4.335～110kV输电线路杆塔通用设计规划模块

根据规划，本阶段35~110kV输电线路杆塔通用设计需规划10个模块 其中35kV需设计4个模块，110kV需设计6个模块，合计72个塔型。 本阶段杆塔通用设计暂时不考虑钢管塔、钢管杆、以及多回路杆塔 本阶段35~110kV输电线路杆塔通用设计规划模块见下表：

报据规划：本教3 其中35kV需设计4个模块，110kV需设计6个模块，合计72个塔型。 本阶段杆塔通用设计暂时不考虑钢管塔、钢管杆、以及多回路杆塔。 本阶段35~110kV输电线路杆塔通用设计规划模块见下表：

垫圈标准35kV输电线路通用设计铁塔模块主要技术条件

110kV输电线路通用设计铁塔模块主要技术条件

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冰风气象条件已统一选取，同时要慎重确定最高气温、最低气温、年 平气温等气象要素。 操作过电压和雷电过电压的风速按规范中的详细规定进行选取，其他 工况的风速不必按导线高度进行折算，按规范中规定取值即可

第5章主要设计原则和方法

第5章主要设计原则和方法

3SKV输电线路气象务

5.3绝缘配合及防保护

5.3.1给缘配合原则

经过计算和统计，操作过电压对绝缘子片数不起控制作用， 依照规池 按爬电比距法确定绝缘子片数。高海拨按规范进行修正。同塔双回路采用 平衡高绝缘，在上述计算的基础上再增加相应的绝缘子片数。 各电压等级计算时采用的绝级子类型和片数，建议采用下表数值

洗能力较强，因此，按污移条件选择并已达到规范所规定的片数时，不再 考虑另行增加片数。

（1）220kV部分。220kV线路缘子强度级别选择可参考下表：

220kV线路绝缘子强度级别选择

注：爬电比距为按照瓷绝缘子能达到的最大数值

对于110～220kV，耐张绝缘子串受力比悬垂绝缘子串大，容易产生零 值绝缘子，因而通常使用耐张绝缘子片数比同级悬垂串绝缘子片数增加1～ 2片。根据现行规范，并考虑到耐张绝缘子串悬挂方式不同于悬垂串，自清

10内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设计35～110kV输电线路分期

110kV线路绝缘子强度级别选择

表53.5 35kV线路绝缝子强度级别选择

空气间隙按照规范选取，采用平衡高绝缘时，空气间隙按照配合系数 相应修正，空气间隙推荐采用下表：

空气间随推差采用数值

（1）计算直线塔悬垂串风偏角时，除跨越塔外，各塔型均以下导线为 基表准高度（110~220kV下导线平均高度取15m：跨越塔的下导线基准高度 取40m，35kV下导线平均高度取10m），由此分别推算下、中、上导线高 空风压系数。 （2）在铁塔塔头设计中绝缘子串风偏角计算时，当基本风速≥27m/s 时，风压不均匀系数a取0.61：当20m/s≤基本风速<27m/s时，风压不 均匀系数0取0.75；当基本风速<20m/s时，风压不均匀系数α取1.0。在 具体工程校验杆塔电气间隙时风压不均匀系数随水平档距变化取值。 （3）计算悬垂绝缘子串风偏角时，采用复合绝缘子计算。计算跳线串 风偏角时，风压不均匀系数取1.2，按挂满重锤片后重量计算（推荐12片）。 （4）参照以上原则分别计算出上中下相在最大风速、操作过电压、雷 电过电压、带电作业等工况下的风偏角（单回路水平排列则不区分上中下 相）。 （5）串型设计

