浅谈输电线路铁塔结构设计要点

浅谈输电线路铁塔结构设计要点
摘要：近年来,随着经济的快速发展,人们对经济和物质的要求越来越高,对电力程度的依赖也在不断增加。

因此,人们对电力安全生产提出了更高要求,要着眼规划建设,努力完善电网结构,确保输电线路安全稳定。

文章主要介绍了架空输电线路铁塔结构设计的要点,并提出了铁塔基拙设计的主要优化措施。

关键词：输电线路；铁塔结构；基拙设计
一、前言
引言我国经济的飞速发展在促进国民经济不断提高的同时也改变了设计和运行电力系统所依赖的基础条件。

输电线路为我国的电力供应提供基础和保障在电力供应系统中发挥着关键性的作用。

但由于当前电力供应以企业为主这就对电力供应在经济改善方面提出了要求在对输电线路铁塔进行设计的过程中,既要保证铁塔的安全稳定,又要考虑其经济效益。

在已经发生的输电线路事故中,由于铁塔的结构不合理而造成的事故占了相当大的比例做好架空输电线路铁塔的结构设计工作既是保障电力系统正常运行的先决条件也是确保供电企业经济效益的根本保证。

因此,为有效防止外部损伤,保障输电线路的安全运行需要在对输电线路铁塔设计的日常工作中不断进行研究和总结从而不断提高输电线路铁塔结构的设计水平。

输电线路铁塔结构设计作为电力线路工程建设的关键一环输电线路铁塔的设计必须在特定的原理和方式的指导下进行充分发挥各种设计理念及思想并对设计全程进行有效控制,从而保证输电线路铁塔设计的重要意义和价值对电力系统的进步和发展起到一定的推动作用。

不断变化和发展的经济及自然环境不断对输电线路铁塔的设计提出了新要求,因此,要尽可能因时、因地制宜逐步提高结构设计水平,以进一步适应现代电力规范的要求促进电力系统的不断发展完善。

塔头铰结点的设置输电线路铁塔内力分析时均将杆系结点作为铰接点。

本处塔头铰结点设置指的是两铰拱或三铰拱力学模型的选择及结构模式。

从年代中期,设计者普遍采用了过渡铰钢式的构造结构不仅接近原力学模式也节省了钢材。

二、近年来,国内有些输电线路工程直线塔使用三铰拱塔头
但有的塔在中间铰的部位下又加设了平连杆。

设计者慎重考虑三铰拱进行的内力分析等问题。

至于三角拱在输电线路铁塔结构设计中,国外也早已有应用,如美国的输电线路直线塔、南非的输电线路直线塔,都大范围使用了三铰拱塔头,且中间铰部位下均未加设平连杆。

杆系布置对于杆塔的选型一牛要根据沿线地区的水文气象地质情况及工程导线型号以工程区域内使用年限较多的杆塔型为选择对象。

通常而言平原或丘陵地区的杆塔型以拉线杆塔或钢筋混凝土杆为主城市或郊区以钢管杆塔为主走廊狭窄或清理费用高、清理难度大的走廊地带,则以垂直或导线三角形杆塔为主。

杆系布置的合理性,既与节点构造有关,也与杆件本身的功能有关。

三、下面从以下几个方面做初步分析
导线横担下平面斜材布置导线横担下平面斜材常见布置形式为交叉斜材式。

并且交叉斜材布置到导线横担根部时大多是斜材连接到导线横担的主材上。

在纵向荷载作用下就会将连接部位的主材或节点板推变形。

故类似结构,常见设计者在这一部位的节点上,又增设一短角钢,以增强在纵向荷载这一作用下这一部位的抵抗能力。

虽这一办法并没有彻底解决问题还是被设计人员普遍的采用。

但是,改进杆系布置使设计有可能做得合理澳是每一个设计者的责任。

塔腿平连杆的使用近
些年来在设计和真型塔试验中,均对平连杆的使用有一些有别于以往的考虑。

力学模型从静定到超静定的变化体现在塔腿结构加设平连杆的设计。

以及仅靠年代中期推求出的近似适用公式忍不能满足内力分析的需求,应引起足够大的重视。

因此在计算中要考虑塔腿采用平连杆时应作为杆件进行计算。

在铁塔实验中,曾出现因平连杆导致负误差偏大。

误差偏大将塔腿主柴拉弯,以至于不能满足试验荷载需求的情况出现。

塔身斜材的布置制约塔身斜材的基本条件包括斜材对外荷载抵抗力矩的选择和计算长度的选择。

塔身斜材的布置形式还和塔身的宽度有关。

大坡度塔身大坡度塔身被广泛使用,不仅可以减少基础作用力,也能降低基础材料耗量。

单回输电线路大负荷塔型,曾使用过不少大坡度塔身。

随着双回同塔并架输电线路建设的发展魔身、大坡度塔身的应用也日见增多。

四、铁塔基础设计的优化措施
输电线路铁塔结构的设计要遵循以下原则①对沿线工程地质、气象和水文条件进行调查②制定科学的杆塔位排定原则③主力杆塔的造型优化设计④交叉跨越的设计对地距离的最高温度判定强化铁塔基拙输电线路的杆塔基础分成三大类①水泥杆基础②钢管杆基础③直立式铁塔系列基础。

