张哲毅

【摘  要】输电线路铁塔是传输电力能源的重要基础设施，它质量的高与低对公共安全和电力能源传输的稳定程度有着十分重要的影响。本文首先简要的介绍了输电线路铁塔以及我国当前输电线路铁塔结构设计的现状，其次详细分析了在设计输电线路铁塔结构时应该遵循的一些原则，最后对输电线路铁塔结构进行了优化设计研究，以期使输电线路铁塔处于安全且高效能的状态。

【关键词】输电线路铁塔;结构设计;技术指标

1引言

中国的现代化經济建设步入了一个如火如荼的进程，其中我国的电力系统正处于不断进步和实现满足与合作的阶段，旨在更快的适应国民经济高速进步的需要。然而，现如今大载荷机构的大量出现导致用电的的需求急剧上升，如此一来使得电网的架设变得迫在眉睫。输电线路塔是输变电系统工程的重要组成部分，其设计结构的稳定程度会与输电线路的经济性，可靠性以及输电过程的连续性直接相关。一般情况下塔楼都会架设在在相对开放的环境中，因此它们需要经受各种自然测试。如暴雨，台风，冰雹等自然现象都会对塔的稳定性造成一定的破坏，同时会产生一定的经济损失。针对这种现状，想要将其进行改善，就必须提高塔架的结构设计以及材料的质量，同时结合各种外部因素对其执行各方面的的研究以及改变，旨在使输电线路的塔架变得更加安全，可靠以及经济。

2输电线路铁塔简要介绍

传输电力线塔也称为电力塔。塔从字面理解，它一定是一种三维结构，是用来支撑高压或超高压的架空输电线路导线和防雷线路的建筑物。塔是可以根据电压水平，线路中的电路数量，电线和避雷针的布置，材料和结构形式来进行名字的确定。在结构设计中，塔的外形尺寸以及跨度都需要具有一些的准则。在导体与地面，住房，绿化带，铁路，公路，河流和其他架空线之间，电线与电线，电线和防雷线之间，应保持必要的最佳安全范围的距离。

普通得电力塔的主要结构都是由以下部分进行组成，如塔顶，塔体和塔腿组成，这是根据铁塔在三维空间的视觉上来进行区分的，如果有拉电缆铁塔以及拉线部分。

根据不同的分类方法，电力塔可分为多种不同的形式，如果以形状作为划分主体来讲，可分为酒杯塔，上塔，猫头塔，电缆塔，喇叭塔，门塔等。根据以用途作为划分的主体来讲，可分为拉伸塔，线性塔，角塔，换位塔，终端塔和跨越塔等。这些不同命名方式的塔均具有相同的结构特征，其中它们都是架空结构。均是由边长相等的角钢或不同边长的角钢制成的接头，并且相互之间需要通过粗螺栓来完成连接工作，其主要是利用螺栓的剪力来完成支撑工作。一般而言，三角钢，连接钢板和螺栓便可以形成整个塔的结构，在塔的底部，需要与地面酸性腐蚀环境接触的部分，需要使用耐腐蚀的热锌的结构件。在施工过程中，对于高度较低的铁塔，可将攀爬作用的钉子钉在在铁塔的主体之上，如此一来就可以方便施工人员进行上下攀爬作业，使施工变得方便快捷。

3我国当前输电线路铁塔结构设计的现状

在中国的输电历史上，其使用架空的方式进行输电线路传输电能到目前为止已经有了一百多年的历史，百年来国内电能的传输和分配就是多采用这种架空的方式来完成的，到目前这种方式已经成为最基本的输电方式。然而，随着国民经济的快速发展，国内各行业对电能需求也在不断的增加，其电站的电容量也在不断的增加，此时由于电源的位置不集中，就造成了电路的传输距离在不断的进行延长，如此一来，电力塔便应运而生，发展到最后，到目前为止此方式成为输电线路的第一选择。然而，在实际的设计工作中，一个完整的输电线路的架设工程是非常繁杂的，其塔式会因各种因素而变化，如线路电压等级，架设位置的气候因素，沿线地形特征，施工以及运行条件等，导致搭的形式会从数十到几十种不等，这个情况对于设计塔的结构工作者来讲是极其困难的，不仅其工作量变得很大，而且设计塔的结构也不尽相同。这样的现状之下，对于如何节约塔架结构设计的时间以及提高设计质量，使工作效率变快才是一直以来设计师们面临的一个问题。