山地直线塔分别按单联1型串、双联I型串规划塔头。平地直线塔按照 单联I型串规划塔头，同时满足工程应用中挂两个独立单联作为I型串双联。 跨越塔按照单联I型串、双联1型串规划塔头。 （6）塔头厚度影响 绘制铁塔间隙圆图时，应考虑塔头宽度的影响，在子导线的下导线处 增加垂直下偏量(即△f)和水平偏移量，然后在此基础上绘制间隙圆。各塔 型的垂直下偏量和水平偏移量应根据各塔型的具体规划条件经计算合理确 正。 考虑塔身厚度影响的小弧垂△f长度建议取值： 1）220kV平地I型、II型直线塔取200mm，III型直线塔取300mm。 山区I型、II型直线塔取300mm，IⅢI型直线塔取500mm，IV型直线 塔取600mm 2）110kV直线塔取300mm。 3）35kV直线塔取150mm。 （7）裕度选取 220kV铁塔在外形布置时，结构裕度对应于角钢准线选取，塔身部位 300mm，其余部分200mm。110kV及其以下铁塔结构裕度取150mm。110kv 及其以下钢管杆在外形布置时，结构裕度对应于钢管构件外缘，为150mm。 35kV带电作业时不考虑结构裕度， （8）间隙圆模板 单双回路间随圆模板如图所示

12~内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设计35～110kV输电线路分服

内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设计35～110kV输电线路分

110~220kV带电检修还需考虑人体活动范围0.5m；35kV带电检修还 需虑人体活动范围0.3~0.5m

对于单回路，110kV和220kV线路的保护角不大于15度。对于双回路 或多回路，220kV线路的保护角不大于0度，110kV线路的保护角不大于 10度。35kV线路的保护角不大于25度。 针对防雷保护有特殊要求的地域，杆塔可加装防雷设施。

导地线布置要求参照以下原则执行， （1）35～220kV铁塔相邻导、地线间和垂直排列的上下导线之间的水 平偏移应满足下表

单回路直线塔，采用猫头型和酒杯型铁塔。单回路耐张塔采用干字型 铁塔。 双回路直线塔和耐张塔采用鼓型铁塔。

直线塔的导线挂线点当采用“1”型串时，分别按照单挂点和双挂点进 行设计，制图时留三孔，可兼顾单挂和双挂。220kV及以下耐张塔采用单 挂点。地线采用单挂点。金具强度要与绝缘子强度相匹配。导线“I”型悬 垂串联塔金具采用UB挂板，直线塔“I”串联塔金具挂板螺栓长轴垂直于 线路方向设置，如下图所示：

双分裂子导线垂直排列110~220kV双分裂导线，

之收计增实的，效开装于导我垂直排划。0 导线截面为240mm、300mm、400mm时子导线间距最小为400mm，导 线截面为630mm时子导线间距最小为600mm。 （3）110～220kV导线垂直排列时，相邻导线间最小垂直线间距离不 小于水平线间距离计算值的75%。双回路塔不同回路的不同相导线间的量 小水平（或垂直）距离应较水平线间距离（或垂直）间距计算值大0.5m。 35kV多回路杆塔，不同回路的导线间最小距离应不小于3.0m。 （4）110～220kV转角塔内、外侧跳线串安装按跳线间隙计算确定， 原则推荐按下表设计。

导线耐张串联塔金具采用U型挂环，跳线串采用UB挂板。地线悬垂 串的第一金具采用UB挂板，地线耐张串的第一金具采用U型挂环。

杆塔规划是否合理、经济，对通用设计的经济性影响很大。要合理规 划各子模块杆塔的水平档距和垂直档距，以使其在具体工程中的杆塔利用 系数尽量接近1.0。 本次通用设计220kV线路对山区和平地分别进行杆塔规划，山区杆塔 按照全方位长短腿设计，平地杆塔按照平限设计。110kV及以下线路山区

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和平地采用同一套杆塔，按平腿设计， 根据上述原则，杆塔规划的具体原则是： 1）塔型 直线塔：平地直线塔采用“三塔+跨越塔”即“3+1”系列，采用平腿 型式：山地塔采用“四塔+跨越塔”即“4+1”系列，采用全方位长短腿型 式。 跨越塔：按相应模块的ⅡI型塔的设计条件规划，呼高应与IⅡI型塔呼高 衔接，避免漏档和重复。 耐张塔：划分为0~20°、20～40°、40～60°和60～90°四个角度 系列设计。平地耐张塔采用平腿型式，山地耐张塔采用全方位长短腿型式。 终端塔：按照0~40°、40～90°的角度范围单独设计终端塔， 2）所有铁塔呼称高统一为3的倍数，级差按3m考虑。 220kV直线塔最小呼高为18m，耐张塔最小呼高为15m。220kV的跨 越塔呼高范围一般为39~54m，计算呼高54m。 110kV直线塔和耐张塔最小呼高均为15m。110kV的跨越塔呼高范围 般取36~51m，计算呼高51m。 35kV直线塔最小呼高为12m，耐张塔最小呼高为9m。

