郭磊磊

[摘    要]在我国电力系统当中特高压输电塔是非常重要的组成部分，其结构属于风敏感结构性质，受到不同等级的风力影响下，特高压输电塔线可能会受到各种形式的损伤，严重的情况下还会发生倒塌事故。因此，相关单位应该提高对特高压输电塔线体系的关注，并对其抗风可靠度进行调查和分析，从而提升抗风可靠度。文章以探究特高压输电塔线体系抗风可靠度作为主要内容，目的是为相关行业的发展提供可行性建议。

[关键词]特高压输电塔线;抗风;可靠度;研究

[中图分类号]TM63 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）12–00–03

[Abstract]UHV transmission tower is a very important part of my country's power system. Its structure is wind-sensitive. Under the influence of different levels of wind， UHV transmission tower lines may suffer various forms of damage， serious Collapse accidents will also occur under the circumstances. Therefore， relevant units should pay more attention to the UHV transmission tower and line system， and investigate and analyze its wind resistance reliability to improve the wind resistance reliability. The main content of this article is to explore the wind resistance reliability of UHV transmission towers and lines， with the purpose of providing feasible suggestions for the development of related industries.

[Keywords]UHV transmission tower line; wind resistance; reliability; research

1 特高压输电塔线体系的介绍与特征

1.1 关于特高压输电塔线体系

特高压输电塔线体系同普通架空输电线路有较大差别，不仅塔体的高度更高，而且大多数都以大跨度为主，所以这一体系自身也存在较为突出的特点。输送电能是特高压输电塔线体系项目开展的主要目的，通过投入固定的成本、指定的时间和可利用的资源能够实现工程建设目标。就电力工程建设特点，将对象确定为特高压输电塔线体系建设，管理层对工程开展合理规划后，以确保能够顺利构建特高压输电塔线体系的最终目的。在建设特高压输电塔线体系项目过程中，一方面要考虑是否符合对电能质量、供电稳定性和供电水平的要求，另一方面也要重点关注电网系统运行過程中是否符合成本、稳定性和安全性的需求[1]。

1.2 特高压输电塔线体系特点

虽然特高压输电塔线体系项目与其他项目有相同之处，但还有几个特有的特征。①特高压输电塔线体系构建期间会涉及到诸多领域的专业知识，且地形具有复杂性，各线路之间相距较远，关于特高压输电塔线体系建设的管理规定也更加繁琐。每个施工环节都是存在紧密联系的，而且相辅相成，互相影响，因此想要保证特高压输电塔线体系自身的质量，就必须对每个环节给予严格管理，控制好各个环节的进度和施工情况，这十分考验项目管理层的管理能力、沟通能力和协调能力，这是特高压输电工程最为突出的综合复杂性。②独特性也是特高压输电塔线体系的主要特点之一，不同的项目在自身特点上会有较大的差别，无法重复也不会雷同，相关工作人员通过已经完工的特高压输电塔线体系项目可以获得诸多的启发。在地域特征、环境条件、时间投入、建设目标和经济水平方面的差异导致了各个特高压输电塔线体系项目其自身的特点尤为鲜明，所有在指定具体的管理措施和施工方法时，必须要考虑各个施工项目自身的特征，以保证所制定的措施具有针对性和有效性。③创新性特征是在特高压输电塔线体系独特性基础上衍生的特点之一，随着特高压输电塔线体系项目规模逐渐扩大，特点也在发生变化，所以过去传统的管理手段和施工方式已经无法满足当前施工的实际需求，因此必须对特高压输电塔线体系相关理论和施工方法进行改革和优化，只有创新才能有效解决技术水平要求高、管理困难和类型复杂繁琐的问题，更好地利用新思维、新理念来管理特高压输电塔线体系项目，以此能够获得更加理想的工程效益。④特高压输电塔线体系具有目标性特点，在工程项目开展之前要明确目标，让项目的实施有明确依据，这是制定项目计划过程中不可或缺的重要指标之一。目标性也是项目的统一特征，缺乏目标的特高压输电塔线体系无法实施[2]。

2 在性能可靠度基础上分析特高压输电塔线体系抗风可靠度

表达特高压输电塔线结构处于规定荷载状态下，受到损坏的具体情况就是性能水准，在结构性能基础上实施设计，能够保证结构的质量、使用寿命等元素符合业主和相关规定的要求，最终实现预期的目标。经过多年实践，能够确定该理论的实用性与科学性，其主要是对强风或地震等灾害发生期间结构的性能水平进行判断，其中包含了3个环节[3]。

