架空輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

1、 架空輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計研究 摘要：架空輸電線路鐵塔是傳輸電力能源的重要基礎(chǔ)設(shè)施，它質(zhì)量的高與低對公共安全和電力能源傳輸?shù)姆€(wěn)定程度有著十分重要的影響。本文首先簡要的介紹了輸電線路鐵塔以及我國當(dāng)前輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀，對輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計研究，以期使輸電線路鐵塔處于安全且高效能的狀態(tài)。關(guān)鍵詞：架空輸電線路；鐵塔結(jié)構(gòu)；設(shè)計1 前言隨著經(jīng)濟的發(fā)展與科技的進步，人們的生活水平逐漸提高，電力系統(tǒng)也逐漸地發(fā)展為人們的生活提供著有力的支持。在日常的生產(chǎn)和生活中，人們對于電力的生產(chǎn)和運輸要求越來越高，這種大負荷的用電需求需要更好的電力建設(shè)來滿足。架空輸電線路鐵塔在輸變電系統(tǒng)工程中發(fā)揮著重要

2、的作用，架空輸電線路鐵塔的設(shè)計影響著輸電線路的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性，必須提高架空輸電線路鐵塔設(shè)計來保證輸變電系統(tǒng)工程的可靠運行。2 我國輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(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呈分散型特點，很多電量需要依靠電線來實現(xiàn)傳輸，因此鐵塔就隨之應(yīng)運而生。正是我國這種地域?qū)拸V的特色，在鐵塔的設(shè)計過程中，需要考慮到一條完整的線路，需要經(jīng)過特別負責(zé)的實際狀況，才能實現(xiàn)傳輸，也就是說，設(shè)計過程中，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

3、給設(shè)計人員帶來了挑戰(zhàn)。其需要對當(dāng)?shù)氐那闆r進行實地考察，根據(jù)考察的實際情況來設(shè)計出符合當(dāng)?shù)靥攸c的輸電線路，以此來實現(xiàn)電路的傳輸。3 架空輸電線路鐵塔設(shè)計問題分析3.1鐵塔結(jié)構(gòu)型式的選擇在選擇架空輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該在這其中考慮到所獲得的經(jīng)濟利益是否合理，是否和成本投入成正比。通常，人們都會使用拉線塔，因為這種鐵塔被業(yè)內(nèi)人士認為是架空輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)中最能夠獲得經(jīng)濟收益的結(jié)構(gòu)。但是，這種輸電線路鐵塔并不適用于山區(qū)，大多都是使用自立式鐵塔進行替代。目前，我國多以拉線塔為主要的鐵塔結(jié)構(gòu)型式，以自立式鐵塔為輔。拉線塔具有多種形式：第一是絕緣支持式鐵塔，但其成本投入較大、制造難度較高，應(yīng)用較少;第二是

4、拉線-拉索鐵塔，其最大的優(yōu)點在于能夠緊湊線路、有效縮小相間距離，特別適合用于特高壓線路工程，最早用于美國、加拿大等國家，但其缺點就在于鐵塔的占地面積較寬;第三是拉v塔，廣泛應(yīng)用于超高壓線路中。而常規(guī)自立式鐵塔也分為雙回供架鐵塔、單回線路自立式鐵塔兩大類，但是由于機械強度很高，故很容易出現(xiàn)故障。3.2桿塔強度設(shè)計不合理高壓輸電的主要結(jié)構(gòu)就是桿塔，因此，桿塔的強度在高壓輸電工程中有著重要的作用，是保證架空高壓輸電線路安全的基礎(chǔ)，也是前提。桿塔強度主要受兩方面的影響，一是桿塔的制作材料，而是桿塔的結(jié)構(gòu)。目前為止，為了能夠保證桿塔的強度，在工程中通常使用環(huán)切混凝土技術(shù)來使桿塔的強度達到要求。然而在實際

5、的施工過程中，除了要采用環(huán)切混凝土技術(shù)來增加桿塔的強度，還在通過與實際施工情況相結(jié)合，進行科學(xué)的分析，以此來保證混凝土桿塔結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，延長桿塔的使用壽命。4 輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化4.1強化鐵塔基礎(chǔ)結(jié)合不同的桿塔基礎(chǔ)材料，可以將桿塔分為水泥桿、鋼管桿以及直立式鐵塔3種類型，通常一部分為原狀土基礎(chǔ)以及另一部分非原狀土基礎(chǔ)。在對鐵塔基礎(chǔ)展開設(shè)計時，需要保證鐵塔整體的安全性和穩(wěn)定性，要對鐵塔基礎(chǔ)的整體性能進行分析。對于新建立的鐵塔，受力計算的基礎(chǔ)就是鐵塔的基礎(chǔ)承載力達到一定的標準。若是淤泥質(zhì)土為基礎(chǔ)，就要結(jié)合具體需求，進行基礎(chǔ)設(shè)計。鐵塔基礎(chǔ)的設(shè)計需要根據(jù)實際施工的各方面條件以及桿塔的形式進行設(shè)計，

