郭振民

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輸電線路鐵塔長時間處在野外，由于人為或者是自然因素導(dǎo)致輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)出現(xiàn)材料老化與結(jié)構(gòu)損傷，從而威脅到安全可靠性。在電力事業(yè)逐步擴大與發(fā)展的形勢之下，在人們生活與社會之中的作用優(yōu)勢凸顯出來。在人們安全意識逐步加大的背景之下，近些年電力事故層出不窮，人們針對安全供電有著更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，也就說明得要在最大限度之上來保障輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，其會直接性的受到鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響[1]。

1 概述

輸電鐵塔是電網(wǎng)運行的重要支撐部件，對輸電鐵塔的主要構(gòu)件進行分析可知，“頭部、身部、腿部”是輸電鐵塔的核心，其中頭部是指地線支架、上曲臂、下曲臂、橫擔(dān)，腿部是指鐵塔的基礎(chǔ)構(gòu)件。在輸電鐵塔裝配過程中，需使用到螺栓、腳釘、墊片等，輸電鐵塔的其他部件還包含主桿、斜桿、輔助材料等。輸電鐵塔的運行具有特殊性，鐵塔需根據(jù)設(shè)計技術(shù)方案進行加工制造，主要包含板材加工和角鋼加工。輸電鐵塔對加工構(gòu)件的質(zhì)量要求非常高，相關(guān)構(gòu)件需具備一定強度、塑性與韌性，以保證構(gòu)件后續(xù)使用的安全性與可靠性[2]。

2 我國輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀

我國近百年來均是通過鐵塔架空電線來傳輸電能，在我國經(jīng)濟不斷增長的形勢之下，人們針對電能方面的需求量也在逐步變大，當(dāng)然這也勢必會加大用電容量。然受到我國地域?qū)挿阂蛩氐挠绊?，我國運用電源地點也展現(xiàn)出來分散型特征，諸多電量均得借助電線來進行傳輸，所以鐵塔也就出現(xiàn)在人們的視野之中。因為我國該類地域?qū)拸V特征，在設(shè)計鐵塔結(jié)構(gòu)的時候，得要考慮到線路的完整性，得要進行實地考察，才可以進行傳輸，換言之在設(shè)計的時候，得要考慮到電壓、氣候與地形等因素的影響，所以就給設(shè)計人員帶來諸多挑戰(zhàn)。結(jié)合實際情況來予以勘查，依據(jù)具體情況來設(shè)計出與當(dāng)?shù)靥卣飨喾妮旊娋€路，從而來更好的傳輸電路。

3 輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

3.1 鐵塔塔頭的優(yōu)化設(shè)計

在我國輸電線路雙回路線路之中，鼓型是其中一類普遍化的桿塔布置型式。運用該類形式來布設(shè)塔頭，其具備著傳輸李直接明確、簡便化的特點，通過垂直形式來進行導(dǎo)線的排列，塔頭偏高，假使針對跨越指標(biāo)提出更為嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的時候，那么為了達到電氣針對地間距的要求，相應(yīng)的就得要加大鐵塔高程，從而引發(fā)塔身、上層導(dǎo)線都會形成相對較大的風(fēng)荷載，這不但會導(dǎo)致鐵塔建設(shè)階段對于材料的消耗量，且還會出現(xiàn)較大的基礎(chǔ)作用力。雙層橫擔(dān)的V 串塔型為鐵塔串設(shè)的普遍運用形式之一，塔頭布置形式主要就是三角形[3]。

針對雙層橫擔(dān)、對鼓型兩類布塔形式來發(fā)呢西研究，并結(jié)合已經(jīng)投運到輸電線路工程之中已經(jīng)相對成熟化的設(shè)計成果，當(dāng)然上述兩項布設(shè)形式都存在一定的優(yōu)點與劣勢。鼓型塔布設(shè)的流程與工序相對簡便、傳力清洗明了、走廊過于狹窄。在具體布設(shè)V 串雙層橫擔(dān)塔之中，通過運用三角形式來進行導(dǎo)線的排列，該種形式可以促使塔高基本上會存在約為10m 的降幅，與鼓形塔對比分析用材量的減少率基本上為10%，基礎(chǔ)作用力的減少率也在12%之上，建設(shè)過程之中會取得良好的社會經(jīng)濟效益。

3.2 優(yōu)化鐵塔塔身橫斷面樣式

一般情況之下，電網(wǎng)過程之中直線型鐵塔的塔身橫斷面的主要形式為長方形、正方形。依照以上諸多試驗研究得知，直線型鐵塔的水平荷載要大于縱向荷載。依照以上研究結(jié)果得知，將鐵塔塔身橫斷面設(shè)計成長方形，通常情況均是科學(xué)合理化，值得注意的就是，抵抗荷載能力整體偏小，但是正方形塔在抵抗縱向荷載方面也會展現(xiàn)出更好的效能。

3.3 優(yōu)化塔身坡度

在塔身斜材形式等同時，塔身坡度改變會對其主材與斜材形成直接影響。塔高、塔身瓶口寬與塔腳根開是決定坡度的三大指標(biāo)。在設(shè)定塔頭形式與呼高后，塔身便是恒定值，此時就需采用塔身瓶口寬與塔腳根開測算塔身坡度，塔身坡度大小和兩者差值存在正相關(guān)性。當(dāng)塔身變坡位置寬度值一定時，優(yōu)化塔身坡度等同于優(yōu)化鐵塔根開，鐵塔根開這一指標(biāo)對塔身主材起到一定調(diào)控作用，借此方式影響塔體自重，也和基礎(chǔ)作用力大小存在一定關(guān)聯(lián)性。通過計算發(fā)現(xiàn)，主材在整塔重中所占比例約為40%，主材是決定塔重高低的主要因素，這提示塔身坡度越小塔體越重。

3.4 防腐設(shè)計

由于輸電線路大跨鐵塔長期暴露在室外，所以設(shè)計人員應(yīng)積極考慮防腐材料的應(yīng)用，保證所使用的防腐材料具有保證材料具有附著力強、防覆冰、耐熱、耐鹽霧性等特點，確保輸電鐵塔在濕度、鹽度較高的環(huán)境中減緩金屬物銹蝕、內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受破壞，減少維修檢修次數(shù)和維修頻率。以舟山市冊子島海邊的380m 輸電高塔為例，該塔兩段單側(cè)重量為23.15t 的塔頭橫擔(dān)組合件被緩緩吊至度標(biāo)高302m，國網(wǎng)寧波供電公司與中科院材料所聯(lián)手創(chuàng)建的電網(wǎng)新材料應(yīng)用聯(lián)合實驗室著手將研制的新型石墨烯重防腐涂料應(yīng)用到這座輸電鐵塔之上，根據(jù)該鐵塔鍍鋅表面光滑度及當(dāng)?shù)厥┕きh(huán)境，電網(wǎng)新材料應(yīng)用聯(lián)合實驗室還對涂料底漆配方原料及干燥性能做了調(diào)整，得到中國工程院院士薛群基、國際腐蝕聯(lián)盟執(zhí)委李曉剛等多位專家的肯定。

4 結(jié)語

在確定鐵塔符合輸電線路工程現(xiàn)實運行條件的基礎(chǔ)上，還要盡量使其表現(xiàn)出塔重最輕、構(gòu)造美觀、運行維護便捷等特征。這就要求在設(shè)計鐵塔時，在與構(gòu)造要求相匹配以后，依照外荷載特征盡量使鐵塔各個部件受力明確、傳力直接、節(jié)點處理簡易、材料布置形式符合其自身受力特征。由此可見，本文的研究也就顯得十分的有意義。