和平地采用同一套杆塔，按平腿设计。 根据上述原则，杆塔规划的具体原则是： 1）塔型 直线塔：平地直线塔采用“三塔+跨越塔”即“3+1”系列，采用平腿 型式：山地塔采用“四塔+跨越塔”即“4+1”系列，采用全方位长短腿型 式。 跨越塔：按相应模块的Ⅱ型塔的设计条件规划，呼高应与II型塔呼高 衔接，避免漏档和重复。 耐张塔：划分为0~20°、20～40°、40～60°和60～90°四个角度 系列设计。平地耐张塔采用平腿型式，山地耐张塔采用全方位长短腿型式。 终端塔：按照0～40°、40～90°的角度范围单独设计终端塔 2）所有铁塔呼称高统一为3的倍数，级差按3m考虑。 220kV直线塔最小呼高为18m，耐张塔最小呼高为15m。220kV的跨 越塔呼高范围一般为39～54m，计算呼高54m。 110kV直线塔和耐张塔最小呼高均为15m。110kV的跨越塔呼高范围 般取36~51m，计算呼高51m。 35kV直线塔最小呼高为12m，耐张塔最小呼高为9m

5.7杆塔设计一般规定

（1）为了增加铁塔顺线路的刚度，所有铁塔采用方形断面。 （2）为了确保铁塔的抗扭刚度，隔面设置按不大于5倍平均宽和4个 主材节间分段进行设置。 （3）为提高杆塔结构的标准化程度，本通用设计在各电压等级铁塔设 计时，宜采用多塔身、多组共用接腿连接方式一一低呼高与高呼高塔身可 能分别设计不同组共用腿。采用共用接腿时，塔身延伸段与共用塔腿斜材 相连接的两个非水平杆件的夹角（见下图）不宜小于25°。塔腿主材与斜 材的夹角不宜小于18°

（4）220kV输电线路山区单双回路铁塔均接照全方位长短腿设计，级 差为1.0m，220kV杆塔长短腿最大高差为3.0m~6.0m。 （5）关于防鸟害措施问题 目前鸟害事故呈上升趋势，在通用设计的加工图设计阶段，应在收资 的基础上，尽量在铁塔上预留将来加装防鸟害措施的可能性。 （6）关于防坠落措施问题 本次通用设计不考虑加装防坠落措施。 （7）登塔设施 总高度在80m以下的杆塔，登塔设施采用脚钉。高于80m的杆塔，登 塔设施采用脚钉并设置简易的休息平台.休息平台设置1.2m高的安全护栏。

5.8.1气象条件的重现期

35～220kV输电线路重现期取30年

5~220kV输电线路重现期取30金

5.8.2基本风速高地高度

基本风速离地高度：10m。

5.8.3杆塔荷裁组合及特殊的考虑

（4）覆冰情况下（含不均勾冰）须考虑导、地线及杆塔的风简载增 具体取值按下表确定：

系数。具体取值按下表确定：

5.8.4杆培荷双组合特殊的考虑

（6)110~220kV双回路铁塔须考虑不同回路不同期施工的安装工况 同塔四回路耐张塔考虑全锚工况。 （7)耐张塔水平地线支架纵向张力按上平面传力、下平面不传力考虑 耐张塔增加反向的临时拉线用孔。 （8）110～220kV及其以上线路在3型直线塔进行OPGW开断

5.9杆塔结构设计方法

杆塔结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，结构的极限状 态是指结构或构件在规定的各种荷载组合作用下或在各种变形或裂缝的限值 条件下，满足线路安全的临界状态。极限状态分为承载力极限状态和正常使用 极限状态。

