输电线路铁塔

输电线路铁塔
输电线路塔是支持高压或超高压架空送电线路的导线和避雷线的构筑物。

类型根据在线路上的位置、作用及受力情况分类如表：
还可根据不同的电压等级、线路回路数、导线及避雷线的布置方式、材料及结构形式来确定塔的名称，例如:220千伏单回路导线水平排列的门型耐张跨越塔。

常见的悬垂型塔或耐张型塔如图。

500千伏台山电厂至香山输变电工程的崖门大跨越钢管塔，该塔位于新会区西江崖门边，在两岸各建一高塔，两座高塔跨越距离2.5公里，塔高215.5米，所用钢管直径达1.58米，单塔重1650吨。

常见的悬垂型塔或耐张型塔, 崖门大跨越钢管塔
塔的尺寸和档距须满足电路要求：导线与地面、建筑物、树木、铁路、公路、河流以及其他架空线路之间，导线与导线、导线与避雷线之间，均应保持必要的最小安全距离。

避雷线对导线的保护角及使用双避雷线时两根避雷线之间的水平最小距离应满足有关规定。

荷载输电线路塔主要承受风荷载、冰荷载、线拉力、恒荷载、
安装或检修时的人员及工具重以及断线、地震作用等荷载。

设计时应考虑这些荷载在不同气象条件下的合理组合，恒荷载包括塔、线、金具、绝缘子的重量及线的角度合力、顺线不平衡张力等。

断线荷载在考虑断线根数（一般不考虑同时断导线及避雷线）、断线张力的大小及断线时的气象条件等方面，各国均有不同的规定。

结构计算
塔一般均简化为静态进行分析，对于风、断线、地震等动荷载，通常在静力分析的基础上，分别乘以风振系数、断线冲击系数、地震力反应系数来考虑动力作用。

输电线路塔的内力计算，与塔式结构和桅式结构相同，但须考虑下列两个问题：
①导线风荷载对塔的作用。

由于导线的支点间距较大（一般为200～800米）而横向摆动的周期较长（一般为5秒左右）,故应考虑风沿导线的不均匀分布及导线对塔的动力效应。

20世纪60年代初，许多国家的电力部门曾用实际的试验线路来测定导线在大风作用下的最大响应，并据此制订了实用计算法，其中有的已纳入本国的规程，但是由于受地形、测量仪器的精度、分析水平等各种因素的限制，这些实用计算方法还不能精确反映出真实情况。

70年代中期，开始应用随机振动理论分析阵风作用于导线对塔引起的动力响应，这种建立在实测资料基础上并用统计概念及谱分析估计结构响应的概率峰值的方法，比较符合风的特点。

②断线力对塔的作用。

导线突断时对塔的冲击荷载在极短的时间内达到峰值，并且各个部位的相对值大小不一，是一种复杂的瞬态强迫振动，要作理论计算比较困难。

一般是根据现场试验实测数据获得冲击力的峰值，并据此制定出实用的“断线冲击系数”，其值为1.0～1.3，视电压的高低、塔的类型、不同的部位而定。

基础
输电线路塔基础的种类很多，并随塔的类型、地形、地质、施工及运输的条件而异，常见的有：①整体式刚性基础；②整体式柔性基础；③独立式刚性基础；
④独立式柔性基础;⑤独立式金属基础;⑥拉线地锚；⑦卡盘及底盘；⑧桩基础。

上述①、②类基础主要用于窄塔身用地小的情况,③、④、⑧类基础用于软土地基,⑤类则适用于山区或搬运及取水较困难的地区，⑥类只用于拉线塔，⑦类只用于钢筋混凝土塔。

除应考虑地基和基础的强度外，尚需核算基础的上拔与倾覆稳定性。

根据长期使用经验，对一般塔基础可以不必验算地基的变形。

施工方法
输电线路塔的数量多，分布面广，自然条件及地形条件复杂多变，不利于使用大型机具运输和安装。

中国多用把杆吊装方法。

20世纪70年代开始对100米以上的高塔，采用了更为安全的倒装法，利用钢塔的底层作承力架，先上后下，逐段安装就位,整体提升,并用纤绳临时固定。

杆塔嘛，总是要遵循一些原则的，比如经济便宜，安全可靠，施工维护方便，少占耕地，少砍伐树林等。

杆塔设计,,,重要的是在满足条件的情况下尽量少用钢材,,,,至于分类的话,,,,总体上按耐张和直线塔就好了,,,,如果要加上终端塔的话,,,也是可以的,,当然,,,,,施工方法也是多种多样的,,,整体,,,分段,,分片.
铁塔结构：分为塔头、塔身、塔腿。