4输电线路铁塔结构设计中遵循的原则

在输电线路塔中主要会对供电和输电系统两方面起到关键性的作用，其会分配到每个电力系统的干线和支线上，会作为系统相互连接的桥梁，发挥一个很重要的作用。为了确保输电系统的安全性和稳定性，此时输电线路塔的设置就是作为安全保障的基础。因此，可以看出输电铁塔在电力传输系统中的重要作用，作为最为关键的一步，其电力塔的结构设计需要采用比较严格的标准来完成，如此一来对于结构设计工作人员来讲就会是一个非常严肃的考验。其中关于设计的电力塔如何才能更加适合当地的气候环境以及地形条件等等各种要求一直是困扰设计师的问题。在设计过程中，结构设计工作人员需要遵循一定的设计原则，以确保所设计的产品有很强的说服力、可操作性以及合理性。

（1）在设计传输线结构的过程中，必须要完成设置绝缘配置的工作，这是确保传输线安全性和可靠性的必要措施。

（2）在设计过程中，有必要将该地区的气象条件作为设计的影响因子，并利用不同的输电线路水平来测量气象条件的回归期，以确定气象条件的值。

（3）防雷也是设计中必不可少的一个考虑和规划的重要原则。根据输电线路雷击公式，能够得出结论：雷电传输线随着地线的高度的上升导致受到冲击次数也会呈现出增加的趋势。

（4）接地线的安全系数设计，其选择直接影响导线的操作安全性，并与负载程度有关，以确保输电线路的绝对安全。

（5）在设计中，除了上述4点主要因素的影响，其进行施工的材料的选择，安装程序的确定以及具体的施工方法也会对电力塔的安全状况造成影响。在确保输电塔的安全性和可靠性的前提下，应严格遵守输电线路铁塔的的设计要求，来完成建筑材料的选择以及建筑方法的选择。

5输电线路铁塔结构优化设计分析

对输电线路塔架结构的优化设计分析是整个高压输电线路工程建设的关键性的一步，其中涉及的操作步骤会比较多。下面进行步骤的的简单叙述。

（1）利用核算某些指标来获得合理的档位，在选择跨度时必须是合理的。根据杆距和塔距之间的跨度计算，并结合经济和排名等指标，结合现场定位的经验，准确的确定出塔的水平和垂直跨度。

（2）在架设电力塔过程中角钢是必不可少的一部分，因此有必要对角钢的截面特性进行计算以及选择，以确保其稳定性。

（3）在设计中，对于布材的选择也是相当重要的。一般来讲，组成塔体的主要材料长度通常较长，接缝较少，每个部分的力量是不一样的，故最好采用分段进行，做到塔身的充分利用。倾斜材料与水平面之间的夹角是充分发挥倾斜材料承载能力的关键。主材料和斜材料相互配合，材料简单，承载能力清晰，杆的对准线在一点交叉，减少了偏心。

（4）塔体坡度的设计优化，这个因素直接影响塔体主倾斜材料的尺寸和基础力的大小。一个合适的角度将会对塔的应力分布造成影响。

6结语

综上所述，合理的施工方案的出台离不开一些主要参数的优化以及现场情况的分析。最佳的设计方案的最终目标是尽最大可能的降低土方的挖掘量，减少施工时间，降低施工难度，最终实现保护环境，节约投资的目标。

参考文献：

[1]李峰，袁骏，侯建国，等.我国输电线路铁塔结构设计可靠度研究[J].电力建设，2010，31（11）：18-23.

[2]梁树兰.关于输电线路铁塔结构设计的研究[J].科学技术创新，2010（36）：22-22.

[3]张磊.输电线路铁塔结构设计的重点研究[J].中国高新技术企业，2013（28）：126-127.

（作者单位：成都城电电力工程设计有限公司）