。通过计算表明，输电塔回填土基础在上 拔计算时，上覆较差土壤的性质对其计算露头的考虑方法影响较大。对典型的下层为粉质粘土的地质条件，上覆土壤为粉 土和素填土时，可分别将粉土和素填土厚度的20%和50%作为计算露头的增加值，然后按照粉质粘土计算基础的上拔。 在斜坡地形情况下，若因地形而增加的计算露头高度大于上覆较差土层的厚度时，可不再考虑上覆较差土层的影响；在梯 田坎子地形情况下，可以偏于安全的在因地形增加计算露头的同时，再考虑上覆较差土层的折算厚度作为计算露头。 关键词：回填土基础；计算露头；调整方法 中图分类号：TU470.3文献标志码：B文章编号:2095-6614(2019)01-0012-04 Calculation Method of Outcrop Adjustment for Backfilling Foundation of Transmission Tower SUN Qigang1,ZHAO Yong2,LIU Lipeng3,SONG Zhuoyan1,HE Chunhui1,YI Min1 (1.State Grid Shandong Electric Power Company,Institution of Economy and Technology,Jinan250000,China； 2.State Grid Shandong Electric Power Company,Jinan250000,China； 3.State Grid Shandong Electric Power Company,Construction Company,Jinan250000,China) Abstract:This paper has introduced methods for worse soil of the surface layer when up-pull was calculated based on backfilling foundation of transmission tower.If the up-pull calculation was based on backfilling foundation of transmission tower,the nature of the overlying worse soil imposes quite large influence on considerations for outcrop calculation.For typical geological conditions when the lower layer is silty clay,when overlying soil is silt and plain fill,20%and50%of the thickness of silt and plain fill can be used as value added to calculate outcrop respectively,and then up-pull as the calculation foundation of silty clay.In the case of slope topography,when the increased height of the outcrop is larger than the thickness of the worse overlaying soil layer,the influence of the overlaying worse layer could be no longer considered.In the case of terraced fields and ridge terrain,the converted thickness of the overlaying worse soil layer can be considered while calculating outcrop for increased terrain safety. Key words:backfilling foundation；calculation of outcrop；adjustment method 0引言 回填土基础是输电塔最常见的基础形式，其主要通过一定上拔角范围内的土体重量抵抗其所受到的上拔力。因此土体的上拔角对于回填土基础的设计和经济技术指标影响很大。 收稿日期:2018-09-12 作者简介：孙启刚(1988),男.硕士。研究方向：高压输电线路设计工作及杆塔结构抗风、抗冰。 表1示出了典型220kV转角塔基础按照粉土和粉质粘土计算所得基础的材料量。 由表1可以看出，相同的计算露头和地下水情况下，按照粉土计算基础材料量较按照粉质粘土计算材料量增加20%~80%不等。事实上，按照大量工程的工程经验，粉土地质条件基础综合材料量较粉质粘土情况增加30%左右。 但是输电线路中常见地层结构为表层覆盖较薄的素填土或者粉土等上拔角较小的土壤，下层为

