同塔多回高壓輸電鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用研究

舒冬

中煤科工重慶設(shè)計研究院（集團）有限公司，中國·重慶 400042

1 引言

對于同塔多回高壓輸電而言，其實際應(yīng)用非常廣泛，尤其是在一些發(fā)達國家。對于中國而言，針對鐵塔的安全設(shè)計，仍然處于進一步研究階段，主要原因，就是多回路高壓輸電線路是最為重要的承載基礎(chǔ)，若遇到了一些惡劣天氣，或者是整體的高壓電輸出率進一步增加，這對于電塔本身的承受力要求更高，所以在開展電塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，必須要滿足最基礎(chǔ)的承壓要求，符合安全標(biāo)準(zhǔn)，但是中國在這一方面的經(jīng)驗，明顯不足，因此有待進一步深入研究和探索。

2 其他國家的應(yīng)用

對于一些發(fā)達國家而言，其電力建設(shè)，已經(jīng)走在了整個世界的前列。舉例來講，對于德國而言，由于其電力工業(yè)發(fā)展速度的加快，相應(yīng)的電力線路通道建設(shè)規(guī)模也相對較大，而且該國家的最高電壓，已經(jīng)可以達到了380V。根本原因，就是對比其他國家，德國本身的國土面積并不是很大，因此為了使土地資源的利用率得到有效地增加，并且實現(xiàn)使用的針對性和有效性，就將電力線路走廊通道建立了進來，而且國家也明確規(guī)定，若對新的線路進行建立，必須以同塔為基礎(chǔ)，進行兩回或者兩回以上的建立，但是對于德國而言，整體的高壓線路基本都是同塔四回，甚者還有四回以上，此種線路在建設(shè)過程中，需要投入較大的財力。對于同塔四回電力線路而言，其在實際運行的過程中，可以充分滿足最大高壓380V 運行兩次。對于日本而言，其國土面積，更是小之又小，因此，基于用地如此緊張的背景下，最為常見的就是同塔多回路電力線路建設(shè)[1]。

3 同塔多回路成本

3.1 鐵塔鋼材

根據(jù)相關(guān)比較，可以發(fā)現(xiàn)，對比同塔四回路要比同塔雙回路的塔基明顯重得多，相應(yīng)的耐張力也要相對較重。這根本原因，就是鐵塔本身的高度，所以成本會有很大的支出。

3.2 鐵塔基礎(chǔ)材料

在開展高壓多回路的電力鐵塔建設(shè)過程中，水泥和鋼筋屬于最為重要的基礎(chǔ)材料，由于在建設(shè)過程中，需要實現(xiàn)多回路線路的架空，所以不論是對于電力鐵塔本身的重量，還是對高壓電力的實際承受力要求，都會有很大程度的增加，因此相應(yīng)需要建設(shè)的材料，也要同步增加。正常情況下，對比兩個同塔雙回路建設(shè)，電力鐵塔建設(shè)的工作量相對較多，因此對于電力鐵塔本身而言，其實際耗費的成本非常高。

3.3 電氣材料

在實際開展電力線路建設(shè)工作的過程中，還要對其中的電氣材料成本費用進行充分地考慮。在電氣材料中，主要包含了兩大類，首先就是導(dǎo)線類，其次就是通信線類，將同塔雙回輸電線路和同塔四回輸電線路進行對比，這兩者本身不論是導(dǎo)線的耗電量，還是通信線的耗電量，均是同樣的。但是對于同塔四回輸電線路而言，其可以節(jié)省兩根線路，不僅如此，又在絕緣的部分上增加一些，因此實際的電氣資金耗費是相同的。在該方面，針對電氣成本的調(diào)整，基本是無法實現(xiàn)的[2]。

3.4 施工

在開展電塔輸電線路建設(shè)工作的過程中，需要對資金進行合理地利用，并且最大化地節(jié)約投資成本，因此必須考慮工程中的施工費用，這與整個工程項目的建設(shè)有著密切的關(guān)聯(lián)。對于線路施工費用而言，不但將相關(guān)人員的費用包含了進來，還包含了眾多的施工材料費用等。其實際的影響因素也眾多，既有施工工期，又有施工技術(shù)和施工難度。若整體的施工非常復(fù)雜，且耗費的工期相對較長，那么實際的施工總費用，也就相對較高。

3.5 征地

在輸電線路施工的過程中，還需要考慮的一類費用，就是征地費用。電力線路走廊通道的實際覆蓋面積，就是征地費用，在具體應(yīng)用過程中，對比同塔雙回輸電線路和同塔四回輸電線路，后者的征地費用相對較少，節(jié)省了大約有百50%。所以，針對征地費用上的成本，是可以實現(xiàn)有效節(jié)省的。