导线按三角型排列的铁塔如：干字塔、换位塔、换位塔。

下横担及以上部分称塔头。

猫头型塔及导线按水平排列的铁塔，下曲臂及其以上部分称塔头。

一般位于基础上面的第一段桁架称塔腿。

塔头与塔腿之间的各段桁架称塔身。

铁塔的塔身为截锥形的立体桁架。

桁架的横断面多呈正方形或矩形。

立体桁架的每一侧面均为平面桁架，每一侧面桁架简称为一个塔片。

立体桁架的四根主要杆成为主材。

相邻两主材之间用斜材及水平材连接，统称为辅材。

各主材、辅材或塔片等统称为构件。

杆塔基础设计：在已知地质及荷载条件下通过一系列计算来选择合适的杆塔基础类型，确定最佳尺寸的全过程。

杆塔基础设计的重要内容是要在一定经济条件下，赋予杆塔基础结构最高的可靠度。

这种可靠度，是相对于杆塔基础结构极限状态而言的。

中国建筑结构设计标准中将极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两种。

对杆塔基础设计而言，承载能力极限状态对应于地基的强度和稳定度，正常使用极限状态对应于地基的变位。

在地基基础设计规范中，通常已将地基的强度和变位结合统一考虑，以满足两种极限状态的要求。

在特殊情况下，如松软地基的特高塔基础，设计时尚需增加对沉降和位移的核算。

杆塔基础设计的主要设计荷载一般包括竖向力（即上拔力和下压力）、横向水平力及纵向水平力等，相应的计算内容有基础上拔稳定、下压稳定、倾覆稳定和自身强度四项。

铁塔结构布置的要求
1.电气及强度方面
所有塔型必须根据电气条件要求进行结构布置,同时使铁塔在各种工作条件必须满足强度.稳定和变形的要求.
2.施工、制造运行检修诸方面
(1)构件同一截面尽可能减少型钢种类
(2)同一构件应采用同一螺栓孔径,而整个铁塔螺栓孔径应不多于三种
(3)铁塔主材坡度变化次数应尽量减少
(4)尽量避免使用热加工
(5)铁塔构件在安装运输上的分段应考虑施工人员方便及加工工厂生产制作的最大允许度
(6)各镀锌构件一般不超过7m,截面尺寸不大于600x600mm,构件材料最长不超过7.5m.
(7)横担主材断开接头位置,离塔身外最好不超过1m.
(8)铁塔防腐在任何情况下都不应采用电镀锌防腐
输电基础知识不同塔型抗覆冰能力比较分析
拉线塔覆冰不平衡张力因拉线的作用将部分纵向不平衡张力转化为垂直荷载，因此拉线塔承受纵向不平衡张力过载能力强于自立式铁塔。

拉线V型塔、拉线门型塔导线悬挂点位置与塔拉线连接点位置在一条水平线上，覆冰引起的纵向不平衡张力直接由拉线抵消；拉线猫头型塔导线悬挂点位置高于塔拉线点位置，覆冰纵向不平衡张力将产生一部分额外的附加弯矩，因此拉线V型塔和拉线门型塔抗覆冰引起的纵向过载能力比拉线猫头型塔强。