5.9.1承载力极限状态

结构或构件的强度、稳定和连接强度，应接承载力极限状态的要求， 按荷载效应的基本组合进行荷载组合，并应采用下列设计表达式进行设计

Yo(YGSGk +>,YQiSQik)≤ R

式中： Yo 一一杆塔结构重要性系数，重要线路不应小于1.1，临时线路取0.9， 其它线路取1.0： SGk一一永久荷载标准值的效应： SQik一一第i项可变荷载标准值的效应： 一一可变荷载的组合系数，正常运行情况取1.0：断线情况、安装情 况和不均匀覆冰情况取0.9，验算情况取0.75： ? 一结构构件抗力的设计值：

5.9.2正常使用极限状态

吉构或构件的变形或裂缝，应按正常使用极限状态的要求，采用荷载的标准

SGk + Z SQik ≤ C

式中： C一一构件或构件裂缝宽度或变形的规定限制值，mm

（1）钢材材质为现行GB/T700申规定的Q235系列以及GB/T1591申 规定的Q345、Q420系列。按实际使用条件确定钢材级别。钢材强度设计值详 见下表：

（3）通用设计采用的角钢型号为国家现行产品目录的型号和规格，之 63×5及以上规格材质最低为Q345，本次通用设计所采用的角钢尺寸均为 正误差。

18内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设计35～110kV输电线路分服

5.9.4角钢塔应用原则

（1）其构件一般应采用Q235及以上强度的热轧角钢。角钢型号的最 小厚度为：Z40×3、45×4、Z50×4、Z56×4、Z63×4、Z70×5、 275×5、Z80X6、Z90X×6、Z100X7、2110×7、2125X8、2140X 10、Z160×10、Z180×12、Z200×14。Z63×5及以上规格材质最低为 Q345。 (2)Q420及以上高强角钢，经技术经济比较具有优势时应优先采用。 般情况下，杆塔构件规格大于等于乙125×10（肢宽×厚度），可采用高 强角钢。220kV同塔双（多）回路输电线路，优先采用Q420高强角钢

5.9.5构件连接方式

杆塔构件采用螺栓连接，塔脚及局部结构采用焊接，螺栓采用M16（6.8 级）、M20（6.8级）、M24（8.8级）。110kV及以上电压等级角钢塔横担上 平面和下平面主材连接处的螺栓不少于3个

5.9.6铁塔与基础的连接方式

220kV线路 和地脚螺栓两种方式。 110kV及以下线路杆塔与基础的连接采用地脚螺栓的方式， 角钢塔接地孔为2个Φ17.5孔，间距取50mm，四个塔腿均设置， 置在面向塔身的右侧主材正面上，位于包角钢（斜插式）或靴板（座板式）

上方300mm左右，且离基础主柱项面高度不宜大于1500mm 钢管杆接地方式使用钢，2个中17.5孔，间距取50mm。 5.9.7施工图设计一般注意事项 （1）加工图中尽量避免过多使用焊接，注意避免塔身公用段隔面与塔 眼斜材的螺栓发生碰撞

6.1结构优化的主要原则

在杆塔结构的优化设计中，主要遵循以下原则： （1）结构形式简清，杆件受力明确，结构传力路线清晰。 （2）结构构造简单，节点处理合理，利于加工安装和运行安全。 （3）结构布置紧溃，尽量减少线路走廊宽度，节约有限的土地资源 （4）构件节间划分和构件布置合理、充分发挥构件的承载潜能。 （5）结构选材合理，降低铁塔钢材耗量，使铁塔造价经济。

塔头部分的优化，主要是在满足电气间隙要求的前提下，尽量减小线 路走廊宽度和铁塔受力，同时对猫头塔地线支架结构型式、酒杯塔中相横 担布置、上下曲臂布置、同塔双回路塔头结构型式等进行优化，使得构件 受力清晰，结构处理简洁，减轻铁塔重量。 如220kV猫头塔通过抬高中相导线，减少线间距离。对于多回路塔， 横担层数较多，塔头部分较高，塔头部分刚度十分重要，因此设计时在满 足构件强度的同时，还考虑了头部的整体刚度和变形

