电力铁塔设计与制造加工工艺改进研究

电力铁塔设计与制造加工工艺改进研究

邹宇强

（广西送变电建设有限责任公司铁塔厂南宁530000）

摘要：随着我国国民经济的快速发展，对电力的需求也随之不断提高，作为国民经济发展保障因素之一，必须进一步促进电力事业的快速发展，从而对电力输变电系统工程关键部分：电力铁塔的质量及技术特点提出了新的要求。目前我国电力铁塔的设计理念及方法还比较落后，从而不利于电力铁塔制造加工工艺的改进，增加了电力铁塔的制造及安装成本。本文通过对电力铁塔结构设计基本原则的探讨，进而提出对电力铁塔的制造加工工艺改进措施的研究。

关键词：电力铁塔；设计；制造加工工艺；改进措施

1电力铁塔结构设计的基本原则

电力铁塔作为电力供应系统的重要组成部分，是电力输送稳定与安全的保障，是电力系统安全供电的基础和前提。在电力铁塔结构设计的过程中，要严格遵守相关设计规范的基本原则进行设计，才能保证铁搭设计方案的科学性和合理性。

1.1绝缘配置设计

对电力铁塔上各档距之间所有存在可能放电途径进行绝缘设置，为了保证输电线路的安全可靠运行，需要考虑在雷电过电压、操作过电压以及工频电压等不利因素的影响。因多回输电线路停电检修存在困难性，在设计绝缘配置要尽量避免绝缘子的清扫周期过短，尽可能的减少维护工程量。在进行同塔多回路设计时，尽可能地增加一级对纰漏比距。V型串对垂悬串设计经常应用在通道紧张地区同塔多回路结构中。采用同塔多回路的优点为节约输电线路走廊，避免在大风情况下铁塔出现闪络现象。

1.2塔身和基础设计

同塔多回路铁塔的塔身风压及外部荷载比单回路输电线路高出好几倍，此时需要对电力铁塔的本身存在的重量和对基础产生的作用力进行加强。在涉及到电力工程跨越设计时，通常情况下采用的设计方案是对多回的铁塔结构中的重要工程与重要系数进行相乘，可以显著提高其安全的系数；在进行对多回路铁塔大截面导线设计方案时，适当选用较好的钢材来降低钢管桁架结构对塔身风压及材料的体形系数；电力工程项目的实际建设过程中会受到各种客观存在又难以避免因素的影响，通过采用科学先进工艺，尽量规整施工流程，而且对临时拉线的张力进行增大来减轻铁塔的重量。最后就是在对铁塔设计的时候，一定要进行实地的勘察，设计方案必须要严格结合实地情况，做好科学合理的设计，要对铁塔结构的安全起到保障作用。

2电力铁塔设计应当采取的相应措施

2.1档距的设计优化

单位公里的塔重取决于单基杆塔的重量及单位公里杆塔数量，而单基塔重和杆塔基础却又不成比例。先优化计算杆塔档距与经济指标，才能获得最优单位公里塔重指标。杆塔的水平、垂直档距等参数需要对线路布置及施工经验的基础上，综合考虑排位等因素才能对杆塔进行确定。

2.2合理的角钢规格

塔重往往会受到材料的影响，所以在进行设计的时候需综合考虑。当前国内的角钢生产情况和角钢截面特性，设计中一般采用宽肢薄臂角钢作为稳定控制的构建，选用厚壁角钢对强度或孔壁挤压进行控制，既要保证杆件足够大的刚度，又要保持尽量小的挡风面积。在进行强度控制时，则应优先考虑肢厚的杆件。

2.3科学的材料布置

2.3.1塔身主材分段：主材因为存在较大的长度和较少的接头，为了避免上部主材造成浪费，通过保持各节间相等或相近的主材应力来减轻塔身的重量。在塔身主材进行分段设计时，通过对对腹杆及各节间的长度进行综合优化，在施工过程中，按照等差级数根据具体工程进行优化处理，可以显著降低塔身重量。此外，铁塔主材稳定性及强度受塔身分段、外形尺寸、接腿等因素以及节间长度和腹杆布置等因素的影响，此时较难获得最佳的稳定性及强度，因此，通过对主材的节间长度、杆件布置等进行优化，可以使主材稳定性及强度承载力同时达到最佳效果。

2.3.2塔身斜材布置：斜材承载力大小的取决于斜材与水平面角度设计的好坏，过小的夹角由于过密的斜材布置而直接影响材料性能的发挥，而角度过大又会使得杆件选材规格加大，使得材料的重量和长度增加，因此，K型结构多应用在宽基塔及大跨越铁塔设计中。为了实现主材各部位受力的最优化，对于直线塔，在上部较窄部分设计时一般采用小交叉布置方式，而下部较宽部位则主要采用节点少、结构简单但辅助材较多的大交叉布置方式，实现塔身重量的最小化。

3电力铁塔制造加工工艺改进措施

3.1分段联接部位结构的改进

为了提高铁塔的整体刚度和使用寿命，电力工程施工工艺多采用角钢进行分段和多段联接，因此，因严格要求角钢进行连接部位的施工质量。在塔体的施工过程中，受角钢的本身形状和自身结构的限制，事先必须对联接角钢进行加工，去掉角钢内侧面与塔身相交处的圆弧段可以使联接角钢与塔体的联接部位紧密接触。目前K型结构多应用于宽基塔及跨越范围较大的铁塔设计方案中，在施工过程中加强监测相关结合面的螺栓连接和角钢联接，对联接处出现的及时发现，及时修理和更换，提高连接部位与电力铁塔接触的牢固程度，提高电力铁塔的使用寿命。

3.2联接螺栓的改进措施

现阶段的电力铁塔在运营的时候，较多的电力事故是因联接螺栓产生了相关的问题。假如破损的螺栓没有进行及时的修复，往往造成电力供应的不稳定和安全性得不到保障。因此，在施工材料的选择上可以优先进行对所使用的螺栓采用螺栓抗剪连接，以消除事故隐患。抗剪连接后因多了一个受剪平键，虽然其结构与普通电力铁塔中使用普通的螺栓结构基本一致，但是显著增强了其孔壁的承受压力的能力。在安装联接螺栓时，在剪平键打入抗剪螺栓的凸出键槽内之前，应确保主螺栓拧紧并固定。在施工生产作业的时候，施工操作人员可以先把螺母的螺纹进行破坏，可确保可拆卸式的受剪连接结构产生松动，从而形成不可拆卸的受剪联接，保证联接的稳定性。

4结语

本文简要概述了电力工程中电力铁塔设计的基本原则及设计设计优化要点，从而引出电力铁塔制造加工工艺的改进措施。电力铁塔设计优化及制造加工工艺的改进的应用可以提高供电的质量和效率，迅速地找出故障，及时地恢复供电。电力铁塔设计的优化在规划设计时要遵循整体规划的设计原则、可靠性原则和分散性原则，在设计规划和使用中要注意一些问题，在改进时应该遵循前瞻性原则，保证电力供应的效率。

参考文献：

[1]李彪.浅析电力铁塔设计与制造工艺的改进[J].工程技术：全文版，2016（12）：00190-00190.

[2]冀广生.关于输电铁塔结构优化设计的研究[J].中国高新技术企业，2012（26）：25-27.