20千伏线路转角杆研究

  在我国配电架空线路上，普遍采用锥度为1/75，梢径为Φ190-230毫米钢筋混凝土单杆，主要在许用弯矩较小的线路直线杆上使用，线路转角杆由于要承担导线的张力、自重和风荷载，杆身许用弯矩随着线路转角而增大，一般采用铁塔、钢杆、带拉线水泥杆三种形式，采用铁塔、钢杆价格高，而带拉线混凝土杆占地面积大、影响行人通行，不利于环境美化，常规的钢筋混凝土杆强度值偏低、可选择余地小。随着经济的发展，用电负荷攀升，线路导线越来越粗，线路通道越来越少，钢筋混凝土杆作为配电线路上主力杆型品种，研制新形式、新品种、高承载能力的高强度钢筋混凝土杆型已成为必然。

  配电架空线路上使用高强度混凝土转角杆，不仅可降低耗钢量，还可以减小占地面积，混凝土杆其抗腐蚀性能要优于铁塔和钢杆，运行维护简便，高强度混凝土转角杆设计研究是落实科学发展观，全面建设资源节约型、环境友好型电网的具体举措，符合全寿命周期设计理念，在我国配网建设中具有广阔的应用前景 。

  一、混凝土电杆设计

  主要设计标准、规程规范

  《66kV及以下架空电力线路设计规范》(GB 50061-2010）

  《电力规程高压送线路设计手册》（东北电力设计院）

  《输变电钢管结构制造技术条件》(DL/T 646-2012)

  《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)

  《环形混凝土电杆》(GB/T4623-2006)

  《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154-2012)

  二、转角杆设计使用条件

  根据导线布置形式分双回路垂直布置、双回路三角布置；

  适用导线:LGJ-240/30、 JKLYJ-10/240及以下   安全系数取8

  转角杆的分类:30°转角杆，60°转角杆，90°转角杆；

  使用档矩:水平档距为60m、垂直档距为80米

  气象条件：华东Ⅱ级

  三、高强度钢筋混凝土杆设计

  依据 《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》 DL/T5154-2012, 因导线布置不同对荷载取最大值计算总弯矩，计算时需考虑附加弯矩的影响，计算总弯矩的标准值乘1.15得最终计算的电杆根部弯矩的标准值，部分转角杆根部许用弯矩标准值、设计值见下表

  部分预应力高强度混凝土杆有着较好的抗裂、抗剪、抗弯性能，填补了普通非预应力直线杆和转角钢管杆之间的空缺，减少了钢管杆在线路中的使用，具有良好的技术经济性能。

  部份预应力电杆合理的利用了预应力钢筋施加预应力后对砼杆段增强了抗裂和抗挠性能，可以有效的控制砼杆段受荷载后产生的横向裂缝，提高砼杆段的刚度和弹性。非预应力钢筋则很好的弥补了砼杆段的抗拉弯矩。所以设计要求预应力钢筋选用Dt级（五级钢筋）高强度、低松驰合金钢棒，抗拉强度≥1420N/mm2。制造工艺以设置钢圈、锚固张拉技术等。非预应力钢筋宜选用强度高，焊接性能好的 “C”级螺纹钢筋。

  水泥选用高标号普通硅酸盐水泥

  在部份预应力高强度砼电杆制造技术中，高标号砼起到很重要的作用，高标号砼可以增强张拉后预应力钢筋的握裹力，减少预应力张拉值的损失，改善杆段外表的光洁度，控制杆段荷载后产生的裂缝，提高杆段使用寿命。

  钢箍接头的焊接和法兰盘制作加工要求

  部份预应力杆的钢箍接头焊接时，除了按照有关规范焊接外，必须在电杆接头处二侧钢箍的端部，采取有效的降温措施，以防止预应力钢筋退火和钢箍端部混凝土开裂。为满足道路改拓建、减少施工停电时间，设置根部法兰，须满足以下技术要求：

  根部用法兰与基础底脚螺丝连接，制造质量要求均需符合GB/T4623-2006国家标准制造工艺要求：钢圈、法兰盘材质：Q235。杆顶钢圈需热镀锌防腐处理，组装连接后的杆段垂直度≤杆长的0.15%，根部法兰和钢圈需做防腐处理，法兰盘制作和焊接应符合DL/T646-2006标准的要求。

  四、高强度混凝土杆型设计

  部分预应力高强度混凝土电杆根部强度按《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》 DL/T5154-2012中公式计算:

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  20千伏架空线路导线的线间矩离，按《66kV及以下架空电力线路设计规范》中公式计算要求确定,下表是部分20千伏双回路杆型

  五、实现关键技术突破

  在配电线路应用高强度混凝土转角杆，在这方面没有任何经验可供参考，困难比较大，许多工作都从零起步，通过对国内外混凝土杆设计、加工标准和规范研究，深入对比分析中外设计理念、方法等方面的差异，相关技术人员重点解决杆段断面构造、高强钢配比、法兰连接、杆段锥度、离心速度等设计、加工关键技术问题，进行了大量的对比试验，逐一确定最适合我国实际情况的材料。形成国内首个高强度混凝土转角杆设计标准化成果，形成高强度混凝土杆、法兰、加工技术条件。这些细致的工作，为高强度混凝土杆在配电线路成功应用奠定了基础。

  六、工程应用验证

  通过工程实例应用 20千伏混凝土转角杆，强度达到钢管杆和铁塔的同样要求，也同样适用于10千伏配电线路，节省了可贵的钢材资源，较好地落实了建设资源节约型、环境友好型配电网的理念。作为设计研究部门要转变配电网发展方式，积极研究应用新颖型杆，抗挠性优于钢管杆，采用部分预应力能更好地发挥了混凝土的抗裂性、耐腐性能、延长使用寿命、减少运行维护费用，根部用法兰连接基础施工方便，所需停电时间短，占地面积小，耗钢量可节省约60%。

  高强度混凝土转角杆的使用降低了资源消耗，符合节约创新发展战略，为节能减排保护环境起到了积极作用，达到了研究预期效果。在节能环保方面做出设计部门及生产企业应有的努力。