6.3曲臂及其外形状优化

工程申对（止面）上、下曲臂外侧主材往往布置为直线或K形折线。 设计成为折线的原因是为了在满足电气间随要求的条件下，使两侧上曲暨

尽量向中间靠近，这样可以缩短导线横担的长度，以求减少钢材用量。而设 计为直线，横担加长，钢材有所增加但受力较好

6.5塔身断面型式优化

塔身断面来看，矩形塔的塔重较轻，但抗纵向荷载能力较差，且长短腿使 用不灵活，而正方形塔抗纵向荷载能力强且长短腿使用灵活，但塔重较重。 本次设计全部采用正方形塔设计

6.6塔身隔面设置优化

根据铁塔结构设计技术规定的要求，在铁塔塔身变坡的断面处、直接 受扭力的断面处和塔顶及塔腿的顶部断面处应设置横隔面。在同一塔身坡 度范围内，横隔面设置的距离，一般不大于平均宽度的5借，也不宜大于4 个主材分段。 通过对铁塔电算资料的分析，随意增加塔身隔面，会使铁塔传力复杂。因 此，在铁塔结构布置过程中，在满足技术规定的前提下，尽量减少横隔面的设 置。同时为防止铁塔传力路线出现混乱，横隔面的设置应不影响铁塔的正常传 力路线，避免塔身交叉材同时受压的发生。 横隔面的几何形状也对铁塔重量有较大影响，当塔身断面尺寸较小时， 可采用简单的十字交叉型式：塔腿项面处的横隔面尺寸较大，在布置时尽 量减小构件的计算长度，减小构件规格，以降低横隔面的重量

优化力的传递路线，不但对降低塔重有着重要意义，对保证杆塔结构 稳定也有特别重要意义。例如横担的剪力，若通过横担上下平面传递，不 且使塔重有所增加，而且对上平面带来不利影响。另外，横担剪力通过下 平面传递，着靠近塔身的一档斜材布置为交支型式，将在结构上出现较大 的偏心。本次设计对力的传递线路进行分析，经过优化布置，优化传力线 路，提高铁塔结构的可靠性。 斜材同时受压时也是影响塔重的因素，通过对力的传递线路的分析， 在塔身上部布置“K”型结构斜材，可避免出现下部塔身斜材同时受压。

20内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设计35～110kV输电线路分册

内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设计35～110kV输电线路分

6.8对塔身主材布置及节间高度的优化

铁塔的规划高度、塔头尺寸、塔身坡度确定后，铁塔主材节间的布置 与塔身斜材的布置两者是相互关联、相互影响的。为使主材受力均匀，降 低主材的规格，应从以下方面进行调整： （1）调整主材的计算长度。铁塔构件的承载能力与构件的计算长度、截 面面积及材料的屈服点有关。当构件的规格由强度控制时，构件需要选取的截 面净面积与其所承担的内力成正比，内力越大，构件截面面积越大。当构件的 规格由稳定控制时，构件规格的选取则不仅仅与所承担的内力有关，还与构件 本身的计算长度有关，内力一定，构件的计算长度越长，构件规格越大。而计 算长度一定时，内力越大，所需规格也越大。因此，对于承受外荷载一定的结 构，构件计算长度确定合适与否会严重影响其截面的选择。因节间长度的确定 还受塔身分段、接腿及外形尺寸等因素的制约，同时考虑到节间长度对斜材、 捕助材的影响以及腹杆布置形式对主材的内力影响，往往很难理想的使主材长 变达到接稳定计算的承载力等于按强度计算的承载力，但利用此长度拟定节间 长度的参考值，对杆件布置形式、节间长度的进一步优化，降低塔重却具有重 要的作用。 （2）通过对塔身交叉斜材的调整，使得塔身交叉材不出现或少出现同 时受压控制，以减小斜材的规格。塔身斜材布置一般有“X”型、正或倒“K” 型等，以往单一的交叉布置型式容易使斜材产生同时受压，几种方式组合 布置可以避免同时受压的发生，使斜材受力成为拉压系统，可减少斜材规 格。 但无论采取哪种斜材布置方式，最主要的问题就是斜材与水平面夹角 α的大小，α的大小直接决定了斜材的受力大小。根据以往线路铁塔斜材 的布置经验可知，当斜材与水平面的夹角α控制在35～45度之间时，塔重 最经

