高压输电线路铁塔结构设计

高压输电线路铁塔结构设计

摘要：高压输电线路负责电厂与变电站、变电站与变电站之间电力传输和分配的主要电力设施，被称为电力事业的动脉。由于我国资源和人口分布不均匀，因此，就更需要加强高压输电线路的建设工作，将电能有效输送到用电地区，完成电力事业肩负的任务。

电力产生要高质量传送到用电地，必须依靠电网的传输功能。高压输电线路负责电厂与变电站、变电站与变电站之间电力传输和分配的主要电力设施，被称为电力事业的动脉。由于我国资源和人口分布不均匀，因此，就更需要加强高压输电线路的建设工作，将电能有效输送到用电地区，完成电力事业肩负的任务。高压输电线路设计是高压输电线路规划和准备工作阶段的重点，做好高压输电线路设计工作意义重大，电力工作者应该提高对压输电线路设计工作的重视，熟悉和了解高压输电线路铁塔结构设计、防雷设计和防污损等工作重点，切实提高高压输电线路设计质量，提升电力事业发展和进步的水平。在实际的高压输电线路设计工作中电力工作者要做好力学分析、污损预计和引雷设计，通过踏实的基层工作，提升高压输电线路设计的实用性和功能性，为高压输电线路的稳定运行做好实际的基础性设计工作。

1、高压输电线路铁塔结构设计的要点

1.1 高压输电线路铁塔的布置形式

高压输电线路铁塔的布置形式以交叉斜材式为主，将交叉斜材布置到导线横担根部，在节点上增设 1 根短角钢，以增强其抵抗纵

向荷载的能力，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，从而解决主材和节点板弯曲变形的问题。

1.2 高压输电线路铁塔斜材的选择条件

制约高压输电线路铁塔塔身斜材的基本条件是荷载力矩和长度。其中，斜材对外荷载抵抗力矩的大小即斜材和水平面的夹角大小，将直接影响到该节间主材分段及主材选材。

1.3 高压输电线路铁塔塔型的选择

高压输电线路铁塔选型时应该对塔身主材、节间分段情况、接腿等多因素进行优化组合，高压输电线路铁塔的部位和布置形式等都是高压输电线路铁塔塔形选择的要点。

1.4 高压输电线路铁塔特别注意的问题

首先，在高压输电线路铁塔的主材和节点板、节点板和节点板、节点板和塔身斜材等关键部位应该加斜垫作为稳定的措施。其次，高压输电线路铁塔身主材若是单角钢应该采用设置双排螺栓保证高压输电线路铁塔塔身稳定。最后，如果用四角钢组合成十字断面，可直接采用制弯节点板的办法。

2、高压输电线路防污损的工作

2.1 确定高压输电线路污损的情况

首先，对高压输电线路设计地段污损的历史情况做以了解，掌握污损发生的规律和内在原因。其次，对高压输电线路设计地段的污损进行必要的物理测量和化学分析，明确污损的治理的方向。最后，

对高压输电线路进行防污损设计，采用各种办法防治污损和确保高压输电线路的正常运行。

2.2 高压输电线路防污损工作的要点

首先，确定高压输电线路污秽的类型。其次，对高压输电线路不同型式绝缘子积污特性进行了解。其三，优化高压输电线路的布置方式防止污损对线路的影响。其四，确定高压输电线路污秽设计目标电压。最后，在确定高压输电线路参照盘形绝缘子的基础上确定预选绝缘子串的结构高度和爬电距离。

3、路径优化选择

输电线路路径选择是整个线路设计工作中的关键，方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。在这个过程中，首先要了解当地的气象、水文、地质条件。根据当地地形特点，合理选择路径。在此基础上，对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施，尤其是采矿区的资料，进行充分的收集和调研。并应用卫片选线技术，进行多方案路径比选。应用全寿命周期成本（LCC）管理方法，比选出最优路径。

路径应避开不良地质、水文及气象地段，提高工程抵御自然灾害和突发事故的能力和水平；避让了危及线路安全可靠运行的设施，减少了线路建设对地方规划及其它设施的负面影响；尤其是最大程度地避让了采矿区，提高线路的安全运行条件。在各方面条件允许的情况下，本次工程线路尽可能与已有及拟建电力线并行，减少交叉跨越，降低建设成本。做好输电线路对环境影响的各项评价工作，对涉及外

部条件的环境影响评价、压覆矿产评估、地质灾害评估、文物调查及评估、地震安全性评价等工程前期工作都需得到相关行政管理部门的许可批准后，工程才能实施。

4、导地线选型

送电线路的导线长期在旷野、山区或湖海边缘运行，需要经常耐受风、冰等外荷载的作用，气温的剧烈变化以及化学气体等的侵袭，同时受国家资源和线路造价等因素的限制。因此，在设计中，对电线的材质、结构等必须慎选取。线路的输送容量、传输性能、环境影响问题对输电线路的技术经济指标都有很大的影响。要从导线的电气特性、机械特性、投资分析及施工等多个方面对各种导线截面进行技术经济比较，特别在导线选型造价分析中按全寿命周期费用最小为原则分析比较，而不是只考虑基建初投资，这样可以全面考核各导线方案的技术经济性，最后推荐出在技术和经济上最优的导线型号及截面。导线在线路建设投资中所占的比例较大，110kV线路一般要占工程本体投资的12%左右，且它也影响到铁塔荷载的大小和铁塔高度、地线支架高度的选择，如果再考虑因导线方案变化而相应造成的杆塔工程量和基础工程量的变化，其对整个工程的造价影响极其巨大。合理选择导线截面是安全运行和降低建设投资的关键问题之一。因此，按全寿命周期费用最小为原则选择导线结构，对降低输电线路投资具有重要的意义。

5、高压输电线路的防雷设计工作

5.1 优化高压输电线路间距离防止雷击发生

将高压输电线路间水平距离高压边相导线38m 以内的地面凸出物列入防雷工程设计，对有可能造成绕击雷害的地面凸出物应采取措施改善其引雷特性。在水平距离高压边相导线38m 以内存在绕击雷害隐患的地面凸出物顶部设置避雷针，或在存有绕击雷害隐患的高压线路大跨越的雷电方向侧设置旁路避雷线，引雷接闪，防止雷电绕击高压导线。

5.2 做好高压输电线路避雷线的设计工作

在双避雷线可有效保护中相导线，减小边相导线的绕击范围；加强避雷线的机械强度，防止雷击避雷线断股尤其是雷击避雷线断线的恶性事故发生；杆塔顶部设置塔顶避雷针，控制雷击点，减小杆塔处的绕击范围及避雷线的落雷次数；在适当向边相导线侧外移避雷线的同时，要考虑到雷击避雷线时的雷电冲击作用有可能沿垂线方向击穿避雷线与高压导线之间的空气间隙问题，设计高压导线与避雷线之间在垂线方向保持一定的水平距离，采用具有消雷功能的塔顶新型避雷针，有效减弱线路的雷电强度，防止雷害。

6、结束语

高压输电线路负责电厂与变电站、变电站与变电站之间电力传输和分配的主要电力设施，被称为电力事业的动脉。由于我国资源和人口分布不均匀，因此，就更需要加强高压输电线路的建设工作，将电能有效输送到用电地区，完成电力事业肩负的任务。高压输电线路设计是高压输电线路规划和准备工作阶段的重点，做好高压输电线路设计工作意义重大，本文对高压输电线路关键的铁塔结构设计、防雷设