输电线路大跨越铁塔结构设计

输电线路大跨越铁塔结构设计

张永生

国网冀北电力有限公司承德供电公司经济技术研究所，河北 承德 067000

摘要：我国的社会发展迅速的同时带动了电力行业的发展。我国电力工程的主要任务是进行电能的生产与运输，因此输电线的效率将直接影响工程的质量。电能是一种较为危险的能源物质，在对其运输的过程中要注意保证安全性。一般情况下，输电线路处于较高的位置，在进行设计时，需要考虑稳定性，大跨越铁塔结构就是一种较为常见的支撑结构，在输电线路中有着较好的应用。在工程设计过程中，要根据现实情况对这一结构进行简单调整，使其在发挥作用的同时，降低所需成本。

关键词：输电线路；大跨越铁塔；结构设计

引言

输电线路铁塔是一种立体造型的构筑物，一般用于架空高压或超高压送电线路导线和避雷线中。根据线路回路、电压强度等不同因素的影响，能够将铁塔分成不同的类型。输电线路铁塔的建设在电力工程中是非常重要的部分，对输电线路的稳定性、安全性有直接的影响。所以在设计的过程中，要重视铁塔的结构优化，同时还要结合实际情况，对气候、地形等进行分析，还要考虑电压等级、结构形式等。我国的输电线路铁塔主要分为塔头、塔身和塔腿三部分，其中塔腿，起着支撑整个铁塔的重要作用。我国铁塔的材料大多是钢筋混凝土，在设计的过程中根据地区特点的不同，会对铁塔有不同的要求。铁塔的设计要点主要是保证各个零部件的强度、稳定性。在建设铁塔的过程中，要以铁塔的安全性和稳定性为基本原则，尽量降低铁塔的资本投入，减少对环境的危害。

1 输电线路大跨越铁塔结构设计的发展概况

1.1 输电线路大跨越铁塔结构设计的原理

与其他结构类型不同，输电线路大跨越铁塔结构可以保证高空中的稳定性，因此，重视该结构设计的原理至关重要。输电线路具有一定的重量，在进行远距离传输的过程中，输电线自身的重量及环境因素都会影响其稳定性，要想保证输电线得到有效支撑，就需要设计合理的结构。铁塔结构能够较好地改变输电线自身受力情况，在遇到较恶劣天气等环境因素干扰时，可以通过受力的合理分配减少危险情况的发生。在采用输电线路大跨越铁塔结构时，还存在一些问题，尤其是施工成本较高。该结构的施工较为复杂，在整个工程中耗时较长，导致其资金投入较高。输电线路大跨越铁塔结构的设计也需要有待加强，目前一些电力工程不能根据实际情况以及基本条件进行设计，例如一些地区的地质结构具有土层较浅的特点，所以在预埋过程时要采用浅埋方式，这样在一定程度上就会影响到大跨越铁塔结构的稳定性。这时最有效的措施就是增大接触地板的面积，达到提高自身稳定性的目的。

1.2 做好输电线路大跨越铁塔线路联结设计

新时期，电力作为人民生活以及生产必不可少的条件之一，因此要对此进行重视，进一步促进我国电力发展。在输电线路铁塔结构的整体设计中，连线工程包括：架空线与压接式耐张线夹的连接，架空导线间互连，导线与跳线间连接以及架空导线因损伤而需的压接修补等。在导线进线工程完成后，需将耐张杆前后的导线进行连接的工程称为跳线工程。如果是导线的跳线，必须满足跳线与导线耐张线夹间保持良好的连接，减少接缝处的接触电阻，防止导线在正常运行工程中剧烈发热。对于接地导线的跳线，则需要与对应铁塔的地线支架进行完好的联结设计。

2 输电线路大跨越铁塔结构设计存在的问题

2.1 暴雪危害

在2008年的大雪灾害中，南方区域的大量电网受到暴雪影响，大量变电站被迫停运，大量的积雪使得铁塔压力增大，甚至出现倒塌的情况。另外，当积雪落在电线上后，积温会导致电线上结冰，严重威胁了大跨越铁塔的正常运行，对输电线路的稳定性也有一定的限制，影响了居民的正常用电。因此，在一些气候比较极端的地区，在建造大跨越铁塔时要结合实际情况进行分析，包括气候、地理等，并不是所有的地区都适用大跨越铁塔。

