Quelle est la distance entre deux tours de transmission

On voit souvent des pylônes électriques espacés à intervalles réguliers, parfois plus rapprochés, parfois plus éloignés. L'espacement entre les pylônes est-il aléatoire ? Bien que la distance entre les pylônes électriques (l'espacement entre les pylônes) ne soit pas fixe, elle est déterminée après mûre réflexion. Cet article explique comment l'espacement entre les pylônes électriques est déterminé.

L'importance de l'espacement des pylônes de transmission

La conception de l'espacement des pylônes de transmission est l'un des paramètres les plus critiques de l'ingénierie des lignes électriques. Elle détermine les conditions de contrainte sur les conducteurs, la marge de sécurité de la ligne et la viabilité économique du projet.

Du point de vue de la sécurité structurelle, l'espacement des pylônes influence la flèche et la tension des conducteurs. Si la distance entre les pylônes est trop importante, les conducteurs subiront une flèche excessive sous leur propre poids, ce qui entraînera un dégagement insuffisant par rapport au sol et des risques potentiels pour la sécurité avec les arbres ou les bâtiments. À l'inverse, un espacement trop faible des pylônes augmentera considérablement le nombre de bases de pylônes, ce qui augmentera les coûts d'investissement et de maintenance du projet.

D'un point de vue de la sécurité électrique, un espacement raisonnable des tours assure un espacement sûr entre chaque conducteur de phase et entre les conducteurs et le sol, évitant ainsi les accidents d'arc et de contournement et garantissant un fonctionnement fiable du système.

D'un point de vue économique, l'optimisation de l'espacement des pylônes réduit le nombre de bases et l'utilisation de matériaux, améliore l'esthétique générale de la ligne, optimise l'efficacité du câblage et réduit les coûts de maintenance à long terme. Par conséquent, la distance entre les pylônes de transmission est soigneusement étudiée.

Les principaux facteurs qui déterminent l'espacement entre les pylônes de transmission

La détermination de l'espacement des pylônes n'est pas une estimation empirique, mais le résultat obtenu par les ingénieurs grâce à de nombreux calculs et évaluations standardisées. Elle est principalement influencée par les quatre facteurs suivants :

Type de conducteur et tension

La structure et les propriétés mécaniques du conducteur sont les principaux facteurs qui influencent l'espacement des pylônes. Des conducteurs de sections, de poids et de tensions différents présentent des portées admissibles très différentes.

Par exemple, les conducteurs ACSR (conducteurs en acier toronné d'aluminium) et AAAC (conducteurs tout alliage d'aluminium), couramment utilisés, permettent d'obtenir un espacement plus important entre les pylônes tout en maintenant un dégagement sécuritaire grâce à leur légèreté et leur résistance élevée. La tension du conducteur est inversement proportionnelle à la flèche. Les concepteurs déterminent généralement l'espacement maximal admissible entre les pylônes en calculant les conditions de contrainte du conducteur sous différentes températures, charges de vent et charges de glace.

Par exemple:

• L'espacement des pylônes de conducteurs ordinaires de type A est d'environ 250 à 350 mètres ;
• Les conducteurs à haute résistance peuvent atteindre 400 à 500 mètres ;
• Lorsque des conducteurs à âme composite ou à âme en fibre de carbone sont utilisés, l'espacement des pylônes peut même dépasser 600 mètres (dans les zones de terrain plat).

Par conséquent, le type de conducteur et la tension déterminent la « limite supérieure » de la conception de l'espacement des pylônes.

Niveau de tension

À mesure que la tension augmente, l'espacement entre les pylônes de transmission augmente généralement. En effet, les lignes à haute tension nécessitent des distances de sécurité plus importantes, ce qui implique des marges de sécurité plus importantes pour l'espacement des conducteurs, l'espacement des phases et la garde au sol.

Voici les plages d'espacement typiques des tours pour les niveaux de tension courants :

• Lignes 110 kV : 200-300 mètres
• Lignes 220 kV : 300-400 mètres
• Lignes 500 kV : 400 à 600 mètres
• UHV (UHV ±800kV / 1000kV) : 600-800 mètres ou même plus

Le niveau de tension influence non seulement l'espacement des tours, mais détermine également la hauteur de la tour, la longueur de la chaîne d'isolateurs et la disposition des phases des conducteurs. Par conséquent, le niveau de tension est un facteur électrique clé pour déterminer l'espacement des tours de transmission.

Topographie et conditions environnementales

Les conditions topographiques déterminent directement la flexibilité du placement des tours et la répartition de l’espacement des tours.

• Zones plates : un terrain plat et de faibles charges de vent permettent un espacement plus important des tours afin de réduire le nombre de bases de tours.
• Zones montagneuses ou vallonnées : de grandes différences d'altitude et un terrain complexe nécessitent un espacement plus court des pylônes pour garantir une garde au sol dégagée pour les conducteurs et assurer la sécurité structurelle.
• Zones traversant des rivières et des vallées : des pylônes de transmission ultra-hauts ou transversaux sont nécessaires, avec des espacements de pylônes de 600 à 1 000 mètres, voire plus.

De plus, les conditions climatiques ont un impact significatif sur l’espacement des tours :

• Dans les régions à fort vent, l’espacement des tours est réduit pour minimiser les vibrations et le balancement du vent.
• Dans les régions givrées, l'espacement des tours est réduit pour éviter un affaissement excessif du conducteur et une rupture après la formation de glace.
• Dans les zones côtières à forte salinité, le raccourcissement de l’espacement des pylônes réduit le risque de corrosion et prolonge la durée de vie des pylônes et des conducteurs.