架空输电线路铁塔结构与基础设计

架空输电线路铁塔结构与基础设计 发表时间：2019-09-18T16:59:35.737Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：侯少龙 [导读] 摘要：在我国现代经济社会发展水平不断提升的背景下，电力系统在设计与运行过程中所依赖的基础条件也发生了相应的改变。 （国网乌鲁木齐供电公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐新市区 830000） 摘要：在我国现代经济社会发展水平不断提升的背景下，电力系统在设计与运行过程中所依赖的基础条件也发生了相应的改变。作为我国当前电力供应的基础保障性设施，架空输电线路在电力供应系统中所发挥的作用是非常重要的。但结合我国电力行业实际情况来看，企业目前仍然是电力供应的主要对象，因此，在电力供应经济改善方面的需求仍然是非常明确的。在对架空输电线路铁塔的设计中，除需保障铁塔结构的安全、稳定以外，还需综合考虑设计的经济效益。在目前已发生的各类输电线路安全事故中，因铁塔结构设计不合理所致事故的比例是非常高的。因此，为提高架空输电线路运行安全性和稳定性，做好对铁塔结构与基础的设计、优化工作有着非常重要的意义与价值。 关键词：架空输电线路；铁塔设计；优化 一、架空输电线路铁塔塔型设计 在对架空输电线路铁塔进行内力分析时，可以将铁塔杆系节点看作成铰接点，进而进行有效的内力分析。由于架空输电线路铁塔的工作环境一般较为复杂，为了确保铁塔能够顺利的进行有效的工作，要对铁塔的塔型进行技术经济分析，优选最适宜的塔型。架空输电线路铁塔塔型的选择要充分考虑输电线的导线型号、铁塔的工作环境以及线路的敷设路径等因素，根据铁塔所承受的机械外负荷条件进行塔型的计算和设计工作，进而确保铁塔结构的刚度、强度、稳定性等满足实际工作的要求。 根据铁塔底部宽度的不同，可以将架空输电线路的铁塔分为：窄基铁塔和宽基铁塔两种类型。其中，窄基铁塔的底部宽度与塔体的高度之比介于1/14~1/12之间，而宽基铁塔的底部宽度相对较大，其比值介于1/6~1/4之间。窄基铁塔的底部宽度相对较小，在同样的塔高条件下，其主材所承受的各种作用力相对较大，为了确保塔体的安全性，对主材的要求相对较高，该种类型的铁塔设计主要用于档距较小的铁塔之中，其挡距要小于100m；而宽基铁塔其底部宽度较大，能够将铁塔的作用力进行有效的分解，其主材所受到的作用力相对较小，该种类型的铁塔设计主要用于档距较大的铁塔之中，其档距不小于100m。 二、架空输电线路铁塔结构设计 不同类型的铁塔其架空输电线路的结构设计不尽相同，其具体的结构设计如下： 2.1窄基铁塔的结构设计 依据横担以及铁塔支架的通用程度可以采用以下两种类型的结构布置方案：(1)可以将窄基铁塔的塔头区域设置为垂直的形式，对口宽进行固定，塔身开始逐渐起坡，其铁塔的整体高度与底部的宽度参数设置一致，不考虑输电线路回路数量划分的影响；铁塔横担具有良好的通用性，铁塔中所设置的横担数量要根据架空输电线路中实际的回路数量进行有针对性的设计。(2)铁塔塔身与塔头均按照要求设置一定的通用坡度，铁塔的总高度与铁塔的上口和底部宽度保持一致；横担设置成固定形式不进行通用设计，根据导线的数量可以分为单导线回路和 双导线回路两种不同的形式。 2.2宽基铁塔的结构设计 根据铁塔中导线回路数量的不同可以采取不同类型的结构设计方案。其中，对于使用单导线回路的铁塔，其结构布置具有“上”字型的特点；对于使用双导线回路的铁塔，其结构布置上具有鼓型的特点。 三、架空输电线路铁塔基础设计的技术优化措施 3.1加强铁塔的基础 在输电线路铁塔结构设计中，杆塔基础分类三类合计三十三种：①水泥杆基础：分为非原状土无拉线盘基础和非原状土有拉线盘基础两种；②钢管杆基础：分为非原状土台阶式基础、非原状土直柱式柔性基础和非原状土素混凝土基础三种；分为原状土掏挖式基础、原状土套筒式基础、原状土卡盘式基础和原状土复合沉井基础四种；及原状土灌注桩长桩单桩基础、原状土灌注桩长桩多桩承台基础、原状土灌注桩短桩抗倾覆基础、原状土灌注桩短桩位移基础、原状土灌注桩美国算法基础、原状土灌注桩钢管短桩位移基础和原状土灌注桩钢管短桩抗倾覆基础十一种；小计十四种；③直立式铁塔系列基础：非原状土刚性台阶式基础、非原状土直柱式柔性基础、非原状土斜柱式柔性基础、非原状土素混凝土（回填土）基础、非原状土联合式基础和非原状土窄基塔独立式刚性台阶式基础六种；及原状土素混凝土（原状土）基础、原状土灌注桩长桩-单桩带连梁基础、原状土灌注桩长桩-多桩带承台基础、原状土灌注桩短桩抗倾覆基础、原状土灌注桩短桩位移基础、原状土掏挖式基础、原状土岩石基础、原状土复合沉井基础、原状土窄基塔独立式长桩单桩灌注桩基础和原状土窄基塔独立式长桩多桩带承台基础十种；小计十六种。 