2.2 环境腐蚀的危害

大跨越的输电线路中，铁塔一般都需要长时间处在露天环境下，而铁在自然环境中很容易出现氧化和腐蚀的情况。我国环境问题越来越严重，很多地区都会出现酸雨，对大跨越铁塔的安全性造成了严重的危害，难以保障铁塔的安全和稳定。尤其是在南方，天气比较湿润，这种气候下，铁塔被腐蚀的几率就更高。另外，土壤的酸碱度也会对铁塔造成一定的影响。因此在建造铁塔的过程中，要采取上漆的方式加强对铁塔的防锈蚀性。大多数铁塔的组装都是依靠铆钉，一旦铆钉被锈蚀，就会对整个铁塔造成影响，因此还需要对铆钉进行一定程度的保护。

2.3 地震的危害

在2008年的汶川重大地震灾害中，输电线路以及通信线路都受到了严重的打击。在输电线路方面，维修比较方便，但是在通信塔和铁塔的维修上就较为麻烦，需要投入大量的人力物力，同时还要花费一定的时间，严重影响到人们的正常生活用电。因此必须要对铁塔进行改良，增强铁塔的抗震能力，设计出合理的结构。虽然铁塔的强度较高，但是对地震类的自然灾害抗性较差，因此要通过合理的改造，利用物理学来达到减震的目的。

3 输电线路大跨越铁塔结构设计措施研究

3.1 加强塔头铰结点位置的合理选择

在输电线路大跨越铁塔结构中，塔头铰结合点的位置至关重要，不同位置的选择会使其受力状况发生较大改变。在施工过程中，塔头铰合点要根据工程要求及实际情况进行考虑，刚性结点与其他类型结点相比，具有稳定性较好的优势，但是在施工过程中需要的原料量较大。

3.2 强化铁塔基础计算

由于在建设的过程中会遇到不同类型的输电线路铁塔。所以在建设输电线路铁塔的过程中，一定要充分结合当地的地质、地貌和施工条件来全面进行设计。并在设计的过程中需要全面考虑到铁塔的基础强度和稳定性等诸多方面的因素。设计师在设计的过程中，尤其需要全面根据铁塔的基础受力情况来全面进行设计，从而使得架空输电线路能够在更加安全的环境下运行。

3.3 有效降低杆塔接地电阻

在进行架空输电线路设计的过程中，尤其需要通过有效地降低杆塔的电阻水平来更好地提高抗雷的水平。具体可以采用如下的措施来进行：第一，可以使用接地模块的方式来有效改善电阻率偏低的情况；第二，要尽可能地采用酸碱、碱性物质和木炭等非导电的物质如石墨材料等来有效地降低塔杆内部的电阻；第三，可以通过增设降阻剂的方法来有效地降低杆塔内部的接地电阻。

3.4 大坡度塔身

大坡度塔身的这种设计方式，能够减少大跨越铁塔建造所消耗的材料，但同时也会导致铁塔出现不同程度的倾斜。这种设计方式在实际中运用较为广泛，效果也比较好，但是塔身的弯曲也可能为铁塔带来一系列安全问题。所以在设计时，要对斜材进行相应的完善，在一些关键的环节添加支撑或者用双排螺栓对主材进行固定。此外，在钢管塔上使用大坡度塔身，虽然需要投入大量的成本，但由于其符合物理学原理，因此也有一定的可行性。

4 结语

综上所述，在我国，电力事业占据非常重要的地位，对国家的发展具有决定性影响，是确保各行各业供电稳定性和安全性的基础。电能的输送依靠输电线路得以实现，而输电线路的建设离不开电力铁塔的支撑。近年来，经济建设飞速发展，电力行业突飞猛进，在电网建设过程中需要的铁塔数量越来越多。加强输电线路铁塔设计，不仅能够增加输电线路的稳定性，而且能够有效节约能源，减少不必要的浪费。因此，必须科学设计输电线路铁塔，保证其质量，为供电安全贡献力量。

参考文献

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