本實(shí)用新型涉及一種輸電線路技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種樹(shù)型輸電線路塔。
背景技術(shù)：
為了降低電能輸送的成本，減少輸電走廊對(duì)土地的占用，采用特高壓等級(jí)線路和緊湊型輸電方式是兩條很有效的途徑，因此，特高壓輸電和緊湊型輸電在世界各國(guó)均被作為遠(yuǎn)距離大容量輸電的優(yōu)選方案。根據(jù)我國(guó)電能遠(yuǎn)距離輸送的需要，近幾年我國(guó)在大力推動(dòng)特高壓電網(wǎng)建設(shè)，緊湊型輸電線路通過(guò)對(duì)導(dǎo)線的優(yōu)化排列，將三相導(dǎo)線置于同一塔窗內(nèi)，三相導(dǎo)線間無(wú)接地構(gòu)件，達(dá)到提高自然輸送功率，減少線路走廊寬度，提高單位走廊輸電容量。近年來(lái)隨著我國(guó)土地資源的日益緊缺，緊湊型線路在我國(guó)也得到了大力的發(fā)展，為了節(jié)約土地資源，線路走廊經(jīng)常通過(guò)林區(qū)、風(fēng)景區(qū)等，在風(fēng)景區(qū)中樹(shù)立常規(guī)的輸電線路塔既破壞環(huán)境協(xié)調(diào)感，且由于樹(shù)林茂密，不利于線路安全運(yùn)行。
專利文獻(xiàn)CN102296864 A公開(kāi)的一種用于特高壓同塔雙回緊湊型輸電線路的新型塔型，其由上側(cè)橫擔(dān)、V型絕緣子串、I型中直串、下相柔性絕緣子、下側(cè)橫擔(dān)和塔身組成，1)上層橫擔(dān)和下層橫擔(dān)之間掛裝兩回6相特高壓等級(jí)導(dǎo)線；2)上側(cè)兩相導(dǎo)線懸掛于同一橫擔(dān)上，且該橫擔(dān)無(wú)側(cè)邊曲臂；3)下相導(dǎo)線由上、下絕緣子從相反方向施加拉力固定；4)固定下相導(dǎo)線的下側(cè)絕緣子采用了柔性絕緣子，既使導(dǎo)線有一定彈性活動(dòng)空間，又控制了導(dǎo)線的橫向位移。該專利固定下相導(dǎo)線的下側(cè)絕緣子采用了柔性絕緣子，既使導(dǎo)線有一定彈性活動(dòng)空間，但該專利不適用于林區(qū)環(huán)境，破環(huán)了環(huán)境協(xié)調(diào)感，沒(méi)有限制和調(diào)整絕緣子串的搖擺角度，穩(wěn)定性不高，不利于線路的安全運(yùn)行。
專利文獻(xiàn)CN204126354U公開(kāi)的一種高壓輸電塔包括塔基(1)、塔腳(2)、塔身(3)、塔頂(4)和橫擔(dān)(5)，所述的塔基(1)、塔腳(2)、塔身(3)和塔頂(4)由下到上依次連接，所述的橫擔(dān)(5)設(shè)置在塔頂(4)上，所述的橫擔(dān)(5)上設(shè)有絕緣子串，所述的塔腳(2)、塔身(3)和塔頂(4)均由橫材、斜材和腹桿通過(guò)螺釘固定構(gòu)成四棱柱桁架結(jié)構(gòu)。該專利塔桿采用四棱柱桁架結(jié)構(gòu)并且材料為高強(qiáng)鋼，但該專利穩(wěn)定性沒(méi)有三角截面的塔身穩(wěn)定，且不適用于林區(qū)環(huán)境，破環(huán)了環(huán)境協(xié)調(diào)感，沒(méi)有限制和調(diào)整絕緣子串的搖擺角度，穩(wěn)定性不高，不利于線路的安全運(yùn)行。
專利文獻(xiàn)CN105464446 A公開(kāi)的一種雙回路輸電塔包括豎直設(shè)置的塔身(1)和分別設(shè)置在所述塔身(1)上下兩端的塔頭(2)和基礎(chǔ)(3)，所述塔頭(2)包括塔窗(4)、設(shè)置在所述塔窗(4)上部?jī)啥说牡鼐€支架(5)和設(shè)置在所述塔窗(4)內(nèi)的回路導(dǎo)線；所述基礎(chǔ)(3)包括混凝土基礎(chǔ)(6)和設(shè)置在所述混凝土基礎(chǔ)(6)上端的承臺(tái)(7)。該專利具有很好的電塔抗扭性，但該專利不適用于林區(qū)環(huán)境，破環(huán)了環(huán)境協(xié)調(diào)感，沒(méi)有限制和調(diào)整絕緣子串的搖擺角度，穩(wěn)定性不高，不利于線路的安全運(yùn)行。
在背景技術(shù)部分中公開(kāi)的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對(duì)本實(shí)用新型背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成在本國(guó)中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于上述問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施提供了一種適用于林區(qū)環(huán)境，和環(huán)境協(xié)調(diào)，穩(wěn)定性高，確保線路的安全運(yùn)行且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，滿足電氣間隙、檔距和位置尺寸的樹(shù)型輸電線路塔。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種樹(shù)型輸電線路塔包括沿著所述樹(shù)型輸電線路塔重力方向固定于地面的塔腳、由三角形截面構(gòu)成的塔身、布置在所述塔身上的塔頭，所述塔頭上間隔布置多個(gè)向上彎曲的樹(shù)型支架，所述樹(shù)型支架水平設(shè)置橫擔(dān)，所述橫擔(dān)設(shè)有連接輸電線路的絕緣子串。
優(yōu)選地，所述絕緣子串的搖擺角角度為：
其中，Pj為絕緣子串的風(fēng)壓(N)；p為每相輸電線路單位長(zhǎng)度風(fēng)荷載(N/m)；Lh為水平檔距(m)；Gj為絕緣子串的重量(N)；W為每相輸電線路單位自重(N/m)；Lv為垂直檔距(m)。
