浅析我国输电线路铁塔结构设计

刘倩倩

摘 要：在我国的输电系统中，经常会采用架空输电的线路，这种线路技术要求比较高，因此必须要建设相应的基础设施才能完成。所谓的基础设施，也就是本文中要谈及到的输电线路铁塔，其在输送电力过程中发挥着非常重要的作用。铁塔结构的质量直接影响着电力输送的安全性，而且还影响着电力输送是否畅通，因此其设计必须要严格按相关规定来进行设计，这样才能保障安全性。因此本文就对输电线路结构设计来进行分析，以此来为相关部门提供参考。

关键词：输电线路 铁塔结构 安全

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）02（a）-0067-02

随着电力事业的不断发展和扩大，其在人们生活中以及社会中的作用也越来越大。而且随着人们安全意识的提高，随着近几年电力事故的不断发生，人们对于安全供电有了更高的要求，因此就意味着必须要保证输电系统的稳定性，而其稳定性直接受铁塔结构设计的影响，因此本文的研究也就有着指导性的建议。

1 我国输电线路铁塔结构设计的现状

我国上百年来都是应用铁塔架空电线来输送电能，而且随着我国经济的增长，人们对电能的需求量也开始增加，相应的，这就促使着电容量也需要增加。但是受我国地域宽广的影响，我国使用的电源地点呈分散型特点，很多电量需要依靠电线来实现传输，因此铁塔就随之应运而生。正是我国这种地域宽广的特色，在铁塔的设计过程中，需要考虑到一条完整的线路，需要经过特别负责的实际状况，才能实现传输，也就是说，设计过程中，一定要考虑到地形、气候、以及电压等级等带来的影响，因此这就给设计人员带来了挑战。其需要对当地的情况进行实地考察，根据考察的实际情况来设计出符合当地特点的输电线路，以此来实现电路的传输。

2 优化输电线路铁塔结构设计的建议

2.1 应用合理的材料

在输电线路铁塔结构设计过程中，为了提高塔身的抗风能力，提高铁塔的稳定性，需要应用新型的材料，充分发挥其性能，以此来保证铁塔结构的成功。这些新型的材料，既要有良好的动力学性能，还要有良好的抗弯能力。如角钢，在应用时，要综合角钢的材质、规格，还要考虑角钢的截面特性，以此来保证铁塔结构的稳定性。再比如圆截面钢管，但是钢管的造价比较高，会加大工程施工成本，因此大多是结构尺寸比较大的铁塔会选用它，一般的铁塔还是要选择角钢。

2.2 合理地选择铁塔型式

众所周知，输电线路的作用就是安全输送电力，因此在设计输电线路铁塔结构时，一定要遵循安全的原则，将安全输送电力作为其设计的思想，来设计铁塔结构。因此首先要合理地选择铁塔型式。因为铁塔的费用占整个工程的40%左右，不同的铁塔型式在造价、占地、施工、以及运行安全方面都有不相同。如果是针对多条的老线路，采用高度较高的铁塔，以此来提高导线对地的距离，减少安全隐患。如果是线路加高的工程，可以安装Y型铁塔，不仅施工短，而且占地还小。

2.3 合理地布置钢材

在输电线路铁塔结构设计过程中，要合理地布置钢材。首先，塔身需要的主材料的接头一定要比较少，要在保证长度的前提下，合理地设计分段，保证各个分段的受力情况。其次，主材和斜材要明确的分工，斜材跟主材不同，其承受能力取决于斜材跟地面之间的夹角，因此分割斜材长度时，切忌要采用跟主材一样的分割方式。同时还要明确主材和斜材的承载力，要让其相互配合，而且为了降低偏心的现象，每个杠杆的准线还要相交在同一点上。

2.4 优化铁塔结构设计

2.4.1 酒杯型铁塔

我国的500kV的超高压输电线路的铁塔，绝大多数为猫头型和酒杯型。在相同的设计下，猫头型的铁塔不管是在塔头的尺寸，还是在线路的走廊方面都比较小，这样线路走廊赔偿的费用就会比较低，可以有效地减少一些电能的损失。但是其有两个缺点，一个就是高度比较高，抗雷效果不是很好，另一个就是其铁塔基础作用力大，单基的耗钢量会比较高。而酒杯型的铁塔，其导线呈水平排列，这样铁塔的高度就能降下来，跟猫头型的铁塔相比，虽然其整体刚度比较大，但是单基耗钢量比较低，而且线跟线之间的水平距离比较宽。众所周知，像酒杯型这种自力式的铁塔，其塔头的重量比较重，占了整个铁塔重量的50%左右，一般情况下会采用悬挂垂直绝缘子串摇摆角的方式来控制其塔头。有时也会采用在边导线横担比悬挂垂直串的方式，但是效果不是很好，而M型的布置是最好的，就是中间采用V型串，塔两边依然采用悬垂串，增加一串绝缘子，就整个里面设计成三角拱形，跨矢比在0.2左右，增加了钢的刚度。如果遇到起拱的现象，因为起拱就可以产生拱脚推力，而V型串的挂点跟拱脚为共点，因此两串拉力会产生向横担中心的水平力，以此来抵消拱脚的推力。

2.4.2 拉线V型铁塔

拉线V型铁塔采用了竖向受压、横向受拉的设计方式，设计得非常合理，不但节省了钢材料，降低了成本，还有效地提高了铁塔的稳定性。其结合了压杆和钢绞线，而且钢绞线为高强度的钢绞线，结合在一起就能把二者的特性有效地发挥出来，既提高了铁塔的刚度，又提高了铁塔的稳定性，同时还提高了抗风能力。但是这种铁塔占地面积比较大，经常会占用一些农业用地，所以经常遭到农民们的投诉，需要赔偿农民的损失。

拉线V型塔的塔头因为用了导线横担，所以塔头比较重，因此在优化过程中，要从导线横担开始优化。横担的作用就是安装绝缘子和金具，以此来支撑避雷线、导线等，保证安全，因此在优化过程中，首先要选择主要材料的结点，材料的结构布置形式等。导线横担下平面斜材常见的布置形式为交叉斜材式，且交叉斜材布置到导线横担根部时，大多连接到导线横担的主材上。在纵向荷载作用下，其连接部位的主材或节点板容易变形，为了满足塔身传力的要求，只需将横担下平面交叉斜材塔身布置到导线横担根部时，与塔身横隔面侧面横材的中点相连接，使导线纵向荷载通过塔身横隔材直接传递到塔身上去，就可以有效地解决主材和节点板弯曲变形的问题。

3 结语

综上所述，随着我国电力行业的发展，输电铁塔在整个输电系统中发挥着非常重要的支撑作用。但是由于我国地域特点，输电铁塔结构的设计具有非常大的挑战性，因此在设计过程中，必须要应用合适的材料，合理地选择铁塔型式，优化铁塔设计，合理地布置钢材，这样才能保证整个输电系统的安全。未来输电线路铁塔结构的设计还需要不断的完善，以此来提高对抗外界给其带来的破坏，保证输电线路的稳定性。

参考文献

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