就猫头塔和酒杯塔承受覆冰纵向不平衡张力过载能力的强弱而言，酒杯塔三相导线呈水平排列，猫头塔三相导线呈三角形排列，在呼高相同的情况下，猫头塔中相导线悬挂点高度高于酒杯塔中相导线悬挂点高度，覆冰引起的纵向不平衡张力对铁塔根部取矩，猫头塔根部的弯矩大于酒杯塔，即覆冰纵向不平衡张力对猫头塔塔身主材的破坏大于覆冰纵向不平衡张力对酒杯塔塔身主材的破坏；
为了节约钢材，很多猫头塔侧面跟开比正面小（矩形根开），对于矩形根开（正面根开大于侧面根开）的猫头塔，侧面斜材规格一般小于正面，覆冰不平衡张力作用时，对塔身侧面斜材的影响更大，而酒杯塔一般为正方形根开，因此矩形根开的猫头塔承受覆冰不平衡张力过载能力弱于正方形根开的酒杯塔。

综合分析比较，总体上讲酒杯塔承受覆冰不平衡张力过载能力强于猫头塔。

从以上分析可知：拉线铁塔抗覆冰引起的纵向过载能力比自立式铁塔强；拉线铁塔中，拉门塔、拉V塔的抗覆冰引起的纵向过载能力比拉猫塔强；自立式铁塔中，酒杯塔的抗覆冰引起的纵向过载能力比猫头塔强。

基础设计的流程
杆塔基础的设计主要是在综合地质、水文条件的基础上，结合外业定位的处理意见，根据电气专业提供的杆塔明细表头，设计与杆塔相适应的基础。

这是一项综合的工作，设计需要输入的资料包括：我院正式出版的地质、水文报告，电气专业的杆塔明细表头，外业定位的处理意见，卷册作业指导书，工程初步设计的相关资料等。

只有保证设计输入的正确性的前提下，才有可能保证基础设计的正确。

这就要求设计人在自己交出卷册之前，必须具备以上资料且认真核实无误以后才能交给校核人。

杆塔荷载系列规划
杆塔系列规划包括直线杆塔（包括直线转角塔）系列规划及耐张转角塔系列规划。

在无约束条件下排位优化后得到该路径上的最佳排位方案，但这些塔是在无约束条件下得出的，各塔的水平档距、垂直档距、纵向张力是按各自的塔的使用情况得出的（相当于逐塔设计），杆塔的设计、加工将极为复杂，也无太大意义，因此，在工程中必须进行杆塔的系列规划。

直线塔杆塔规划包括杆塔的水平荷载、垂直荷载和塔高等规划。

如前所述，外负荷对塔重的影响中，水平荷载起主要作用。

因此，对荷载的规划以水平荷载为主进行。

提个问题
对于比较高的铁塔.如果用拉线形式,为什么它的塔脚都要做收敛的?
知道主要是考虑各向平衡和受力的均匀.
在计算地基受力时只用到力,
而没见过用压强的.
这时收敛后虽然整基塔对地基的下压力是不变,
但压强却变大了,
这对地基的结构和材料的要求就应该不同了吧!
这样的地基相对于宽基的经济性如何?
经济性和可靠性在这里将如何取舍?
常见的铁塔是用型钢经螺栓连接或焊接起来的空间桁架，少数国家也有吕合金塔或钢管混凝土结构塔，铁塔具有坚固可靠，使用周期长的优点，但刚才消耗大，造价高，施工复杂，维护工作量大，
铁塔你还忘了介绍一下钢管塔，现在新建的100万线路跨越黄河的就是用的这种，强度大，抗风能力强
还有一种就是为了方便减少线路走廊路径而设计的紧凑型塔，V型串连接的，在50万线路上应用比较多，对了谁有关于好的铁塔防盗的方法？讨论下
对于比较高的铁塔.如果用接线形式,为什么它的塔脚都要做收敛的?
知道主要是考虑各向平衡和受力的均匀.
在计算地基受力时只用到力,
而没见过用压强的.
这时收敛后虽然整基塔对地基的下压力是不变,
但压强却变大了,
这对地基的结构和材料的要求就应该不同了吧!
这样的地基相对于宽基的经济性如何?
经济性和可靠性在这里将如何取舍?
拉线塔不同于其它形式铁塔，一般塔在力学模型上讲是悬臂构件，而拉线塔由于在塔的上部增加了拉线，从力学模型上讲为两端有支点的剪支构件。