優(yōu)選地，位于塔身下相的所述絕緣子串的搖擺角角度為51.49度，位于塔身中相的所述絕緣子串的搖擺角角度為54.42度，位于塔身上相的所述絕緣子串的搖擺角角度為56.72度。
優(yōu)選地，所述塔頭間隔布置下相、中相和上相樹(shù)型支架，下相樹(shù)型支架包括左側(cè)下相樹(shù)型支架和右側(cè)下相樹(shù)型支架，中相樹(shù)型支架包括左側(cè)中相樹(shù)型支架和右側(cè)中相樹(shù)型支架，上相樹(shù)型支架包括左側(cè)上相樹(shù)型支架和右側(cè)上相樹(shù)型支架。
優(yōu)選地，所述下相樹(shù)型支架從塔頭向外延伸960毫米的水平距離，所述中相樹(shù)型支架從塔頭向外延伸1180毫米的水平距離，所述上相樹(shù)型支架從塔頭向外延伸1270毫米的水平距離。
優(yōu)選地，所述下相樹(shù)型支架和所述中相樹(shù)型支架的橫擔(dān)之間相距1080mm的垂直距離，所述中相樹(shù)型支架和所述上相樹(shù)型支架的橫擔(dān)之間相距1140mm的垂直距離。
優(yōu)選地，同側(cè)的相鄰兩個(gè)所述橫擔(dān)上的絕緣子串至少間隔一個(gè)絕緣子串的長(zhǎng)度。
優(yōu)選地，所述絕緣子串為I型絕緣子串。
優(yōu)選地，所述樹(shù)型輸電線路塔的距邊輸電線路投影X m處的干擾場(chǎng)強(qiáng)為：
式中：
Ex——距邊輸電線路投影X m處干擾場(chǎng)強(qiáng)，dB(μV/m)；
E——距邊輸電線路投影20m處干擾場(chǎng)強(qiáng)，dB(μV/m)；
X——距邊輸電線路投影距離，m；
H——邊輸電線路在測(cè)點(diǎn)處對(duì)地高度，m；
h——測(cè)量?jī)x天線的架設(shè)高度，m；
k——衰減系數(shù)。
優(yōu)選地，所述橫擔(dān)為水平的高強(qiáng)度鋼管，所述塔身和塔頭由高強(qiáng)度鋼管構(gòu)成。
優(yōu)選地，所述塔腳設(shè)有插入地下的固定件。
本實(shí)用新型的樹(shù)型輸電線路塔適用于林區(qū)環(huán)境，和環(huán)境協(xié)調(diào)一致。通過(guò)限定和調(diào)整搖擺角，使得本實(shí)用新型在大風(fēng)、雷電等條件下也確保線路的安全運(yùn)行且三角截面的塔身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、受力可靠，本實(shí)用新型滿足電氣間隙、檔距和位置尺寸的要求且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠使得本實(shí)用新型的技術(shù)手段更加清楚明白，達(dá)到本領(lǐng)域技術(shù)人員可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施的程度，并且為了能夠讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，下面以本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行舉例說(shuō)明。
附圖說(shuō)明
通過(guò)閱讀下文優(yōu)選的具體實(shí)施方式中的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。說(shuō)明書附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。顯而易見(jiàn)地，下面描述的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。而且在整個(gè)附圖中，用相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
在附圖中：
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的樹(shù)型輸電線路塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的解釋。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本實(shí)用新型，并且能夠?qū)⒈緦?shí)用新型的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
需要說(shuō)明的是，在說(shuō)明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可以理解，技術(shù)人員可能會(huì)用不同名詞來(lái)稱呼同一個(gè)組件。本說(shuō)明書及權(quán)利要求并不以名詞的差異來(lái)作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來(lái)作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在通篇說(shuō)明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”或“包括”為一開(kāi)放式用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。說(shuō)明書后續(xù)描述為實(shí)施本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說(shuō)明書的一般原則為目的，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
