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一名电力职工对湖南电网倒塔的专业分析

作者:未知     文章来源:未知    更新时间:2008年02月25日      我要评论(0)
内容预览

         

 

 

 

        一名电力职工对湖南电网倒塔的专业分析

        我是一名电力职工,从事电力线路工作已16年,学的是输配电专业,即是通常讲的电力线路设计及运行检修专业, 看到08年01月26日对湖南电力倒塔抢修徇职3人的评论,以及多数人对对电力常识的误解, 我只想从我所学的专业和工作经历,讲一讲相关常识,尽量客观反映当前电力部门的工作,让所有有良知的人做出自已的正确判断。
    
  首先讲电力线路的杆塔,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。
  
    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。
  
    再说说专业名词:
  
    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。 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 b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。
  
    由此可见:
  
    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,这很好理解,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。
  
    还有一点我说明的是,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!
  

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