架空输电线路铁塔结构与基础设计

王志博 李婷婷

摘要：超高压输电线路建设在我国的发展速度已经相当可观了，而且在各个区域形成了主网架。由于输电线路铁塔结构在电力传输中起到重要的作用，所以对于设计出输电线路铁塔对当地电网升级和优化已经成为设计研究的重点。基于此，本文将对架空输电线路铁塔结构与基础设计进行分析。

关键词：输电线路;铁塔设计;结构分析

1 输电线路铁搭概述

在输电线路工程建设中，铁塔作为其中的基础设施，被称为电塔。这样基础设施的主要作用用于铺设高压线路以及安装避雷设备。在我国整体的电力需求体系中，不同级别的输电网络对应的市场需求也是不同的。因此，在输电网络建设环节，根据电压大小、避雷设备安装、导地线设计、铁塔机构以及材料的不同被划分为多种铁塔。针对铁塔设计上，一般会根据不同市场用电需求，设计不同的间距以及大小。对安全标准有较高需求下，输电线会与自然环境、城市建筑等保持合理的间距。与外部影响因素保持间距后，也会和输电线路的各设备保持间距。例如，导地线、避雷设备都应该保持安全距离。一般铁塔结构都被划分为三部分，塔顶部、塔身、塔底部，这种分类是基于人类直观上铁塔的认识而划分的。如果不按照此分类进行，也可以按照不同形状或者用途进行划分。虽然在划分基础上不一致，但是本质上的功能和遵守的设计原则都是相同的，都有着一样的结构特点，保障输电线路的正常运转。

2 架空输电线路铁塔设计问题分析

2.1 铁塔结构型式的选择

在选择架空输电线路铁塔结构时，应该在这其中考虑到所获得的经济利益是否合理，是否和成本投入成正比。通常，人们都会使用拉线塔，因为这种铁塔被业内人士认为是架空输电线路铁塔结构中最能够获得经济收益的结构。但是，这种输电线路铁塔并不适用于山区，大多都是使用自立式铁塔进行替代。目前，我国多以拉线塔为主要的铁塔结构型式，以自立式铁塔为辅。拉线塔具有多种形式：第一是绝缘支持式铁塔，但其成本投入较大、制造难度较高，应用较少;第二是拉线-拉索铁塔，其最大的优点在于能够紧凑线路、有效缩小相间距离，特别适合用于特高压线路工程，最早用于美国、加拿大等国家，但其缺点就在于铁塔的占地面积较宽;第三是拉V塔，广泛应用于超高压线路中。而常规自立式铁塔也分为双回供架铁塔、单回线路自立式铁塔两大类，但是由于机械强度很高，故很容易出现故障。

2.2 杆塔强度设计不合理

高压输电的主要结构就是杆塔，因此，杆塔的强度在高压输电工程中有着重要的作用，是保证架空高压输电线路安全的基础，也是前提。杆塔强度主要受两方面的影响，一是杆塔的制作材料，而是杆塔的结构。目前为止，为了能够保证杆塔的强度，在工程中通常使用环切混凝土技术来使杆塔的强度达到要求。然而在实际的施工过程中，除了要采用环切混凝土技术来增加杆塔的强度，还在通过与实际施工情况相结合，进行科学的分析，以此来保证混凝土杆塔结构的质量，延长杆塔的使用寿命。

3 架空输电线路铁塔结构与基础设计要点

3.1 杆塔选择的基本要求

杆塔设施的施工是电力工程项目输变电线路施工过程中的基础所在，那么，实际施工过程中，非常重要的一点就是结合施工规范及设计方案选择满足要求的杆塔设施。不同电力工程项目施工现场对于杆塔设施具有不同的要求，具体选择何种类型的杆塔设施还需要综合考虑施工现场的地形。例如，陡坡地形上的杆塔设施应考虑到雨水冲刷因素，为了防止在雨水的冲刷作用下导致杆塔受力畸形，那么，在确立杆塔施工方案时，应避免出现档距孤立现象;而山地地形或丘陵地形的杆塔设施开展建设施工时，不仅要做好当地稳固边坡位置的测量作用，还需要充分考虑紧线拉线、立杆、排杆等方面的因素，以便于后续的焊接施工能够顺利开展;而对于重冰区的杆塔施工，要确保档距设置的均匀性，避免出现档距过小或过大的情况。

3.2 加强对材料质量的监管

从输电铁塔建设分析，一般铁塔在城市和山区都会进行建立，很多区域都要经过无人区，要减少维修次数和保持使用期间的稳定性，需要对材料质量加强监管。施工材料直接影响着铁塔完工后的质量高低，也关乎着输电线路运行周期和稳定性。因此，需要对施工材料进行严格监督，保障采购的材料是符合输电线路设计的。

3.3 合理设计铁塔坡度

输电线路铁搭一般都是三角形框架，表面通过坡度设计来保持稳定性。铁搭基本上都是出于自然环境中，深受不同地域地质情况和自然环境的影响，坡度设计对于铁搭在这二者影响中保持稳定性有重大意义。不同坡度的铁搭，所耗用的材料多少存在差异，稳定性作用也不同，适用的区域也不同。因此，合理设计铁搭坡度，对输电线路建设有着重大影响。保持合理的坡度，可以减少后期维护的难度，也能增加使用周期，加强稳定性，这是铁搭结构设计应该重点关注的内容。

3.4 完善安全方案

分析高压输电线路常见故障，导致故障发生的原因主要表现在2个方面：一个是日常运行过程中的机械腐蚀、磨损等原因导致的故障;另一个是工程设计不足所导致的质量问题。为了进一步降低故障发生的概率，在制定相应的实施方案时，应针对具体问题具体分析，合理有效的管理方案不仅能够提升管理质量，还能够有效地节省时间。此外，还需要做好安全技术交底工作，不管是哪个步骤的工程施工，在正式开展施工前都应组织相关的管理人员、技术人员参加安全技术交底会议，结合实际的施工技术要求和安全注意事项，给出相应的方案，并要将所制定的方案讲解给所有参与到工程施工中的人员，这样，在实际施工过程中才能够落实相关方案，更好地规避各类安全事故。

4 结束语

铁塔的结构及基础通常在总成本上占据较大比例，所以铁塔的设计过程一直处于重要的地位，整个铁塔的结构以及质量关系到日后的经济效益。通过线路结构以及铁塔结构设计等方法优化设计之后所得出的结论如下：在設计时需要不断完善以及优化铁塔的基础设计要点，将铁塔的结构和基础设计有效配合，从而发挥出更好的效能，保证线路的整体运行稳定和安全。

参考文献

[1]韩一冬.架空输电线路铁塔结构与基础设计研究[J].科技与创新，2016（11）：93-94.