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行業資訊

預應力水泥電線桿用在500kV超高壓輸電線路

 加入時間:2013-06-25 11:25    點擊:
     自從常株500kv輸電線路建成以來,超高壓輸電線路逐漸作為長距離、大容量輸電的主要電網,在我國的國民經濟生活中發揮著越來越重要的作用。目前,這種超高壓電線桿主要是用鐵塔作為支撐結構的,而以預應力混凝土水泥電線桿為主體的桿塔,由于多種原因,尚不多見。據筆者所知,迄今在葛常株、五云、五崗等三條500kV線路中已建成百余基桿塔,并投入運行,情況良好,盡管數量不多,但在雄偉的超高壓輸電線路中仍不失為一道獨特的風景線。

1、這種500kV超高壓輸電線路水泥電線桿的主要技術指標

  500kV線路中桿塔所使用的預應力混凝土電桿主要是500等徑電桿,考慮到工程自身的需要,以
及制造、運輸、安裝生產等的需要,尤其是施工現場的人抬運輸的需要,電桿的設計長度為6m、4 5m兩種長度規格。
  主要技術指標有:
水泥電線桿標準彎矩:76.12kN .m
水泥電線桿 抗裂彎矩:70.00kN.m
水泥電線桿極限彎矩:137.02kN.m
水泥電線桿破壞彎矩:164.42kN m
水泥電線桿設計強度安全系數:k:1.8
水泥電線桿設計抗裂安全系數:kfO.9
水泥電線桿承載力檢驗系數:β=2 16
 水泥電線桿重量:6m桿<1.2t,4.5m桿<0.9t
  廣泛應用于220kV輸電線路的叫Φ400等徑預應力混凝土電桿相比,Φ500電桿的標準彎矩等各項指標均有較大提高,如作為耐張桿塔主體的Φ400電桿的標準彎矩僅為46.03kN.m,因此在技術上而言.Φ500電桿是較先進的,其應用前景應是廣泛的。

2、這種500kV超高壓輸電線路水泥電線桿的主要生產設備

    生產預應力混凝土水泥電線桿的主要設備有:預應力鋼筋骨架制作設備、混凝土攪拌樓、張拉裝置、離l心成型機、養護窯及橋式起重機等。
    對鋼筋進行張拉以施加預應力,是形成水泥電線桿“生命力”一一預應力的關鍵一環。普通鋼筋混凝土電桿,由于混凝土的極限拉應變僅為(O J~O 5)×lO~,以致其抗裂性很差,剛度低、撓度大。而預應力混凝土水泥電線桿在承載前即在受拉區先形成了預壓應力,在投入使用后的荷裁作用下又產生拉應力,:者迭加僅有很小的拉應力,也可能是壓應力、由于預壓應力全部或部分抵消外載引起的拉應力,從而延緩了裂縫的出現,減小了裂縫的寬度。因此,預應力混凝土電桿可采用高強材料,并具有截面小、自重輕、剛度大和抗裂好的優點。中500電桿就擁有上述優點,但由于電桿的直徑較大,常規的張拉裝置已不適應這種大直徑電桿的生產,為此我們設計、制作了一種內拉式的張拉裝置,詳見圖四。實際生產表明,這一設備設計簡潔、使用便捷、維護方便、經久耐用。

3、這種500kV超高壓輸電線路水泥電線桿的主要生產工藝

    水泥電線桿生產中采用的脫水密實成型工藝是混凝土制品生產中一種特別、也是應用廣泛的工藝——離0成型工藝,它是由離l心力將混合料擠向模壁,從而排出混合料中的空氣和多余的水分(2(1%~30%),使其密實并獲得較高的強度的一種工藝..為確保強度,離l心速度和離心時間的合理選擇,即制訂優選的離0制度是獲得高強度混凝土的先決條件,而不恰當的離心制度不是帶來電桿內、外表面的各種質量問題,就是可能會形成混凝土層內、外分層的嚴重缺陷,
    與其它種類電桿相比,中500電桿的養護極為重要,這是混凝土高強度形成的關鍵階段。我們知道,結構形成和結構破壞是貫徹于蒸汽養護過程中的一對主要矛盾。蒸汽養護中,在凝聚結構初步形成、強度快速增長的同時,部分晶體仍在增長,由此嚴生的結晶壓力導致了結構內部拉應力的出現.必然使結構削弱,即導致強度受到損失。因此,制訂合理、高效的養護制度對形成高強度的混凝土至關重要。
    實際生產表明,我們制訂的離心制度和養護制度都是可行的、也是高效的。