Ainsi, l’espacement des pylônes de transmission doit être calculé avec précision en fonction des paramètres géographiques et météorologiques pour garantir un fonctionnement sûr de la ligne dans ces conditions extrêmes.

Normes de conception et de chargement des lignes

La conception des lignes de transmission doit être conforme aux normes nationales et internationales pertinentes, telles que :

• IEC 60826 : Norme relative à la résistance mécanique et aux charges des lignes aériennes de transport à haute tension ;
• IEEE 605 : Guide de conception et de chargement mécanique des lignes de transmission ;
• GB 50545 (Norme nationale chinoise) : Code de conception pour les lignes de transmission aériennes.

L'analyse de ces combinaisons de charges et l'utilisation des courbes de déformation et des facteurs de sécurité permettent de déterminer l'espacement le plus économique et le plus sûr des pylônes. Pour les projets à haute tension ou en environnements difficiles, les concepteurs utilisent souvent la modélisation 3D du terrain et des logiciels d'analyse par éléments finis afin d'optimiser l'emplacement des pylônes et d'atteindre un équilibre optimal entre coût et sécurité.

Plages d'espacement typiques pour différents types de pylônes de transmission

Tours de transmission à haute tension

Les pylônes de transport haute tension sont généralement utilisés pour les lignes de transport de 110 à 220 kV, avec un espacement typique d'environ 250 à 350 mètres. Ce type de pylône est largement utilisé dans les réseaux de distribution d'électricité urbains et suburbains. Sa structure légère, son faible coût de fabrication et sa flexibilité d'installation sont essentiels. Sa conception vise à concilier économie et optimisation de l'espace afin d'assurer un transport d'électricité sûr et efficace dans les environnements urbains restreints. Les structures en acier d'angle ou en tubes d'acier soudés sont souvent utilisées pour garantir stabilité et fiabilité sous des vents modérés, tout en répondant aux exigences d'esthétique urbaine et de praticité de construction.

Tour de transmission à très haute tension

Les pylônes de transmission UHT sont généralement utilisés pour les lignes de tension de 330 à 500 kV, avec un espacement de 350 à 500 mètres. Ils se caractérisent par un corps de pylône élevé, une forte résistance au vent et une structure stable. Ils sont souvent constitués de pylônes tubulaires en acier ou de pylônes en acier d'angle lourds. La conception de ce type de pylône exige une prise en compte complète de la flèche des conducteurs et des distances de sécurité électrique afin de garantir une rigidité structurelle et une distance d'isolement suffisantes sur de grandes portées. Ils conviennent aux traversées de zones au relief complexe et soumises à de fortes charges de vent, et constituent des structures de soutien importantes pour les lignes principales du réseau électrique régional.

Tour de transmission UHT

Les pylônes de transmission UHT sont principalement utilisés pour des projets de transmission ultra-longue distance de ±800 kV ou 1 000 kV, avec un espacement courant de 500 à 800 mètres. Leur conception vise à concilier haute tension, grande portée et grande stabilité. Afin de réduire le nombre de bases de pylônes et les coûts de maintenance des lignes, on utilise généralement de l'acier haute résistance, des fondations profondes et des structures d'assemblage modulaires. Ce type de pylône est souvent utilisé pour des projets d'envergure tels que le franchissement de vallées et de rivières. Il permet de réduire considérablement l'impédance des lignes et les pertes d'énergie, et constitue un élément clé indispensable des systèmes de transmission ultra-haute tension modernes.

Études de cas et normes de l'industrie

Références normatives internationales

• IEC 60826 : Fournit des conseils sur les charges de conception et les facteurs de sécurité pour les lignes de transmission aériennes ;
• IEEE 605 : Spécifie les méthodes de contrôle des contraintes dans les conducteurs et les pylônes dans des conditions de vent, de glace et de séisme ;
• Rapport CIGRÉ : Compile l'expérience d'ingénierie dans l'optimisation des portées et des structures des pylônes de transmission de différents pays.

Exemples de projets

• Ligne de transmission transfrontalière de 500 kV (section du fleuve Yangtze) : l'espacement des pylônes dépasse 800 mètres, utilisant une structure de pylône suspendue spécialisée avec des hauteurs de pylône dépassant 200 mètres.
• Ligne de transmission de montagne 220 kV (Sichuan) : l'espacement moyen des pylônes est de 150 à 200 mètres, raccourci en raison de la complexité du terrain et des fortes charges de vent.
• Ligne UHVDC ±800 kV (Chine - Centre et Est) : L'espacement moyen des pylônes est de 600 à 750 mètres. L'utilisation de conducteurs haute résistance et la conception optimisée des fondations réduisent considérablement le nombre de fondations nécessaires.

Ces cas démontrent que l’espacement des pylônes doit tenir compte de manière exhaustive des paramètres de la ligne, des caractéristiques du terrain et des conditions météorologiques, et doit être assuré par des calculs rigoureux et une vérification sur le terrain pour garantir la sécurité et la fiabilité.

Conclusion

En résumé, la distance entre deux pylônes de transmission n’est pas une valeur fixe ; c’est un résultat global dérivé de calculs d’ingénierie, de normes et d’analyses environnementales.

En tant que fabricant professionnel de pylônes de transmission , JOISYNC comprend que les exigences d'espacement des pylônes varient considérablement selon les régions et les niveaux de tension. Grâce à des logiciels de conception avancés, des calculs de structure rigoureux et une vaste expérience en fabrication, nous sommes en mesure de proposer à nos clients des conceptions optimisées en termes de type et d'espacement de pylônes, garantissant ainsi à chaque ligne de transmission un équilibre optimal entre sécurité, rentabilité et fiabilité.