这一改变使铁塔受力发生了根本改变。

悬臂构件最大弯矩发生在塔脚，剪支构件最大弯矩发生在塔中部，所以塔脚回收。

在城区都用钢管塔！减少占地面积！便于施工！
110kv双回线路都采用钢管他，
杆塔基础类型有：
（1）装配式基础
（2）薄壳式基础
（3）掏挖式基础
（4）打入式桩基础
（5）岩石{锚桩}基础
（6）爆扩桩式基础
（7）转孔灌注桩式基础
基础还有阶梯式、掏挖式、大板、灌注桩等分类
杆塔组装方法：
（1）直立式抱杆整体组立
（2）座腿式抱杆整体组立
（3）爆沉立杆
（4）吊车，塔机立杆
（5）滑动推升法和压力注浆立杆法
（6）索道组塔
（7）倒落式抱干整体组立
（8）外拉线抱杆分解组立
（9）内拉线抱杆分解组立
(10)内摇臂抱杆组立
(11)混凝土电杆分解组立
(12)全倒装组塔
(13)半倒装组塔
所谓铁塔，就是用钢铁型材建成的用来架设高压输电线路的塔状钢构架。

铁塔按不同的归类方式有如下分类：
1、按用途分为：直线塔（Z）、转角塔（J）、直线转角塔（ZJ）、换位塔（H）、终端塔（D）、分支塔（F）、跨越塔（K）等。

2、按结构形式分为：
酒杯型（B）、
三角型（J）、
干字型（G）、
上字型（S）、
桥型（Q）、
叉骨型（C）、
门型（Me）、
鱼叉型（Yu）、
鼓型（Gu）、
V字型（V）、正伞型（Sz）、倒伞型（Sd）、田字型（T）、羊角型（Y）、王字型（W）等。

3、按组立方式分为：拉线式（L）和自立式（不表示）。

4、按电压等级分为：3
5、110、220、330、500、750（千伏）等。

5、按线路回路分为：双回路（S）、单回路（不表示）。

输电铁塔按照导线分段和受力大致分为两类：直线塔和耐张塔，如果再细化就可以分为直线塔、耐张塔（一般）、终端塔和电缆终端塔；按照其它一些分法可能还有什么换位塔、分支塔、大跨越塔、辅助塔等等。

一般来说主要是地形的特殊性一些大跨越塔相当费材费钱，比如楼主提到的崖门大跨越钢管塔，还有目前在建的舟山大陆架的220kv其中最高的一基塔有近３００米高，耗材４０００多吨，应该说这种都是非常特殊的杆塔，一般的地形的杆塔涉及都是采用典型涉及，稍作改动就可以。

杆塔主要是要考虑承受两边导线产生的上下和东西南北的张力，同时还要考
虑外力（风或外界撞击等的力气）对杆塔的影响。

不过输电杆塔按照材质类别来分还是有以下集中：铁塔、钢管杆、钢管塔、砼杆。

题目太大，包含了铁塔结构、设计、制图、基础等多方面问题，这其中随便拿出来一点都可以讲上几个小时…………你让我怎么补充？
现在的线路设计，绝大多数都是利用老一辈设计专家们的劳动成果，搬来一用就行，正正要线路设计人员自行设计一条线路，能设计出来的没有几人。

象我们这里，有些110kV塔型因为电气间隙问题和运行要求原因要求进行改造，但设计人员并没有对原塔型进行设计改造，而是将高一电压等级的铁塔进行原样照搬使用罢了，真是浪费呀！！！！！
从长远的运行条件来说，线路使用铁塔的优越性是砼杆无法比的，施工便利，便于运输，但现在线路施工的外部影响因素太多，征地、青赔难度都很大，一次性使用铁塔，线路的初次投资较大，但从长远看还是很划算的。

所谓的直线耐张塔是什么样的塔
杆塔荷载包括导线和地线作用到杆塔上的荷载、杆塔自身荷载和安装荷载三部分。

这些荷载可以分解为垂直荷载、横向荷载、纵向荷载三个分量。

横向荷载有：①导地线、绝缘子、金具及其他附件所受的风压；②杆塔本身所受风压；③转角杆上导地线张力的角度荷重，
式中T——导地线的张力，N；
Q——线路转角度数，(°)；
P——角度力，N
此外，还应考虑以下两种风向对纵、横向荷载的影响：①风向与线路方向的夹角成60°或45°；②风向与线路方向相同。