其中水泥杆基础分成两种类型非原状土无拉线盘及非原状土有拉线盘两种。

钢管杆基础分为非原状土台阶式、非原状土直柱式柔性及非原状土混凝土三种类型。

直立式铁塔系列基础可以分成种。

对于浇筑混凝土难度比较大的可以选择预制装配式或者金属基础对于电杆和拉线最好选择预制装配式基础。

设计时首先必须确保安全,需计算铁塔基础的受力情况。

对于轴心受拉或受压的基础应选择不一样的值。

新基础计算的前提是地基承载力应符合设计要求。

如果属于淤泥或淤泥质地观务必重新进行设计。

综上所述基础形式应当充分考虑沿线地质、施工条件及杆塔形式并且充分结合基础稳定性、基础位移等各种综合因素进行设计。

降低杆塔接地电阻高压送电线路的抗雷水平与其接地电阻成反比关系。

因此应尽量降低杆塔的接地电阻。

这样既能提升高压送电线路的抗雷水平也是最经济可行的措施。

五、具体措施
如下①杆塔所在地如果能够水平放置,可以采取水平外延接地的措施,这样即可以降低工频接地电阻,还能降低冲击接地电阻②对于地下较深的电阻率偏低的土壤河以选择竖井式的接地极③敷设有效的降阻剂④尽量使用更多的盐、酸、碱及木炭等物质。

优化路径和塔型搭配近年来城市架空输电线路普遍采用的是紧凑型多回路钢管杆或者钢管塔走廊。

这种路径不仅在技术上满足输电线路的需求而且外形比较美观、安装方便能节约占地面积。

同时地势比较平坦走廊宽度非常小,线路施工极为便利。

输电线路的走廊宽度包括塔头尺寸、风偏以及安全距离,有效控制塔头尺寸及风偏才能使走廊宽度减小。

选择固定挂点的直线杆塔以及耐杆塔是限制塔头尺寸及导线风偏的理想方法。

近年来随着走廊的日趋紧张,城市架空线路今后的发展方向是多回路以及大截面。

同时随着国家对输电线路安全运行的要求越来越严格,为了确保架空输电线路的运行安全,今后城市架空线路铁塔结构在设计时要提高其安全系数。

六、输电线路铁塔结构设计的技术要点分析
输电线路铁塔结构设计是整个高压输电线路工程建设的核心部分之一，设计中所涉及的技术项目也相对较多，其中包括：导线放线、弧垂观测、连线工程和系统附件安装等多个部分。

铁塔强度问题输电线路铁塔结构设计中，影响铁塔强度的因素主要有制选铁塔所用的材料、铁塔的受力形式及铁塔的结构形式。

输电线路在长期的运行中，
铁塔作为导线和避雷线的支持物，必须能承受一定的荷载，且其变形必须在一定
允许的范围之内，即铁塔必须满足一定的强度和刚度要求。

环形截面的构件较其
它构件，具有各方向承载能力相等，节省材料，便于采用离心机制造以提高质量
等优，SEC法制备法浇制的混凝土强度比振捣法浇制的可提高30%。

因此，在输
电线路中广泛采用环形截面的钢筋混凝土构件。

预应力构件浇注前，将钢筋施行
张拉，待混凝土凝固后撤出张力，这时钢筋回缩而混凝土必须阻止其回缩，因而
混凝土受一个预应压力。

当构件承载而受拉时，这种预压力可部分或全部抵消受
拉时应力而不致产生裂缝，由此保证铁塔的稳定性和长寿命。

在工程设计进程中
必须严格把关，确保工程质量也是为安全供电增加了一层有力的保障。

七、结语
架空输电线路的铁塔结构设计工作是输电线路设计的重要组成部分其设计质
量的好坏直接影响到输电线路建成后的正常运行因此必须重视输电线路铁塔的设
计工作。

本文对输电线路铁塔结构的设计进行了简要介绍,并提出了一些优化措施。

在输电线路铁塔结构的设计中必须遵循科学的原理,同时充分利用先进的设计思想
与理念确保综合指标满足实际的需要。

只有这样才能确保输电线路铁塔可以在电
力行业发挥应有的作用从而确保输电线路的安全运行。

参考文献
[1]王维检.电气主设备继电保护原理与应用[M].北京：中国电力出版社，2015.
[2]电力工业部电力规划设计总院.电气系统设计手册[M].北京：中国电力出版社，2017.
[3]李碧荷.220KV架空供电输电线路的勘测与铁塔定位设计[J].海峡科学，2019，(7)：42-44.。