对于运输或浇制混凝土有困难的地区，可采用预制装配式基础或金属基础；对电杆及拉线宜采用预制装配式基础。设计方案中还要正确分析铁塔基础受力，应首先保证安全，针对轴心受压基础、轴心受拉基础，分别选取不同的K值。对于新基础计算的前提条件是地基承载力满足设计要求，若地质属淤泥或淤泥质土，则必须进行重新设计。总之，基础型式应综合沿线地质、施工条件和杆塔型式并综合考虑基础稳定、承载力、不均匀沉降、基础位移、采空区、基础上拔土重度、上拔角、倾覆、冻土和洪泛区等诸多因数。 3.2降低杆塔的接地电阻 高压送电线路的接地电阻与耐雷水平成反比，根据各基杆塔的土壤电阻率的情况，尽可能地降低杆塔的接地电阻，这是提高耐雷水平的基础，也是最经济、有效的手段。即：①杆塔所在地若有水平放设的条件，可水平外延接地，这样不但可降低工频接地电阻，还可有效地降低冲击接地电阻。②增加埋设深度接地极，就近增加垂直接地极的运用。③合理敷设降阻剂。④增加盐、酸、碱、盐及木炭等物质。如地下较深处的土壤电阻率较低，可用竖井式或深埋式接地极。 3.3优选路径和塔型的最佳搭配 城市紧凑型多回路钢管杆走廊、或钢管塔走廊，它在技术上能满足输电线路的实际要求，且钢管杆造型美观，安装快捷，占地面积省，还与城市地势较为平坦，走廊宽度小，线路施工方便等特点相适应，故得以迅速发展。输电线路的走廊宽度由塔头尺寸、风偏、安全距离三部分组成。减少线路走廊宽度的关键在于控制塔头尺寸和风偏。采用固定挂点的直线杆塔以及固定跳线的耐杆塔，是减少塔头尺寸

浅谈输电铁塔优化设计

浅谈输电铁塔优化设计 发表时间：2019-11-07T16:25:18.803Z 来源：《电力设备》2019年第13期作者：罗兆辉 [导读] 摘要：输电线路铁塔，是一种立体造型的、用于架空高压或超高压送电线路导线和避雷线的构筑物。 （广东省电力线路器材厂有限公司广东广州 510450） 摘要：输电线路铁塔，是一种立体造型的、用于架空高压或超高压送电线路导线和避雷线的构筑物。依据线路回路数量、电压强度、避雷线及导线布设方式，可将铁塔分成不同类型。输电线路铁塔结构的稳定性，将直接影响着输电线路工作的可靠性和安全性。因此，加强有关输电线路铁塔结构的设计，对于改善输电线路运行质量具有重要的理论和现实意义。 关键词：输电线路；铁塔结构；设计；现状；优化措施 1国内输电线路铁塔结构设计的现状 输电线路铁塔通常又被人们称作电力铁塔，按照不同的用途对其进行分类可以将其分为耐张塔、直线塔、转角塔、换位塔、终端塔和跨越塔，这些类型的塔杆在结构和特点上具备一定的共性，从结构上说，它们都属于空间桁架结构，杆件通常都是通过单根等边角钢构成的。材料基本上也都是采用一种材料，塔件主要是由3个部分组成，一部分是角钢，一部分是连接钢板，最后一部分是螺栓。在生产的过程中杆脚通常都是选择几块钢板焊接在一起，所以一般都要通过热镀锌的方式防止金属发生腐蚀的现象，同时在施工架设等方面都存在着很大的便利。 最近几年，我国电力设计部门设计出了很多种形式的塔杆，双回路直线塔就是其中的一种重要形式，在这种方式的塔杆设计中是以重量最轻为主要的目标，同时还要和满应力电算程序进行有机的结合，同时还要采用各种方法对其集合布置进行进一步的优化，这种新型的塔杆形式也有着非常好的经济效益，相关的研究也表明电力传输的路径越直接，塔杆自身的重量也就越轻。所以在这一过程中应该选择合适的配置方式，这样才能更好的保证内部的位移和应力的分布更为的合理，在设计的过程中一定要将各个材料的力学特征充分的利用起来，这样才能更好的展现出结构在重量上的优势，这些因素也应该是塔杆设计过程中应该着重考虑的因素。 2输电线路铁塔结构设计原理及要求 2.1了解工程施工周围的地质、水文和气象环境 为保证架空输电线路铁塔结构设计的准确性和施工的安全性，有必要根据施工规程和距本线距离要求详尽了解当地气象状况，综合近些年当期最大风速、历年平均气温、极端气温和历年平均雷暴日数等进行工程验算，并参考附近现有架空输电线路和通信光缆日常运行状况和自然灾害危害状况等资料，分析整理出对输电线路铁塔设计有用的气象结果表。从而掌握第一手线路地质资料，建议工程设计单位可以同施工地区地质勘探部门，对线路沿线水样、土质进行现场钻孔，确定当地地质水文特性。 2.2遵循杆塔位排定优选原则 在《110一750k、架空输电线路设计规范》中对架空输电线路各种杆塔的设计有着明确的要求，这也是杆塔位排定根本依据。其中要求进行输电线路在经过经济作物区和果园时，可根据架设的高度对个别垂直距离内的障碍物在经物主同意的情况下进行适当的削顶、剪枝或是砍伐，但不得以此为理由过度砍伐。 2.3优化铁塔设计，主力杆塔选型杆塔类型 主要是根据当地水文气象地质情况和工程导线型号进行选择，一般施工设计人员多采用已经在当地使用多年且效果良好的杆塔类型。