纵向荷载主要指导地线在运行情况下的不平衡张力和安装情况下的紧线张力，具体有：①直线杆塔两侧的档距不同或悬挂点不等高时，导地线产生的不平衡张力；②直线杆塔两侧导地线覆冰或不均匀脱冰时的不平衡张力；③转角、耐张杆塔两侧代表档距不相等时，导地线的不平衡张力；④终端杆塔在变电站侧的导地线为松弛张力，非变电站侧为正常张力，此二张力差所产生的不平衡张力；
⑤在直线杆塔上架设导地线(如采用飞车)时产生的不平衡张力；⑥导地线断线时的张力；⑦直线杆塔在断导线时地线所产生的支持力；⑧由于施工误差而造成导地线在耐张、转角杆塔两侧产生的不平衡张力。

杆塔作为送电线路支持物受力极为复杂，在正常情况下，承受导线避、雷线、绝缘子垂直压力；受风荷载，角度荷载，线路横向的水平拉力；顺线路方向的不平衡张力；在安装、检查时受承受起吊，安装荷载和附加荷重。

在事故时要承受断线张力，上述这些作用统称为杆塔荷载。

杆塔的作用是：支持导线和避雷线，使其对大地及其他建筑物保持足够的安全距离。

杆塔要承受在断线事故不平衡张力，冰、雪，最高、最低气温等气象条件下所受的拉、压、弯、扭、剪等各种外力作用
档距的确定
首先需要确定经济档距及经济呼高（需要根据不同的设计条件作经济性分
析），其次要进行不同布材形式的对比，拟定塔身花纹。

最后才是铁塔的设计！送电线路的基本知识
一、送电线路的主要设备：
送电线路是用绝缘子以及相应金具将导线及架空地线悬空架设在杆塔上，连接发电厂和变电站，以实现输送电能为目的的电力设施。

