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我国钢筋混凝土电杆的历史、现状和发展趋势

时间:2014-12-16 08:02 来源:qzhaiyu.com 作者:海煜重工 点击:
在50年代初,我国开始采用工厂离心制造混凝土环形电杆(以下简称环形砼电杆)代替了解放前人工制造的方形、三角形等电杆。它比铁塔节约钢材、降低造价、减少维护等,并很快地被列入国家技术政策,同时也被供电部门所接受,并推广使用。起初用在35KV以下线路上,60年代已使用在220KV和110KV输电线路上。在220KV方面,北方曾采用拔稍杆不打拉线,南方大部分为打拉线等径杆。70年代初,又用于330KV输电线路,但这些杆都用预应力杆,运行中发现裂缝较多,使砼杆使用受到很大影响。

改革开放以来,工农业发展迅速,同样电力工业也得到了较快发展,同时对输电线路也提出了更高的要求,如线路走廊紧张、双回路(多回路)增多、城市环境的美化、不能使用拉线等等,对环形砼电杆提出了更高要求。因此必须提高根部抗弯和抗裂强度的要求,以满足需要。

80年代,无锡供电局首先提出了采用18m、21m拔稍部分预应力环形电杆,并在无锡县水泥制品厂试制成功,共投入运行几千支。接着又成功地试制了24m、27m的拔稍部分预应力环形电杆,获得了华东电管局科技二等奖。一致认为是对线路上一次重大的改革。

过去,一些制造厂主要选用了非预应力和预应力砼环形电杆,由于制造工艺陈旧、生产选材不严、高强度钢丝使用不匀、养护欠妥、砼标号不高等因素,造成制造抗弯强度不高和非预应力杆不到允许负载40%或预应力杆不到允许负载70%就出现了裂缝,严重影响了安全运行。虽然环形砼电杆已使用了三十多年,但在一定范围内,也限制了其发展。而用铁塔和钢管来代替。

随着技术进步,制造工艺提高,高强度钢筋的极限强度已达到17000kg/cm2左右,混凝土标号也达到C80左右,这都是为环形砼电杆提高抗弯强度提供了物质保证。

初始开发的部分预应力电杆,离心砼标号采用了C30,后接着又采用了C40。预应力钢筋采用进口调质刻痕钢筋,其极限强度为15000kg/cm2,非预应力钢筋用Ⅱ级钢,屈服限强度为3400kg/cm2。稍么为230cm,锥度为1/75,总长21m(分上段12m、下段9m),根部以上2m的允许弯矩已可达到147KN·m。

混凝土标号提高到C60后,又开发24m(10m+8m+6m)和27m(10m+8m+6m+3m)的杆,根部以上2m的允许弯矩分别为235KN·m和265KN·m。

现将21m、24m、27m技术数据列于表1。

型号 直径(cm) 混凝土标号 长度组合(m) 根部以上2m处允许弯矩(KN·m) 适用范围 耗钢量(kg) 参考价格(元)
稍径 根径
Φ230/Φ510-21 230 510 C60 12+9 150 35KV、110KV线路
不打拉线
500 4000
Φ270/Φ590-24 270 590 C60 10+8+6 240~260° 35KV双回路
110KV单、双回路
800 8300
Φ270/Φ630-27 270 630 C60 10+8+6+3 270~290° 110KV单、双回路
220KV双杆线路
1000 10500

允许弯矩是按SDGJ94-90要求计算,与实际试验结果相同。其上限是顶端加荷的三角形弯矩,照顾到各杆中部各点弯矩的允许值。实际上电杆的合力重心在杆顶以下,中部弯矩比三角形弯矩小,根部实际允许弯矩值有10%的裕度。

以上砼杆都通过反复加荷试验和安装起吊,均满足设计要求,特别是抗裂弯矩,设计为70%~80%允许弯矩,实际试验结果为80%~90%,在运行中很少发生裂缝,水泥杆运到现场和施工后也均没有发生裂缝。

以往城网中10KV、35KV配电线路一般均采用拔稍杆或等径杆,必须带拉线。这样就造成对交通、行人带来诸多不便,而且也影响了市容美观,采用铁塔则基础较大,一般须2m×2m面积,对城市道路有很大影响。

根据上述一些缺点,设计并制造成功了15m拔稍非预应力环形电杆,混凝土采用C40,离根部2m处弯矩强度达176KN·m。可以布置二回路GLJ-240导线带15°转角或LGJ-120导线带30°转角,也可用于带一回分支线。现已生产十余支,在无锡供电局范围内使用,效果较好。该杆共须300kg钢材和4000元/支,比同高度铁塔减少约1700kg钢材,节约费用10000余元,比同高度钢管塔减少约1200kg钢材,节约费用有12000元以上。

110KV杆型一般常用的有两种。一种是带拉线Φ300等径单支砼杆,导线为上字型或三角型排列,杆型主要优点为造价低,但一旦发生接线松动或断裂,往往会倒杆,影响安全,无锡供电局曾发生数次事故。打拉线对农田很不利,有的地方不同意打拉线。另一种是叉梁砼双杆,导线为水平排列,虽然不打拉线,但造价较高,且要求走廊比前者要宽。

针对上述二种杆型缺点,设计采用大拔稍部分预应力环形砼电杆,常用单、双回路杆型,见图1。
110KV单、双回路杆型图
图1 110KV单、双回路杆型图

技术条件:

1 适用于110KV的农村线路,导线LGJ-240,地线GJ-50,水平档距250m,垂直档距300m,最大风速V=30m/s,带转角3°;

2 适用于110KV的城市型线路,导线LGJ-240,地线GJ-50,水平档距100m,垂直档距150m,最大风速V=30m/s,带转角3°。

城市35KV双回路带10KV和0.4KV同杆线路见图2。
35KV带10KV,0.4KV同杆型图
图2 35KV带10KV,0.4KV同杆型图

技术条件:35KV导线LGJ-185~240;地线GJ-35;10KV导线,绝缘导线或铝绞线120~150。档距50m~80m。最大风速V=30m/s,带转角5°。

220KV常用的双杆水平排列等径砼电杆,为带拉线和叉梁,也可改为大拔稍不带拉线和叉梁的杆型,已在安徽省电力局内的220KV输电线路上应用。

在110KV输电线路上,以往采用工程实际计算情况为,带拉线等径砼环形杆每公里为15.5万元,双杆环形砼杆每公里为30万元,不带拉线大拔稍砼杆每公里25.5万元。以上均不计土地征用费。

大拔稍杆基础可采用灌注桩作套管或压管作套筒,在可以开挖的地方或城市也可用浅埋式杯口单独现浇基础。

C80混凝土的开发成功和国产调质刻痕钢筋强度的提高,则砼环形杆弯矩强度还可提高。经设计计算采用稍径230cm,锥度1/75,24m、27m、30m的砼环形部分预应力杆,根部以上2m的允许弯矩可提高到402、431、470KN·m。可应用于220KV不打拉线单杆线路上,并可代替铁塔,可望于今年开发成功,这对220KV输电线路深入市区供电提供了基础。
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