劉倩倩

摘 要：在我國的輸電系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)采用架空輸電的線路，這種線路技術(shù)要求比較高，因此必須要建設(shè)相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施才能完成。所謂的基礎(chǔ)設(shè)施，也就是本文中要談及到的輸電線路鐵塔，其在輸送電力過程中發(fā)揮著非常重要的作用。鐵塔結(jié)構(gòu)的質(zhì)量直接影響著電力輸送的安全性，而且還影響著電力輸送是否暢通，因此其設(shè)計(jì)必須要嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)定來進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能保障安全性。因此本文就對輸電線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來進(jìn)行分析，以此來為相關(guān)部門提供參考。

關(guān)鍵詞：輸電線路 鐵塔結(jié)構(gòu) 安全

中圖分類號(hào)：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2018）02（a）-0067-02

隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展和擴(kuò)大，其在人們生活中以及社會(huì)中的作用也越來越大。而且隨著人們安全意識(shí)的提高，隨著近幾年電力事故的不斷發(fā)生，人們對于安全供電有了更高的要求，因此就意味著必須要保證輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而其穩(wěn)定性直接受鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，因此本文的研究也就有著指導(dǎo)性的建議。

1 我國輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

我國上百年來都是應(yīng)用鐵塔架空電線來輸送電能，而且隨著我國經(jīng)濟(jì)的增長，人們對電能的需求量也開始增加，相應(yīng)的，這就促使著電容量也需要增加。但是受我國地域?qū)拸V的影響，我國使用的電源地點(diǎn)呈分散型特點(diǎn)，很多電量需要依靠電線來實(shí)現(xiàn)傳輸，因此鐵塔就隨之應(yīng)運(yùn)而生。正是我國這種地域?qū)拸V的特色，在鐵塔的設(shè)計(jì)過程中，需要考慮到一條完整的線路，需要經(jīng)過特別負(fù)責(zé)的實(shí)際狀況，才能實(shí)現(xiàn)傳輸，也就是說，設(shè)計(jì)過程中，一定要考慮到地形、氣候、以及電壓等級等帶來的影響，因此這就給設(shè)計(jì)人員帶來了挑戰(zhàn)。其需要對當(dāng)?shù)氐那闆r進(jìn)行實(shí)地考察，根據(jù)考察的實(shí)際情況來設(shè)計(jì)出符合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的輸電線路，以此來實(shí)現(xiàn)電路的傳輸。

2 優(yōu)化輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的建議

2.1 應(yīng)用合理的材料

在輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為了提高塔身的抗風(fēng)能力，提高鐵塔的穩(wěn)定性，需要應(yīng)用新型的材料，充分發(fā)揮其性能，以此來保證鐵塔結(jié)構(gòu)的成功。這些新型的材料，既要有良好的動(dòng)力學(xué)性能，還要有良好的抗彎能力。如角鋼，在應(yīng)用時(shí)，要綜合角鋼的材質(zhì)、規(guī)格，還要考慮角鋼的截面特性，以此來保證鐵塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。再比如圓截面鋼管，但是鋼管的造價(jià)比較高，會(huì)加大工程施工成本，因此大多是結(jié)構(gòu)尺寸比較大的鐵塔會(huì)選用它，一般的鐵塔還是要選擇角鋼。

2.2 合理地選擇鐵塔型式

眾所周知，輸電線路的作用就是安全輸送電力，因此在設(shè)計(jì)輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)時(shí)，一定要遵循安全的原則，將安全輸送電力作為其設(shè)計(jì)的思想，來設(shè)計(jì)鐵塔結(jié)構(gòu)。因此首先要合理地選擇鐵塔型式。因?yàn)殍F塔的費(fèi)用占整個(gè)工程的40%左右，不同的鐵塔型式在造價(jià)、占地、施工、以及運(yùn)行安全方面都有不相同。如果是針對多條的老線路，采用高度較高的鐵塔，以此來提高導(dǎo)線對地的距離，減少安全隱患。如果是線路加高的工程，可以安裝Y型鐵塔，不僅施工短，而且占地還小。

2.3 合理地布置鋼材

在輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要合理地布置鋼材。首先，塔身需要的主材料的接頭一定要比較少，要在保證長度的前提下，合理地設(shè)計(jì)分段，保證各個(gè)分段的受力情況。其次，主材和斜材要明確的分工，斜材跟主材不同，其承受能力取決于斜材跟地面之間的夾角，因此分割斜材長度時(shí)，切忌要采用跟主材一樣的分割方式。同時(shí)還要明確主材和斜材的承載力，要讓其相互配合，而且為了降低偏心的現(xiàn)象，每個(gè)杠桿的準(zhǔn)線還要相交在同一點(diǎn)上。