主要由导线、架空地线、绝缘子、金具、杆塔、基础、接地装置等组成。

1．导线：其功能主要是输送电能。

线路导线应具有良好的导电性能，足够的机械强度，耐振动疲劳和抵抗空气中化学杂质腐蚀的能力。

线路导线目前常采用钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线。

为了提高线路的输送能力，减少电晕、降低对无线电通信的干扰，常采用每相两根或四根导线组成的分裂导线型式。

2．架空地线：主要作用是防雷。

由于架空地线对导线的屏蔽，及导线、架空地线间的藕合作用，从而可以减少雷电直接击于导线的机会。

当雷击杆塔时，雷电流可以通过架空地线分流一部分，从而降低塔顶电位，提高耐雷水平。

架空地线常采用镀锌钢绞线。

目前常采用钢芯铝绞线，铝包钢绞线等良导体，可以降低不对称短路时的工频过电压，减少潜供电流。

兼有通信功能的采用光缆复合架空地线。

3．绝缘子：是将导线绝缘地固定和悬吊在杆塔上的物件。

送电线路常用绝缘子有：盘形瓷质绝缘子、盘形玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子。

（1）盘形瓷质绝缘子：国产瓷质绝缘子，存在劣化率很高，需检测零值，维护工作量大。

遇到雷击及污闪容易发生掉串事故，目前已逐步被淘汰。

（2）盘形玻璃绝缘子：具有零值自爆，但自爆率很低（一般为万分之几）。

维护不需检测，钢化玻璃件万一发生自爆后其残留机械强度仍达破坏拉力的80%以上，仍能确保线路的安全运行。

遇到雷击及污闪不会发生掉串事故。

在Ⅰ、Ⅱ级污区已普遍使用。

（3）棒形悬式复合绝缘子：具有防污闪性能好、重量轻、机械强度高、少维护等优点，在Ⅲ级及以上污区已普遍使用。

4．金具
送电线路金具，按其主要性能和用途可分为：线夹类、连接金具类、接续金具类、防护金具类、拉线金具类。

（1）线夹类：
悬式线夹：用于将导线固定在直线杆塔的悬垂绝缘子串上，或将架空地线悬挂在直线杆塔的架空地线支架上。

耐张线夹：是用来将导线或架空地线固定在耐张绝缘子串上，起锚固作用。

耐张线夹有三大类，即：螺栓式耐张线夹；压缩型耐张线夹；楔型线夹。

螺栓式耐张线夹：是借U型螺丝的垂直压力与线夹的波浪形线槽所产生的摩擦效应来固定导线。

压缩型耐张线夹：它是由铝管与钢锚组成。

钢锚用来接续和锚固钢芯铝绞线的钢芯、然后套上铝管本体，以压力使金属产生塑性变形，从而使线夹与导线结合为一整体，采用液压时，应用相应规格的钢模以液压机进行压缩。

采用爆压时，可采用一次爆压或二次爆压的方式，将线夹和导线（架空地线）压成一个整体。

楔型线夹：用来安装钢绞线，紧固架空地线及拉线杆塔的拉线。

它利用楔的劈力作用，使钢绞线锁紧在线夹内。

（2）连接金具类：连接金具是用来将绝缘子串与杆塔之间，线夹与绝缘子串之间，架空地线线夹与杆塔之间进行连接的金具。

常用的连接金具有：球头挂环、碗头挂板、U型挂环、直角挂板等。

（3）接续金具类：用于导线的接续及架空地线的接续，耐张杆塔跳线的接续。

定型的接续金具有：钳压接续金具、液压接续金具、螺栓接续金具、爆压接续金具。

（4）防护金具类：用于防护导线，架空地线振动的防震锤、护线条、阻尼线；用于抑制次档距振动的间隔棒；用于防护绝缘子串产生电晕的屏蔽环及均压环等。

（5）拉线金具类：用于调整和稳固杆塔拉线的金具有：可调式UT 型线夹；钢线卡子、及双拉线联板等。

5．杆塔：
杆塔是支承架空线路导线和架空地线，并使导线与导线之间，导线和架空地线之间，导线与杆塔之间，以及导线对大地和交叉跨越物之间有足够的安全距离。

常规杆塔型号表示方法：
（1）按杆塔用途分类代号含义：
Z——直线杆塔 D——终端杆塔
ZJ——直线转角杆塔 F——分支杆塔
N——耐张杆塔 K——跨越杆塔
J——转角杆塔 H——换位杆塔
（2）按杆塔外形或导线布置型式代号含义：
S——上字型 SZ——正伞型
C——叉骨型（鸟骨型） SD——倒伞型
M——猫头型 T——田字型
V——V字型 W——王字型
J——三角型 A——A字型
G——干字型 Me——门型
Y——羊角型 Gu——鼓型
B——酒杯型
（3）杆塔材料和结构代号含义：
G——钢筋混凝土电杆
T——自立式铁塔
X——拉线式铁塔
（4）分级代号含义
同一种杆塔型式按荷重不同进行分级，其分级代号用角注1、2、3……表示。

（5）高度代号含义
杆塔高度是指横担对地面的距离（m），称为呼称高，一般用数字表示。

（6）铁塔型号表示方法
铁塔型号由字母及数字共六个部分组成：
220 Z B T
上例中表示，该塔为220kV直线酒杯型自立铁塔，第一级呼称高33m。

（7）钢筋混凝土杆型号表示方法
钢筋混凝土电杆型号与铁塔型号的表示方法基本相同，通常不写出线路电压等级的代号。

例：NMeG2—21，表示无拉线耐张门型钢筋混凝土电杆，第二级呼称高为21m。

6．基础：
基础的作用主要是稳定杆塔，能承受杆塔、导线、架空地线的各种荷载所产生的上拔力、下压力和倾覆力矩。

电杆及拉线宜采用预制装配式基础。

铁塔宜采用现浇钢筋混凝土基础或混凝土基础。

有条件时，应优先采用原状基础。

包括有：岩石基础、机扩桩基础、掏挖（半掏挖）基础、爆扩桩基础和钻孔桩基础等。

7．接地装置：
主要由连接架空地线的接地引下线及埋入杆塔地里的接地体（极）所组成。

接地装置的主要作用是，能迅速将雷电流在大地中扩散泄导，以保持线路有一定的耐雷水平。

杆塔接地电阻值愈小，其耐雷水平就愈高。