為便于對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以具體實(shí)施例為例做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明，且各個(gè)附圖并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。
為了更好地理解，圖1為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的樹(shù)型輸電線路塔的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)用新型實(shí)施例將結(jié)合圖1進(jìn)行具體說(shuō)明。
如圖1所示，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例提供了一種樹(shù)型輸電線路塔，樹(shù)型輸電線路塔包括沿著所述樹(shù)型輸電線路塔重力方向固定于地面的塔腳1、由三角形截面構(gòu)成的塔身2、布置在所述塔身2上的塔頭3，所述塔頭3上間隔布置多個(gè)向上彎曲的樹(shù)型支架4，所述樹(shù)型支架4水平設(shè)置橫擔(dān)5，所述橫擔(dān)5設(shè)有連接輸電線路的絕緣子串6，所述絕緣子串6的搖擺角Φ角度為：
其中，Pj為絕緣子串的風(fēng)壓(N)；p為每相輸電線路單位長(zhǎng)度風(fēng)荷載(N/m)；Lh為水平檔距(m)；Gj為絕緣子串的重量(N)；W為每相輸電線路單位自重(N/m)；Lv為垂直檔距(m)。
本實(shí)用新型的樹(shù)型輸電線路塔以樹(shù)木形狀為基礎(chǔ)，與天然林區(qū)的自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，適應(yīng)山區(qū)邊坡處立塔，同時(shí)考慮了結(jié)構(gòu)受力和電氣間隙要求。本實(shí)用新型的樹(shù)型輸電線路塔的塔身2采用高強(qiáng)度鋼管構(gòu)造成三角型截面以確?？煽啃?。三角形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力特性如下：1三角形塔與方形塔鐵塔結(jié)構(gòu)形式類似，地線支架及橫擔(dān)與塔身連接略有不同，腿部隔面布材相似；2三角形塔與方形塔的主要受力主材及斜材控制工況均相同，三角形塔地線支架及導(dǎo)線橫擔(dān)主材內(nèi)力比方形塔大10％～20％，三角形塔的其中一條腿則為受拉強(qiáng)度控制；3三角形塔計(jì)算重量比方形塔小約5％～10％，采用三角形塔，可在一定程度上減少鋼材指標(biāo)，降低工程造價(jià)。4三角形塔可降低混凝土及鋼材指標(biāo)，同時(shí)基面及基坑土方量降低；三角形塔塔位選擇靈活；三角形塔的征地面積僅為方形塔征地面積的55％～70％左右，征地面積的降低可降低工程造價(jià)；三角形塔的環(huán)保效益高于方形塔。鐵塔采用三角形斷面具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
橫擔(dān)采用單根鋼管構(gòu)造，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力可靠。本實(shí)用新型的絕緣子串6的搖擺角Φ角度為保證了線路安全運(yùn)行以及塔頭2的電氣間隙、檔距中輸電線路間的距離和防御檔距中雷電繞擊或反擊導(dǎo)線所需要的導(dǎo)、地線相對(duì)布置尺寸。
在一個(gè)實(shí)施例中，位于塔身2下相的所述絕緣子串6的搖擺角Φ角度為51.49度，位于塔身2中相的所述絕緣子串6的搖擺角Φ角度為54.42度，位于塔身2上相的所述絕緣子串6的搖擺角Φ角度為56.72度。該搖擺角能夠兼顧檔距、電氣間隙等，保證了線路安全運(yùn)行。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述塔頭3間隔布置下相、中相和上相樹(shù)型支架，下相樹(shù)型支架包括左側(cè)下相樹(shù)型支架7和右側(cè)下相樹(shù)型支架8，中相樹(shù)型支架包括左側(cè)中相樹(shù)型支架9和右側(cè)中相樹(shù)型支架10，上相樹(shù)型支架包括左側(cè)上相樹(shù)型支架11和右側(cè)上相樹(shù)型支架12。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述下相樹(shù)型支架從塔頭3向外延伸960毫米的水平距離，所述中相樹(shù)型支架從塔頭3向外延伸1180毫米的水平距離，所述上相樹(shù)型支架從塔頭3向外延伸1270毫米的水平距離。通過(guò)對(duì)上述尺寸的進(jìn)一步限定，進(jìn)一步保證了線路安全運(yùn)行。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述下相樹(shù)型支架和所述中相樹(shù)型支架的橫擔(dān)5之間相距1080mm的垂直距離，所述中相樹(shù)型支架和所述上相樹(shù)型支架的橫擔(dān)5之間相距1140mm的垂直距離。這進(jìn)一步保證塔運(yùn)行檢修人員的必要安全間隙。