2.1 界定性能水准

环境条件不同的情况下，主体结构遭受损坏会造成不同程度的影响，其表现在经济方面、人员安全方面和居民生活方面，所以界定性能水准的方式也存在差距。曾有文献中提出，抗震性能水准需要通过2个介于离散之间、3个离散来进行界定，在不同的环境条件下，这一界定方式不能完全适用。

2.2 选择性能指标

设计结构的性能准税不能仅仅局限于依照结构性能水准要求标准和分析各部分性能情况层面，还需要确定性能水准的定量数值，并把握好各性能水准限定值，部分学者认为可以通过结构使用性能、破坏情况的控制程度以及安全性能几个角度来作为选择性能指标的依据。虽然这一方法能够起到一定的作用，但是忽略了诸多因素的综合作用，因此也不是最优的方式。

2.3 量化性能水准

确定结构性能指标只是宏观的一种估计方法，损害程度量化问题仍然存在，所以要将量化结构性能水准作为性能水准理论研究的重点。

我国在基于性能对结构进行设计方面已经逐步开展了相关研究，并已经取得了关于抗震设计的一些成果，但是在结构抗风设计理论研究方面还较为落后，开展在性能基础上进行抗风设计，是为了能够让结构的使用性能、安全性、稳定性等属性在不同强度水平风振状态中都能够达到预期的要求，尽可能避免在遭遇暴风等极限灾害时，发生坍塌或其他威胁人们生命和财产安全的事故。

3 性能水准及量化的模型

3.1 性能水准模型

根据目前我国对输电塔设计的相关要求和标准来看，设计的内容以杆件及连接破坏应力接近拉伸屈服或压曲破坏极限强度为主，标准要求是主体柱材料与柱斜财应力比与塔顶的位移情况，在构建模型时也应以此作为要求。在分析以往各个电压等级输电塔破坏或倒塌事故资料后，确定特高压输电塔结构抗风性能定性描述分为4个阶段，具体如表1所示。

3.2 量化模型

量化性能目标后才能使分析的可靠性及设计的结构作为工程开展的依据，保证各项工作开展的实用性和指导性，通过主材应力及塔架的位移控制标准，能够确定输电塔的实际工作状态与预期的功能性要求是否相符。当参数是应力时，能够有效提升杆塔应力分布水平及整体结构刚度，表2是以应力作为参数的量化模型。

当参数确定为位移时，不仅能够确保结构外观和刚度符合相关要求，更能够防止因杆塔定点位移较大对电气间隙产生影响[4]。为能够更好的对塑性变形情况进行控制，使施工后可以尽快恢复挠度，一般會在施工期间在横担及地线支架部分设施预拱，当参数为顶点位移时量化模型为表3。

3.3 分析性能可靠性的方式

以应力作为参数的性能可靠性分析可以将表2作为依据，当主柱材应力在1～1.15之间时，且塔腿主斜材应力在0.95～1.1之间，那结构体系属于中等破坏;当前者应力大于1.15，后者应力大于1.1那整体结构体系为严重破坏。其可靠度的功能函数为：

而以应力作为参数的中等破坏失效概率可以利用以下公式计算：

以应力作为参数的严重破坏失效概率即：

以顶点位移作为参数的体系失效概率表达式为：

4 结束语

性能设计要在分析性能可靠性和性能水准与其量化模型的基础上进行，文中虽然对特高压输电塔线体系的抗风可靠度展开了相关的分析，但分析结果只能代表其中一部分，并不能涵盖全部内容。在特高压输电塔数量逐渐增长的情况下，以输电塔破坏情况及失效规律为着手点分析整个体系的抗风可靠度是非常必要和重要的。这不仅关乎着对环境、经济和体系自身性能，更与人们的用电质量有着非常紧密的联系。电力系统是支撑我国发展的重要部分，在发展速度提升的同时，对电力系统的要求也愈发严格，这对于电力企业来说既是一种机遇，也是一种考验，只有牢牢把握住机遇才能在激烈的市场竞争中占据有利地位，推动整体行业的快速发展。

参考文献

[1] 常玉婷.浅谈输电塔线体系抗风设计理论与发展[J].建筑工程技术与设计，2018（9）：2712.

[2] 李宏男，马人乐，孙炳南，等.高压输电塔体系抗震抗风技术研究及工程应用[Z].大连理工大学，2007.