电力线路杆塔倒塔的原因分析

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白清蓝|责任编辑|2024-03-11 08:51:37
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【电力线路杆塔倒塔的原因分析】

资深电力电工分析电力倒塔的原因,电力线路杆塔倒塔的原因有哪些,有关电力线路杆塔中直线塔与耐张塔的作用,以及发生杆塔倒塔的原因,一起来了解下。

电力线路的杆塔,线路要架空就必须有两种杆塔——即一是直线塔、另一种是耐张塔,简单的比喻就是你要晒衣裳拉一根线,两端要固定在墙上,中间用竹杆撑起。

好了,直线塔就有了,竹杆就是直线塔,其作用就是挑起导线,一般只承受导线的自重,专业讲就垂直荷载。【电力线路杆塔倒塔的原因分析】

同时耐张塔也有了,即是晒衣裳固定的墙,所以电力线路线路最易出危险的是耐张塔,因为导线受张力架空后,沿导线纵向拉起的力全部挂在耐张塔上,即耐张塔要承受电力线路架空后的张力载荷,也就是要当成墙壁一样承受导线的拉力。

专业名词:

导线的标称截面,400/35,即400表示导线的铝股部分横截面积为400平方mm,35表示钢芯部分横截面积为35平方mm。

当前500kV高压送电线路多为该型导线,然后每相导线有4根,一条线路为3相导线,共12根导线,还有两根避雷线。 电力线路杆塔倒塔的原因分析。

湖南的倒塌线路就是这样的导线结构,架空在天上的共有14根线。

导线的自重,1米400/35导线的自重是1.511kg。

按湖南的多年的气象条件,设计时冰厚为10mm。导线上履10mm厚的冰后的增加重量计算是:1.04kg.计算式是y2=〔3.14×(d/2+b)^2-3.14×(d/2)^2〕×1000×0.9

是冰厚,d是导线直径,A是导线横截面积,冰密度0.9由此:每一米导线的上加冰后的重量是:1.511+1.04=2.551kg。

耐张塔正常设计时应承受的张力G是:
2.551×1000米×4根子导线×3相=30.612吨。取平均水平档距1000米(多数为500~700米,考虑山区的连续上山档等因素取1000米)

耐张塔的高度一般在20米左右。此30吨纵向拉力挂在塔上,对基础的扭力力距为20米,基础即按此不利的受力条件进行选取。

耐张塔身要承受的扭力即为抗拒30吨的扭力力矩。

而当履冰达到50mm厚时,代入计算式:y2=10.85
G=(10.85+1.511)*1000*4*3=148.332吨。

当冰厚为100mm时,y2=35.839
G=(35.839+1.511)*1000*4*3=448.2吨。

可见:
50mm的冰产生的张力是10mm冰的148.33/30.612=4.85倍。
100mm冰张力是10mm的448/30.612=16.63倍。

虽然线路设计取了2.5倍的安全系数。但是由于冰厚产生的荷载是平方关系的增长,耐张塔不可能按几十年不遇的天气条件来设计。如果为了抗拒100mm冰的而设计耐张塔,其塔身强度和基础强度都是不可想像的。

在线路工程的造价中,铁塔投资占20%。而三峡到上海的线路2000公里,塔量为2000基以上,总造价为40亿元。单位造价为200万元/公里,如要每基塔均增加投资去抗衡50~100mm冰,电力线路的总体投资翻10倍左右。即达到400亿,按此推算,当前电力建设每年建设电力线路均在5000公里左右。按10倍的关系,即光电力线路建设即达到1000个亿。而一个国家级的三峡工程也不过2000亿元。另外,电网投资均由电力企业自行投资,完全是为了保履冰而这样投资是不合理的,也不经济的,将会造成极大的浪费。

至于网友质疑,为何导线不断而塔倒的问题,这是因为耐张塔要承受不利的力矩效应(塔高20米),而导线只单纯的承受纵向张力。在所有的导线中心均用钢绞线进行承力,在履冰时,首先崩溃的一定是耐张塔,再才是倒塔的冲击力挣断导线。这就好比用绳子拴到一棵树上,用力扯绳子,断掉的一定是树根,因绳子只受纵向拉力,故先断的是树,树断后,对绳子产生冲击,再断绳子。

另有:湖南的事件中,徇职的是在电力线路上除冰时,由于导线受损后,突然断裂,倒塔和导线掉下地面伤到线下的工作人员造成。因为突然的断线无法预计,不除冰又影响送电运行,故造成事故难以避免。

另外,北方未倒塔的原因是:天气干冷,塔身不会凝冰,导线上只是有附着积雪,没有大量挂冰,而且在设计时冰厚就取得大,般在30mm左右。而湖南的事故中,导线上全部凝冰达50~100mm,塔身及绝缘子上全结成了水桶。这样多的额外荷载均由铁塔来承受,远远超出了国家规定的铁塔使用条件。不倒塔才不正常。说句极端的话,按100mm冰设计的定型塔图,估计国家当前还没有可选用的定型塔呢!

再有:电力线路工人的工作是十分辛苦的,高山大岭,均要每月到位一次巡线检查。一条线路往往几百公里,全靠人走,还要上塔工作,工作劳动强度很大,而待遇也不过是2k到3k之间。只是电力的宣传太少,外界了解不多,有所误解,这很正常。

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