节点构造是铁塔结构设计的一个重要环节，直接关系到构件承载力设

计值与实际承受力是否相符，对铁塔的安全可靠运行十分重要，同时也影 响铁塔重量。在铁塔结构设计申遵循以下几点优化原则： （1）避免相互连接杆件夹角过小，减小杆件的负端距。 （2）节点连接要紧漆、刚度强，节点板面积小。 （3）尽量减小杆件偏心连接，减小偏心弯矩对杆件承载力的不利影响。 （4）两面连接的杆件避免对孔布置，减小杆件断面损失。 （5）合理确定杆件长度，减少包铁连接数量，为进一步降低塔材耗量 创造条件。 （6）节点板上连接螺栓的个数，必须满足计算和构造要求。 （7）主材接头内包角钢外贴板的规格应按照《输电线路铁塔制图和构 造规定》选取，接头长度需满足构造要求。 （8）主材为双组合角钢时，斜材和辅助材与主材连接处节点应采用十 字填板，同一节间内的其它填板可按钢结构设计规范相关规定布置。 6.10全方位长短腿优化

6.10全方位长短腿优化

工程名称统一为内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设

程名称统一为内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设

7.2各子模块提交资料要求

（1）资料清单及版式 通用设计子模块需要提交的资料包括： XX子模块说明书（纸版及电子版）。 杆塔一览图（纸版及电子版）。

辅助材包括辅助杆件、塔座板、螺栓等材料的重量，约占铁塔重量的 30%～40%，辅助材布置型式的选择对铁塔总重也有一定的影响。比较不 同的辅助材布置型式，做到经济合理、结构清晰， 辅助材尽量直接连在受力材上，而不通过节点板连接。塔腿根部第 根水平辅助材规格应适当加大，

铁塔杆件的选材应当进行各种材质的经济性比较，如长细比较小的大 规格Q235斜材，应采用Q345钢，以减小杆件规格和螺栓个数。 同一铁塔中铁塔主材能使用单角钢的，尽量避免使用双角钢：能使用 双角钢的，尽量避免使用四角钢

单线图（纸版及电子版）。 加工图（电子版）。 （2）资料内容及格式 根据以上清单，各子模块资料的具体内容要求如下： 1）文文子模块说明书（含模块述、气象条件表、导地线参数及型号 表、联塔金具，杆塔使用条件表、根开尺寸及基础作用力、铁塔重量等）。 若子模块耐张塔有兼另一个子模块的情况，应在各自的模块说明书中 予以说明。 2）杆塔一览图。 3）单线图。

4）加工图。加工图的制 计实施细则 铁塔制图和构造规定》和《输

提交根据评审意见修改完成的通用设计各子模块最终成果，由负责人 汇总整理照明标准规范范本，并录入《内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设

设计使用单位要按照内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程 通用设计输电线路分册》设计成果的要求，结合实际工程合理选用。应用 通用设计塔型时，必须根据工程的电压等级、回路数、气象条件（风速、 夏冰）、地形、海拨高度等找到相应的子模块。初步确定塔型后，应详细核 对导地线参数、水平档距、垂直档距、转角度数等设计参数，同时应根据 塔头尺寸和实际工程设计条件，实际绘制出极限摇摆角，再根据实际画出 的摇摆角使用该子模块。 本次通用设计铁塔重量不包括防盗螺栓引起的增重重量，设计单位在应 用通用设计时需自行考虑，

22~内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设计35～110kV输电线路分册

22~内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设计35～110kV输电线器

计输电线路分册中》，以供使用。最终的成果为：纸质出版物、杆塔加工图 （电子版）

~24~内蒙古电力（集团）有限责任公司输变电工程通用设计35110kV输电线路分册

山东标准规范范本10.2.3绝缘配置与绝缘子金具电

接d级污移区进行绝缘配合设计，爬电比距≥3.2cm/kV（统一爬电比 距48.2mm/kV)，悬垂串、跳线串按“I”型布置，可采用10片盘式绝缘子 （盘高146mm）成串或爬电距离相当的复合绝缘子。耐张串可采用10片盘 式绝缘子（盘高146mm）成串或爬电距离相当的复合绝缘子。

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