6、需要考慮到的因素非常多，線路沿線的環(huán)境也是非常重要的考慮條件。對于一些不符合標準的條件，需要進行適當(dāng)?shù)母倪M，進而減小外部的影響，最大限度上保證鐵塔基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。4.2適當(dāng)降低架空輸電線路鐵塔接地電阻1）當(dāng)鐵塔桿塔所處的位置處，其周邊能夠進行有效的水平放設(shè)，那么要充分結(jié)合實際情況采取水平外延接地的對策。通過這樣的優(yōu)化設(shè)計，不僅能夠有效地控制沖擊性接地電阻的大小，而且還能對工頻接地電阻進行有效的降低。2）要結(jié)合所選用鐵塔結(jié)構(gòu)的基本情況，可以將接地極的埋設(shè)深度進行適當(dāng)?shù)脑黾?，根?jù)就地原則的要求可以適當(dāng)增加垂直接地極的數(shù)量。3）當(dāng)鐵塔桿塔位置處的地質(zhì)條件比較特殊，導(dǎo)致土壤電阻率水平受到嚴重的影響，則可

7、以在鐵塔的基礎(chǔ)設(shè)計中采取有效的處理措施，向土壤中加入適量的木炭以及酸、堿性物質(zhì)等，進而有效地改善土壤的電阻率水平。4）在鐵塔基礎(chǔ)的適宜位置進行合理的降阻劑敷設(shè)，進而對桿塔處的接地電阻進行有效的控制。4.3輸電線路桿塔傳力路線的優(yōu)化方案在電線桿塔輸電效率提升的過程中，工作人員需要進一步優(yōu)化桿塔的傳輸線路，在此過程中需要做到以下幾點內(nèi)容：第一，工作人員需要在塔身以上的位置安裝k字形材料，極大的減輕輸電路桿塔的本身重量，有效避免桿塔下半部分的形變發(fā)生。第二，對于工作人員而言，在安裝k字形斜材中，需要將其放置在110kv的橫擔(dān)處，并在最大限度上減輕桿塔質(zhì)量，提高電能運輸?shù)挠行约鞍踩?，通過對線路優(yōu)化

8、分析，提高輸電線系統(tǒng)整合的整體優(yōu)勢，充分滿足輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化的核心需求。4.4架空輸電塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.4.1窄基輸電塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)橫擔(dān)以及鐵塔支架的通用程度可以采用以下兩種類型的結(jié)構(gòu)布置方案：（1）可以將窄基鐵塔的塔頭區(qū)域設(shè)置為垂直的形式，對口寬進行固定，塔身開始逐漸起坡，其鐵塔的整體高度與底部的寬度參數(shù)設(shè)置一致，不考慮輸電線路回路數(shù)量劃分的影響；鐵塔橫擔(dān)具有良好的通用性，鐵塔中所設(shè)置的橫擔(dān)數(shù)量要根據(jù)架空輸電線路中實際的回路數(shù)量進行有針對性的設(shè)計。（2）鐵塔塔身與塔頭均按照要求設(shè)置一定的通用坡度，鐵塔的總高度與鐵塔的上口和底部寬度保持一致；橫擔(dān)設(shè)置成固定形式不進行通用設(shè)計，根據(jù)導(dǎo)線的數(shù)量

9、可以分為單導(dǎo)線回路和雙導(dǎo)線回路兩種不同的形式。4.4.2寬基鐵塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)鐵塔中導(dǎo)線回路數(shù)量的不同可以采取不同類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。其中，對于使用單導(dǎo)線回路的鐵塔，其結(jié)構(gòu)布置具有“上”字型的特點；對于使用雙導(dǎo)線回路的鐵塔，其結(jié)構(gòu)布置上具有鼓型的特點。5 結(jié)語鐵塔的結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)通常在總成本上占據(jù)較大比例，所以鐵塔的設(shè)計過程一直處于重要的地位，整個鐵塔的結(jié)構(gòu)以及質(zhì)量關(guān)系到日后的經(jīng)濟效益。通過線路結(jié)構(gòu)以及鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計等方法優(yōu)化設(shè)計之后所得出的結(jié)論如下：在設(shè)計時需要不斷完善以及優(yōu)化鐵塔的基礎(chǔ)設(shè)計要點，將鐵塔的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)計有效配合，從而發(fā)揮出更好的效能，保證線路的整體運行穩(wěn)定和安全。參考文獻：1陳志.輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)傾斜檢查方法j.科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（11）：153-154.2顧逸佳.輸電線路鐵塔基礎(chǔ)高性能混凝土的施工應(yīng)用研究j.通訊世界,202