电缆终端塔支架与塔身节点模块化连接的设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电缆终端塔支架与塔身的连接，尤其是一种电缆终端塔支架与塔身节 点模块化连接的设计方法。
【背景技术】
[0002] 现有常规输电线路电缆终端塔支架的主要结构如图1-3所示，该结构形式将电缆 终端塔支架依托在电缆终端塔塔腿底部横隔面及主材受力节点上，从支架至塔身主材荷载 传力清晰，结构形式合理。
[0003] 然而，这种传统的节点连接方式使得对于不同的塔型模块，甚至同一塔型的不同 呼高，由于上、下节点连接处三维坐标位置的变化要求对每一具体的塔型及呼高均需单独 设计电缆终端塔支架。电缆终端塔支架设计属于典型的三维空间结构设计，杆件空间位置 关系、截面形式及长度等参数的确定过程纷繁复杂。显然，现有的这种结构设计方法不仅显 著增加了设计人员的工作量，导致工作效率低下，同时不同设计人员绘图水平的差异也使 得电缆终端塔支架结构设计图纸的绘制情况良莠不齐，给电缆终端塔的制造、安装和运行 带来了不必要的安全隐患。因此，有必要积极响应输电线路杆塔结构通用化设计的基本要 求，开展电缆终端塔支架结构的模块化设计研究。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于对电 缆终端塔支架进行模块化分级基础上的电缆终端塔支架与塔身节点模块化连接的设计方 法，其只需调整局部螺孔位置和少量的杆件信息就能实现模块化电缆终端塔支架与任意终 端杆塔的有效互连。
[0005] 为此，本发明采用如下的技术方案：电缆终端塔支架与塔身节点模块化连接的设 计方法，其步骤如下：首先，确定在电缆终端塔支架处导线对杆塔结构及导线间间隙的基本 要求，并以此为依据确定电缆终端塔支架的基本尺寸；然后，开展通用模块下电缆终端塔塔 腿部位尺寸调查，着重统计塔身坡度、塔腿高度、塔腿分段及节间高度分布等参数，以此为 依据合理确定模块化区间及数量；最后，设计三维节点连接方式。
[0006] 本发明设计的三维节点连接方式能够满足在保证模块化平台结构（即电缆终端 塔支架）不需做过多调整的基础上，与终端塔主体结构实现有效、可靠连接的要求。
[0007] 进一步，所述的导线对杆塔结构及导线间间隙要求，指相关规程规范中对电缆终 端头与避雷器水平距离的基本要求、电缆终端头所在位置导线间线线距离的最小要求及电 缆终端头与杆塔塔身的最小水平距离要求。
[0008] 进一步，所述的通用模块是国家电网公司输变电工程通用设计110kV电压等级下 的杆塔模块。
[0009] 进一步，所述的三维节点连接方式如下：所述电缆终端塔支架与塔身的连接主要 通过位于上端连接处的第一连接单元和位于下端连接处的第二连接单元连接；所述的第一 连接单元包括第一角钢、第二角钢、纵向排列在第一角钢上的二个节点和纵向排列在第二 角钢上的三个节点，第一角钢位于塔身横隔面处，第二角钢位于电缆终端塔支架左侧，所述 的第一、二角钢采用"背靠背"螺栓连接；所述的第二连接单元包括第三角钢、第四角钢、纵 向排列在第三角钢上的二个节点和纵向排列在第四角钢上的三个节点，第三角钢依附于塔 腿处，第四角钢位于电缆终端塔支架左侧，所述的第三、四角钢采用"背靠背"螺栓连接（即 两角钢背靠背并采用螺栓连接）。当被连接塔身坡度与模块化设计坡度有误差时，"背靠背" 的连接方式可以做适当伸缩调整。
[0010] 进一步，位于节点处的杆件采用节点板与相应的角钢连接。
[0011] 本发明具有的有益效果体现在：只需调整局部螺孔位置和少量的杆件信息，就能 实现模块化电缆终端塔支架与任意终端杆塔的有效互连，有效减少了设计工作量，提高了 设计效率和设计质量，并保证了设计成果的统一性和可靠性。
【附图说明】
[0012] 图1为常规输电线路电缆终端塔支架的主要结构图。
[0013] 图2为图1的1-1剖面图。
[0014] 图3为图1的2-2剖面图。
[0015] 图4为本发明电缆终端塔支架平面尺寸关系示意图。
[0016] 图5为本发明电缆终端塔支架的结构示意图。
[0017] 图6为图5的1-1剖面图。
[0018] 图7为图6中A处的节点图。
[0019] 图8为图7的横截面图。
[0020] 图9为图5的2-2剖面图。
[0021] 图10为图9中B处的节点图。
[0022] 图11为图10的横截面图。
[0023] 图中，1-第一角钢，2-第二角钢，3-第三角钢，4-第四角钢，5-节点板，6-火曲线， A-第二连接单元，B-第二连接单元。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0025] 本发明的设计思路及过程如下：
[0026] 1.基本间隙要求的确定
[0027] 依据《高压配电装置设计技术规程》DL/T5352-2006第8. 1. 1中对屋外配电装置的 最小安全净距的相关要求，对于110kV电压等级，电缆终端头与避雷器水平距离的基本要 求01= 1.lm;电缆终端头所在位置导线间线线距离的最小要求D2= 1.lm，同时为了保证导 线引下线曲率半径的基本要求，D2可放宽至与最低呼高下终端塔塔腿横隔面所在位置几何 尺寸相匹配；电缆终端头与杆塔塔身的最低水平距离要求为D3= 1. 5m;平台平面尺寸在以 上控制距离要求下适当放宽（D4，D5)后其相互位置关系图参见图4所示。由以上尺寸要求 确定模块化电缆终端塔支架结构的基本尺寸。
[0028] 2.电缆终端塔塔腿处结构尺寸模块化统计
[0029] 统计llOkV通用设计各模块终端塔塔身坡度区间分布，结果表明对于以1A、1B、1C 等模块为代表的单回路线路，其塔身坡度基本在〇. 10-0. 12之间；以1D、1E、IF等模块为代 表的双回路线路，其塔身坡度在0. 10-0. 14之间；以1H模块为代表的同塔四回路线路，其 塔身坡度在〇. 13-0. 15之间。故这里代表性的选取单回路终端塔电缆平台模块化设计坡度 为0. 11，双回路为0. 11和0. 13,四回路取0. 14。这样的坡度模块化保证了不同塔型系列下 塔身坡度的变化在有限的角度范围内，如按照目前的分级方式不同塔型坡度误差将控制在 〇. 01之内，假定电缆平台结构高度为5m左右，则由坡度变化引起的结构角度方向水平偏移 量控制在5cm以内，并通过下面的三维节点连接方式来弥补。
[0030] 进一步，统计llOkV通用设计各模块终端塔塔腿高度及分段方式，发现塔腿分段