4 鐵塔設(shè)計及應(yīng)用

4.1 鐵塔荷載

中國在建設(shè)電力鐵塔工程過程中，要求不論是任何一種塔型的使用，還是相應(yīng)電力鐵塔荷載量的計算，都必須遵循《塔型規(guī)劃及技術(shù)條件》中的相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，確保后續(xù)施工，可以具備科學(xué)的依據(jù)。

4.2 日常運行

電力在日常運行的過程中，一般情況下，需要對以下三種情況進行考慮：第一種情況，就是涉及的風(fēng)速，實際線路并未斷，沒有冰；第二種，就是相對風(fēng)速，線路未斷，覆蓋冰；第三，就是溫度最低，且沒有風(fēng)也沒有冰，線路也未斷。

4.3 斷線

對于輸電線路而言，其實際斷線主要會存在以下兩種情況：第一種情況，就是懸垂型的桿塔斷線，實際的溫度為-5℃，呈現(xiàn)冰態(tài)，無風(fēng)，基于同一檔，任意一導(dǎo)線斷開，地線都不會斷開，同樣，對任意一地線斷開，相應(yīng)的導(dǎo)線也未斷；第二種情況下，就是耐張型的桿塔斷線，實際的溫度同樣為-5℃，呈現(xiàn)有冰的狀態(tài)，無風(fēng)，在同一檔背景下，對任意一地線進行斷開，相應(yīng)的但導(dǎo)線也會任意斷一根。所以，桿塔不同，實際的斷線情況也有很大的差異性。

4.4 不均勻荷載

對于懸垂型桿塔和耐張型桿塔而言，其雖然處于同樣的條件下，但是荷載卻有很大的不同。以未斷線路，存在不均勻的冰，且溫度均為-5℃，整體的風(fēng)速完全相同，但是兩側(cè)覆冰存在差異性為重要依據(jù)，進行計算，對于第一種桿塔導(dǎo)線而言，對比最大使用張力，其縱向不平衡張力是10%；對于第二種桿塔而言，基于同樣情況和背景，對比使用張力，不平衡張力是30%。由此可見，就這兩種桿塔而言，其存在的不均勻荷載要相對較大。所以，在建設(shè)各類桿塔的過程中，應(yīng)對導(dǎo)線和地線的不平衡張力進行充分的考慮，簡而言之，就是對于桿塔本身而言，其可以承載的最大荷載力[3]。

4.5 安裝

第一點，在安裝懸垂型桿塔的過程中，針對實際的荷載量情況，需要對以下兩個方面進行充分的考慮。

一方面，就是導(dǎo)線和地線以及具備相關(guān)荷載量的物體，會造成什么樣的影響。其中，還要將各種電線本身的重量包含進來，還有一些使用工具等荷載量的提升涵蓋進來。在整個過程中，需要對動力系數(shù)1.1 進行充分考慮。

另一方面，就是實際進行的各類電線錨線作業(yè)可能會帶來的影響。對于錨線而言，其與地之間的夾角，應(yīng)不大于20°，實際的動力系數(shù)也是一樣，在具體應(yīng)用的過程中，匯總錨線張線的各種因素，即垂直分量和地線重力以及附加荷載等，簡而言之，就是掛線點垂直荷載量，與此同時，導(dǎo)線與地線張力和錨線張力的實際縱向之差，實際代表的就是縱向不平衡張力的具體值。

第二點，對于耐張型桿塔安裝而言，需要對以下幾點內(nèi)容，進行重點考慮，不但有導(dǎo)線和錨線的架設(shè)，還有錨導(dǎo)線的架設(shè)和地線荷載等。實際導(dǎo)線本身與地的夾角應(yīng)不大于45°。此外，還需要特別注意一點，就是導(dǎo)線本身的拉線若與平衡張力標(biāo)準(zhǔn)值完全相同，定為30kN 進行后續(xù)的計算，則要以5kN 為標(biāo)準(zhǔn)，計算地線的拉線。

第三點，正常情況下，對于線牽引繩和地夾角而言，不能大于20°。不論是導(dǎo)線本身與地線的初始長度和誤差，還是整體的牽引力影響，都要涵蓋在緊線張力的計算之中，然后對同塔四回電力線路進行施工的過程中，確保第一步開展為地線施工，然后再進行其他施工步驟。

5 結(jié)語

總而言之，現(xiàn)如今中國對于電力的需求與日俱增，因此對于輸電塔的涉及要求也越來越高。在開展輸電塔設(shè)計工作的過程中，相關(guān)人員必須要對物美價廉的建筑塔新型材料進行考慮，確保資源和成本不被浪費，可以對高負荷電量進行承載，最終實現(xiàn)既安全又合理。