4、這種500kV超高壓輸電線路水泥電線桿的市場前景

    目前在500kv超高壓輸電線路中,以預應力混凝土電桿為主體的桿塔的應用限制,不在于技術、不在于經濟、不在于耐久性,而在于觀念,不少人總擔l心在超高壓線路這樣重要的電網中,電桿是否可靠?是不是會在惡劣天氣或突發事故中發生倒桿?筆者認為,這種擔l心主要源于對電桿本身缺乏了解,對科學計算和模擬試驗缺乏了解,對過去成功應用的范例缺乏了解。除國內已有成功應用外,據介紹,前蘇聯在上個世紀八十年代就在超高壓線路中大量使用了預應力混凝土電桿。1991年我國原能源部曾組織一批專家赴蘇考察,他們發現,外國同行在這方面的觀念已大大超越了我們,當然他們的設計理念有別于我們,他們的生產工藝有別于甚至超越了我們,他們的運行觀念也有別于我們。據了解,在前蘇聯,當運行中的電桿桿身出現了Im左右長、5—8ITlI]q寬的裂縫后,他們認為,只要作了適當處理,仍然不影響運行安全。
    突破了觀念的限制,進一步提高設計水平和生產水平后,在超高壓電線路中,預應力混凝土電桿必然會迎來新的廣闊的前景,尤其是在當前三峽送出工程和西電東送工程緊鑼密鼓之時,Φ500電桿應會面臨新的機遇和挑戰,這時我們還會認識到在防盜、征地、運行維護等許多方面,桿塔也有著鐵塔不能相比的優勢,預應力電桿應占據、也能占據的地位

5、這種500kV超高壓水泥電線桿的質量控制要點

  合格、優良的電桿是確保線路運行安全和運行壽命的基礎,因此,電桿生產中控制每根電桿的質量是相當重要的,應主要在以下五個方面加以控制。第一,應對所有的生產人員進行培訓,應讓每個人都知道自己在生產中應密切注意哪些環節,理解并真正執行各種工藝制度及工藝規程,掌握電桿國家標準(c134623—94)的具體要求和關鍵參數,嚴格執行國家標準。第二,要確保所有投入使用的設備狀態良好,能順利完成各道工序,對不適應的設備要針對性地進行改造,如上述對張拉設備的重新設計制作。設備的落后或不適應必然帶來產品的缺陷或不合格。第三,材料的控制也是保證產品質量的關鍵方面。由于電桿自身看似簡單的特點,容易忽略其原材料的質量,而這必然會導致批量的質量問題。對所有的原材料進廠后都要檢驗,不合格的原材料絕不能投入生產。第四,各道生產工藝的制訂應嚴肅對待,不同的產品,哪怕區別不大,或僅某一個參數不同,也完全可能應有不同的工藝,如西500電桿的離0制度就與~400電桿的差別較大,不加區別是不能有效控制好產品質量的。第五,生產環境也很重要,盡管電桿是較笨重的產品,但不良的環境是難以生產出優良產品的。例如電桿脫模時,如脫場地不平,由于電桿脫模時的強度只有設計強度的70%,極有可能導致電桿摔斷或產生一時難以發現的嚴重缺陷。

6、這種500kV超高壓水泥電線桿的經濟分析

  與鐵塔相比,桿塔的優勢是相當明顯的,這主要是由于桿塔的鋼材使用量大大降低的原故。以36m呼稱高的桿塔與鐵塔(中南電力設計院設計的ZBI型直線塔)相比,

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