同时出于对工程安全可靠、后期维护方便、经济合理以及环保等方面综合考量。笔者建议以下施工区域选择相应的杆塔型，山区杆塔可按照当地地形特点结合配合不等高基础，选用全方位长短腿结构的杆塔；而是施工运输方便的平地、丘陵等地钢筋混凝土杆则比较适宜；针对走廊狭窄清理费用较高的走廊，最好采用导线三角形排列或是垂直排列的杆塔，并结合L型、V型、Y型绝缘子串，从经济性和安全性角度考虑，选择最佳的施工线路走廊宽度。 3加强输电线路铁塔结构设计优化的具体措施 3.1拉线V型塔优化设计 这种塔杆在实际的使用中能够体现出结构上的优势，因为其结构的布置相对比较合理立柱主要是承受相应的压力，而拉线主要是承担对应的拉力。在钢绞线的选择上也能够体现抽非常好的力学特征， 当然这和材料本身的特性也有着一定的影，这种塔杆形式的刚度和强度都非常的大，同时结构本身也非常的稳定，考虑到塔杆经常在室外作业，所以这种塔杆在设计的时候着重加强了其抗风的能力，在生产的过程中还不需要很多的钢材，所以就降低了对钢铁能源的消耗。但是需要注意的是其立柱是一种比较细长的杆件，所以其在运行的过程中会产生二阶效应，需要很大的空间来支持，所以其在使用的过程中也会阻碍农业的生产，同时其赔偿的费用也非常高，这种塔杆设计形式在我国的一些地势相对比较平坦，而且也没有大量农田分布的地区比较适用。 拉线V型塔塔头主要有线支架和导线横担两部分，这两部分就转矩了整个结构40%的重量，地线支架只占了4%，所以在进行优化设计的过程中主要是以导线横杆作为最主要的优化部分，横单杆件内力最为重要的影响因素就是横担本身的杆件结构形式，所以在优化的过程中一定要在中横担的立面高度和主材节间的选择等因素上行考量。当然，在设计的过程中也可以将这些影响因素当成是设计的变量，按照设计的要求对其进行适当的优化，从而实现优化前的既定目标。 3.2ZB1-MV酒杯型塔优化设计 目前，国内500kV超高压输电线路单回路自立式直线铁塔一般选用酒杯型和猫头型铁塔较多，三相导线均采用悬垂串挂线。在相同设计条件下，猫头型铁塔比酒杯型铁塔的塔头尺寸和线路走廊宽度较小，线路走廊赔偿费用低，可减少线路电晕损失和电能损失；但因整体高度较高，耐雷性能差，铁塔基础作用力大，单基耗钢量高；酒杯型铁塔导线呈水平排列，与猫头型铁塔相比，可减小铁塔整体高度，铁塔整体刚度大、挠度变形小，单基耗钢量低；但线间水平距离宽。自立式铁塔的优化，过去一般着重于塔身结构。但标准呼称高下的自立式铁塔，塔头重量占整塔重量的40%~50%。塔头结构优化不可忽视。众所周知，悬垂绝缘子串摇摆角是控制酒杯型塔头尺寸的主要因素。边导线横担比采用悬垂串的横担还长，对塔本身而言，综合效果并不显著；而中相采用V型串，两边相仍为悬垂串，俗称M型布置，只增加一串绝缘子，为此，将其立面设计成对称三角形拱形结构，跨矢比在1/4~1/5之间，与普通钢屋架相同，刚度较大；起拱后，虽将增加拱脚推力，但由于V型串挂点与拱脚共点，两串拉力产生的水平力始终指向横担中心，可抵消部分拱脚推力。

输电线路杆塔结构设计

浅谈输电线路杆塔结构设计 摘要：文章综述了我国高压输电线路铁塔结构设计方面的一些经验、看法和常被忽略的问题。对我国输电线路杆塔结构在荷载取值、结构优化、新材料应用等方面的研究进展加以介绍，并且根据研究现状和社会经济发展需求，提出今后研究需要进一步加强的内容。 关键词：输电线路；杆塔型；结构设计 abstract: this paper reviews some experience of the design of tower structure for hv transmission lines in china’s views and often overlooked problem. to introduce the research progress on load, structure optimization, the application of new materials and other aspects of china’s power transmission lines, and according to the current research status and the demand of social and economic development, puts forward the future research needs to further strengthen the content. key words: transmission line tower type; structural design; 中图分类号：tb482.2文献标识码：a文章编码： 引言 输电线路杆塔是支承架空输电线路导线和地线并使它们之间以