浅谈优化城市输电铁塔的设计

浅谈优化城市输电铁塔的设计

彭优锟

广东省电力线路器材厂有限公司  广东广州  510450

摘要：架空输电线路是电力系统的重要组成部分，由于架空线路的特殊性，铁塔结构设计的合理性和稳定性决定了线路结构的安全性。现在城市电力使用量不断增加，但城市地区架空输电线路出现了线路的走廊很窄，其中交叉跨越的情况很多，高度也是重要的一项问题。因此要根据架空线路的运行要求，对铁塔结构与基础结构进行科学的设计，才能保证输电线路的稳定性。

关键词：铁塔；输电线路；结构；基础设计

作为我国当前电力供应的基础保障性设施，架空输电线路在电力供应系统中所发挥的作用是非常重要的。结合我国电力行业实际情况来看，城市目前仍然是电力供应的主要对象，因此，在电力供应经济改善方面的需求仍然是非常明确的。在对架空输电线路铁塔的设计中，除需保障铁塔结构的安全、稳定以外，还需综合考虑设计的经济效益。这就需要针对铁塔结构和基础设计采取优化。
　　1 架空输电线路铁塔塔型设计
　　 针对架空输电线路铁塔内力采取分析，可以把铁塔杆系节点当做铰接点。由于架空输电线路铁塔结构在很复杂的自然环境中进行运行，为此针对铁塔塔型的规划上，就需要综合的分析经济和技术方面的科学、合理性。按照架空输电线路工程中的环境条件、导线的型号、敷设路径的具体情况等方面来选择合适的塔型，同时要结合铁塔承受的机械外荷载条件，采取计算和设计，将铁塔结构更加符合要求，满足强度、稳定性。
　　2 架空输电线路铁塔结构设计
　　 针对宽基铁塔，要结合不同导线的回数选择结构不同的布置方案。例如，在单导线回路铁塔，就需要在结构上布置出上字的特点;在双导线回路铁塔，结构上就需要布置成鼓型的特点。
　　 针对窄基铁塔，需要结合支架和横担的实际情况，要进行两种不同的结构布置方案：第一，针对塔头区域要布置垂直段，将口宽采取固定，同时塔身就会有起坡，铁塔在底部和高度参数上是一致的，回路数划分的实际影响不需要重点考虑;其中横担有通用性，结合架空输电线路实际回路数针对横担的数量采取选择。第二，铁塔塔身以及塔头需要设置坡度，其中铁塔的高度、底部宽度和上口宽度都需要确保一致;横担的固定可以不通用，可以分为：单导线回路，双导线回路。
　　3 架空输电线路铁塔基础优化
　　 进行架空输电线路铁塔结构基础优化设计中，要重点遵循下面三个原则：第一，进行优化设计工作前期，要针对沿线的工作地质情况、水文条件、气象条件等多方面采取实地的调查。第二，要针对铁塔杆塔的位置制定出科学的排定原则，也就是进行线路敷设过程中，通道不需要砍伐等。若垂直距离有影响的情况下，就需要针对个别部位采取剪枝。第三，针对架空输电线路沿线主力杆优化设计工作要提前做好。下面是进行优化措施的具体方法：
　　3.1 架空输电线路铁塔基础需要强化
　　 输电线路杆塔其中有三种类型：水泥杆、钢管杆、直立式铁塔。其中钢管杆可以划分为三种：非原状土台阶式、非原状土直柱式、非原状混凝土;水泥杆可以分为：非原状土无拉线盘、非原状土有拉线盘;直立式铁塔在划分上更加细，一共是16种类型。进行杆塔基础选型过程中，若混凝土浇筑难度系数很大，就需要选择预制装配式和金属式基础。若有拉线和电杆，就需要使用预制装配式。
　　3.2 架空输电线路铁塔接地电阻需要降低
　　 第一，如果架空输电线路铁塔杆塔所在的位置四周都是水平放置，就需要进行水平外延接地的处理。一方面可以将冲击性基地电阻进行有效的控制，另一方面还能将工频接地电阻有所降低。第二，需要按照架空输电线路铁塔结构的实际情况采取分析，同时要针对埋设的接地极深度采取适当的加深，需要按照垂直接地极的原则。第三，如果杆塔所在的区域地下地质情况相对复杂，土壤的电阻率就会受到影响，就需要加入适当的碱性物质，木炭等，将土壤电阻率水平进行改善。第四，针对降阻剂要合理的敷设，要全面的控制杆塔接地电阻的实际大小。
　　3.3 输电线路基础路径和塔型采取优化
　　 在回路钢管杆走廊或者钢管塔走廊技术上，要符合输电线路的具体要求，同时钢管杆在造型上必须美观，占地要小，安装要便捷，需要在城市地势平坦并且线路施工方便等地采取安装。针对架空输电線路，路线走廊的宽度容易受到三个方面的影响，其中有：安全距离，塔头尺寸以及风偏。其中，安全距离在波动范围上很小，风偏和塔头参数都是影响着架空输电线路走廊的宽度。根据以往的经验，要想将导线风偏得到有效地控制，就需要针对塔头尺寸采取控制，使用固定跳线的耐杆塔、固定挂点的直线式杆塔。与此同时，综合分析架空输电线路回路的发展，进行设计过程中，要将避雷线、绝缘子部件等安全系数有所增加。

4 结束语

伴随着城市电力产业的快速发展，铁塔作为输电线路的重要组成部分。在实际的设计过程中，要坚持现代化的科学理念，要将结构设计更完善，基础设计要优化，才能保证架空输电线路实际运行中的发挥出作用，让架空输电线路实现稳定、安全的运行。

参考文献：

[1]姚君.对架空输电线路铁塔结构设计的分析[J].科学中国人，2014　

[2]任杰.输电线路铁塔的选型设计与结构优化研究[D].华北电力大学，2014