在一個(gè)實(shí)施例中，同側(cè)的相鄰兩個(gè)所述橫擔(dān)2上的絕緣子串6至少間隔一個(gè)絕緣子串的長(zhǎng)度。進(jìn)一步，絕緣子串的長(zhǎng)度為0.4m，因此，同側(cè)的相鄰兩個(gè)所述橫擔(dān)2上的絕緣子串6之間至少有0.4m的間隙圓的空間距離。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述絕緣子串6為I型絕緣子串。金具和絕緣子組合形成的絕緣子串在送電線路中起著連接鐵塔和導(dǎo)線的重要作用，線路的絕緣子串長(zhǎng)期在大自然環(huán)境中運(yùn)行，除承受導(dǎo)、地線自身荷載外，還承受其覆冰和風(fēng)的荷載。線路絕緣子串的選型除了要滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求外，還可根據(jù)其適用的塔型結(jié)構(gòu)形式來(lái)確定。
在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)計(jì)輸電線路塔時(shí)，計(jì)算了無(wú)線電干擾的橫向分布，以便根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高壓交流架空送電線無(wú)線電干擾限值》GB 15707-1995規(guī)定的允許干擾水平限值來(lái)確定其影響范圍。
0.5MHz時(shí)高壓交流架空送電線的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)可由下式計(jì)算：
式中：
E——無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)，dB(μV/m)；
R——導(dǎo)線半徑，cm；
D——被干擾點(diǎn)距輸電線路的垂直距離，m；
gmax——導(dǎo)線表面最大電位梯度，kV/cm。
根據(jù)式F2計(jì)算出高壓交流架空送電線三相導(dǎo)線的每相在某一點(diǎn)產(chǎn)生的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)，如果有一相的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)值至少大于其余的每相值3dB(μV/m)，則高壓交流架空送電線路無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)即為該場(chǎng)強(qiáng)值，否則按式F3計(jì)算。
式中：
E——高壓交流架空送電線路無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)，dB(μV/m)；
E1，E2——三相導(dǎo)線中的最大兩個(gè)無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)，dB(μV/m)。
式F3計(jì)算得到的是好天氣時(shí)50％時(shí)間概率下的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)值，對(duì)于80％時(shí)間概率，具有80％置信度的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)值可由該值增加6～10dB(μV/m)得到。
所述樹(shù)型輸電線路塔的距邊輸電線路投影X m處的干擾場(chǎng)強(qiáng)為：
(F1)式中：
Ex——距邊輸電線路投影X m處干擾場(chǎng)強(qiáng)，dB(μV/m)；
E——距邊輸電線路投影20m處干擾場(chǎng)強(qiáng)，dB(μV/m)；
X——距邊輸電線路投影距離，m；
H——邊輸電線路在測(cè)點(diǎn)處對(duì)地高度，m；
h——測(cè)量?jī)x天線的架設(shè)高度，m；
k——衰減系數(shù)。進(jìn)一步地，對(duì)于0.15～0.4MHz頻段，k取18；對(duì)于大于0.4MHz直至30MHz頻率，k取16.5。
進(jìn)一步地，為了更加精確，高壓交流送電線無(wú)線電干擾值的頻率修正可以按下列公式計(jì)算：
(f4)式中：
ΔE——相對(duì)于0.5MHz的干擾場(chǎng)強(qiáng)的增量，dB(μV/m)；
f——頻率，MHz。
其中，式F4的適用頻率為0.15～4MHz。
更進(jìn)一步地，對(duì)于同桿架設(shè)的多回線路，每相導(dǎo)線產(chǎn)生的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)可分別按式F1計(jì)算，然后將同名導(dǎo)線產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)幾何疊加，即
式中：
Ei——多回線路第i相導(dǎo)線在參考點(diǎn)的合成無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)；
Eik——第k回線路的第i相導(dǎo)線在參考點(diǎn)的無(wú)線電干擾場(chǎng)強(qiáng)。
本實(shí)用新型可根據(jù)需要的無(wú)線電干擾特性調(diào)整橫擔(dān)5或絕緣子串6的位置和距離以獲得更好的輸電性能。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述橫擔(dān)5為水平的高強(qiáng)度鋼管，所述塔身2和塔頭3由高強(qiáng)度鋼管構(gòu)成。
盡管以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方案和應(yīng)用領(lǐng)域，上述的具體實(shí)施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說(shuō)明書的啟示下和在不脫離本實(shí)用新型權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本實(shí)用新型保護(hù)之列。