2.4 優(yōu)化鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.4.1 酒杯型鐵塔

我國的500kV的超高壓輸電線路的鐵塔，絕大多數(shù)為貓頭型和酒杯型。在相同的設(shè)計(jì)下，貓頭型的鐵塔不管是在塔頭的尺寸，還是在線路的走廊方面都比較小，這樣線路走廊賠償?shù)馁M(fèi)用就會(huì)比較低，可以有效地減少一些電能的損失。但是其有兩個(gè)缺點(diǎn)，一個(gè)就是高度比較高，抗雷效果不是很好，另一個(gè)就是其鐵塔基礎(chǔ)作用力大，單基的耗鋼量會(huì)比較高。而酒杯型的鐵塔，其導(dǎo)線呈水平排列，這樣鐵塔的高度就能降下來，跟貓頭型的鐵塔相比，雖然其整體剛度比較大，但是單基耗鋼量比較低，而且線跟線之間的水平距離比較寬。眾所周知，像酒杯型這種自力式的鐵塔，其塔頭的重量比較重，占了整個(gè)鐵塔重量的50%左右，一般情況下會(huì)采用懸掛垂直絕緣子串搖擺角的方式來控制其塔頭。有時(shí)也會(huì)采用在邊導(dǎo)線橫擔(dān)比懸掛垂直串的方式，但是效果不是很好，而M型的布置是最好的，就是中間采用V型串，塔兩邊依然采用懸垂串，增加一串絕緣子，就整個(gè)里面設(shè)計(jì)成三角拱形，跨矢比在0.2左右，增加了鋼的剛度。如果遇到起拱的現(xiàn)象，因?yàn)槠鸸熬涂梢援a(chǎn)生拱腳推力，而V型串的掛點(diǎn)跟拱腳為共點(diǎn)，因此兩串拉力會(huì)產(chǎn)生向橫擔(dān)中心的水平力，以此來抵消拱腳的推力。

2.4.2 拉線V型鐵塔

拉線V型鐵塔采用了豎向受壓、橫向受拉的設(shè)計(jì)方式，設(shè)計(jì)得非常合理，不但節(jié)省了鋼材料，降低了成本，還有效地提高了鐵塔的穩(wěn)定性。其結(jié)合了壓桿和鋼絞線，而且鋼絞線為高強(qiáng)度的鋼絞線，結(jié)合在一起就能把二者的特性有效地發(fā)揮出來，既提高了鐵塔的剛度，又提高了鐵塔的穩(wěn)定性，同時(shí)還提高了抗風(fēng)能力。但是這種鐵塔占地面積比較大，經(jīng)常會(huì)占用一些農(nóng)業(yè)用地，所以經(jīng)常遭到農(nóng)民們的投訴，需要賠償農(nóng)民的損失。

拉線V型塔的塔頭因?yàn)橛昧藢?dǎo)線橫擔(dān)，所以塔頭比較重，因此在優(yōu)化過程中，要從導(dǎo)線橫擔(dān)開始優(yōu)化。橫擔(dān)的作用就是安裝絕緣子和金具，以此來支撐避雷線、導(dǎo)線等，保證安全，因此在優(yōu)化過程中，首先要選擇主要材料的結(jié)點(diǎn)，材料的結(jié)構(gòu)布置形式等。導(dǎo)線橫擔(dān)下平面斜材常見的布置形式為交叉斜材式，且交叉斜材布置到導(dǎo)線橫擔(dān)根部時(shí)，大多連接到導(dǎo)線橫擔(dān)的主材上。在縱向荷載作用下，其連接部位的主材或節(jié)點(diǎn)板容易變形，為了滿足塔身傳力的要求，只需將橫擔(dān)下平面交叉斜材塔身布置到導(dǎo)線橫擔(dān)根部時(shí)，與塔身橫隔面?zhèn)让鏅M材的中點(diǎn)相連接，使導(dǎo)線縱向荷載通過塔身橫隔材直接傳遞到塔身上去，就可以有效地解決主材和節(jié)點(diǎn)板彎曲變形的問題。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著我國電力行業(yè)的發(fā)展，輸電鐵塔在整個(gè)輸電系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的支撐作用。但是由于我國地域特點(diǎn)，輸電鐵塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有非常大的挑戰(zhàn)性，因此在設(shè)計(jì)過程中，必須要應(yīng)用合適的材料，合理地選擇鐵塔型式，優(yōu)化鐵塔設(shè)計(jì)，合理地布置鋼材，這樣才能保證整個(gè)輸電系統(tǒng)的安全。未來輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還需要不斷的完善，以此來提高對抗外界給其帶來的破壞，保證輸電線路的穩(wěn)定性。

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