架空輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

王志博 李婷婷

摘要：超高壓輸電線路建設(shè)在我國(guó)的發(fā)展速度已經(jīng)相當(dāng)可觀了，而且在各個(gè)區(qū)域形成了主網(wǎng)架。由于輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)在電力傳輸中起到重要的作用，所以對(duì)于設(shè)計(jì)出輸電線路鐵塔對(duì)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)升級(jí)和優(yōu)化已經(jīng)成為設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)。基于此，本文將對(duì)架空輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：輸電線路;鐵塔設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)分析

1 輸電線路鐵搭概述

在輸電線路工程建設(shè)中，鐵塔作為其中的基礎(chǔ)設(shè)施，被稱為電塔。這樣基礎(chǔ)設(shè)施的主要作用用于鋪設(shè)高壓線路以及安裝避雷設(shè)備。在我國(guó)整體的電力需求體系中，不同級(jí)別的輸電網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)需求也是不同的。因此，在輸電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)環(huán)節(jié)，根據(jù)電壓大小、避雷設(shè)備安裝、導(dǎo)地線設(shè)計(jì)、鐵塔機(jī)構(gòu)以及材料的不同被劃分為多種鐵塔。針對(duì)鐵塔設(shè)計(jì)上，一般會(huì)根據(jù)不同市場(chǎng)用電需求，設(shè)計(jì)不同的間距以及大小。對(duì)安全標(biāo)準(zhǔn)有較高需求下，輸電線會(huì)與自然環(huán)境、城市建筑等保持合理的間距。與外部影響因素保持間距后，也會(huì)和輸電線路的各設(shè)備保持間距。例如，導(dǎo)地線、避雷設(shè)備都應(yīng)該保持安全距離。一般鐵塔結(jié)構(gòu)都被劃分為三部分，塔頂部、塔身、塔底部，這種分類是基于人類直觀上鐵塔的認(rèn)識(shí)而劃分的。如果不按照此分類進(jìn)行，也可以按照不同形狀或者用途進(jìn)行劃分。雖然在劃分基礎(chǔ)上不一致，但是本質(zhì)上的功能和遵守的設(shè)計(jì)原則都是相同的，都有著一樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，保障輸電線路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 架空輸電線路鐵塔設(shè)計(jì)問(wèn)題分析

2.1 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(shí)，應(yīng)該在這其中考慮到所獲得的經(jīng)濟(jì)利益是否合理，是否和成本投入成正比。通常，人們都會(huì)使用拉線塔，因?yàn)檫@種鐵塔被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為是架空輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)中最能夠獲得經(jīng)濟(jì)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(jìn)行替代。目前，我國(guó)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;第二是拉線-拉索鐵塔，其最大的優(yōu)點(diǎn)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(guó)、加拿大等國(guó)家，但其缺點(diǎn)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(jī)械強(qiáng)度很高，故很容易出現(xiàn)故障。

2.2 桿塔強(qiáng)度設(shè)計(jì)不合理

高壓輸電的主要結(jié)構(gòu)就是桿塔，因此，桿塔的強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度，在工程中通常使用環(huán)切混凝土技術(shù)來(lái)使桿塔的強(qiáng)度達(dá)到要求。然而在實(shí)際的施工過(guò)程中，除了要采用環(huán)切混凝土技術(shù)來(lái)增加桿塔的強(qiáng)度，還在通過(guò)與實(shí)際施工情況相結(jié)合，進(jìn)行科學(xué)的分析，以此來(lái)保證混凝土桿塔結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，延長(zhǎng)桿塔的使用壽命。

3 架空輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 桿塔選擇的基本要求

桿塔設(shè)施的施工是電力工程項(xiàng)目輸變電線路施工過(guò)程中的基礎(chǔ)所在，那么，實(shí)際施工過(guò)程中，非常重要的一點(diǎn)就是結(jié)合施工規(guī)范及設(shè)計(jì)方案選擇滿足要求的桿塔設(shè)施。不同電力工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于桿塔設(shè)施具有不同的要求，具體選擇何種類型的桿塔設(shè)施還需要綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的地形。例如，陡坡地形上的桿塔設(shè)施應(yīng)考慮到雨水沖刷因素，為了防止在雨水的沖刷作用下導(dǎo)致桿塔受力畸形，那么，在確立桿塔施工方案時(shí)，應(yīng)避免出現(xiàn)檔距孤立現(xiàn)象;而山地地形或丘陵地形的桿塔設(shè)施開(kāi)展建設(shè)施工時(shí)，不僅要做好當(dāng)?shù)胤€(wěn)固邊坡位置的測(cè)量作用，還需要充分考慮緊線拉線、立桿、排桿等方面的因素，以便于后續(xù)的焊接施工能夠順利開(kāi)展;而對(duì)于重冰區(qū)的桿塔施工，要確保檔距設(shè)置的均勻性，避免出現(xiàn)檔距過(guò)小或過(guò)大的情況。

3.2 加強(qiáng)對(duì)材料質(zhì)量的監(jiān)管

從輸電鐵塔建設(shè)分析，一般鐵塔在城市和山區(qū)都會(huì)進(jìn)行建立，很多區(qū)域都要經(jīng)過(guò)無(wú)人區(qū)，要減少維修次數(shù)和保持使用期間的穩(wěn)定性，需要對(duì)材料質(zhì)量加強(qiáng)監(jiān)管。施工材料直接影響著鐵塔完工后的質(zhì)量高低，也關(guān)乎著輸電線路運(yùn)行周期和穩(wěn)定性。因此，需要對(duì)施工材料進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，保障采購(gòu)的材料是符合輸電線路設(shè)計(jì)的。

3.3 合理設(shè)計(jì)鐵塔坡度

輸電線路鐵搭一般都是三角形框架，表面通過(guò)坡度設(shè)計(jì)來(lái)保持穩(wěn)定性。鐵搭基本上都是出于自然環(huán)境中，深受不同地域地質(zhì)情況和自然環(huán)境的影響，坡度設(shè)計(jì)對(duì)于鐵搭在這二者影響中保持穩(wěn)定性有重大意義。不同坡度的鐵搭，所耗用的材料多少存在差異，穩(wěn)定性作用也不同，適用的區(qū)域也不同。因此，合理設(shè)計(jì)鐵搭坡度，對(duì)輸電線路建設(shè)有著重大影響。保持合理的坡度，可以減少后期維護(hù)的難度，也能增加使用周期，加強(qiáng)穩(wěn)定性，這是鐵搭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

3.4 完善安全方案

分析高壓輸電線路常見(jiàn)故障，導(dǎo)致故障發(fā)生的原因主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：一個(gè)是日常運(yùn)行過(guò)程中的機(jī)械腐蝕、磨損等原因?qū)е碌墓收?另一個(gè)是工程設(shè)計(jì)不足所導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題。為了進(jìn)一步降低故障發(fā)生的概率，在制定相應(yīng)的實(shí)施方案時(shí)，應(yīng)針對(duì)具體問(wèn)題具體分析，合理有效的管理方案不僅能夠提升管理質(zhì)量，還能夠有效地節(jié)省時(shí)間。此外，還需要做好安全技術(shù)交底工作，不管是哪個(gè)步驟的工程施工，在正式開(kāi)展施工前都應(yīng)組織相關(guān)的管理人員、技術(shù)人員參加安全技術(shù)交底會(huì)議，結(jié)合實(shí)際的施工技術(shù)要求和安全注意事項(xiàng)，給出相應(yīng)的方案，并要將所制定的方案講解給所有參與到工程施工中的人員，這樣，在實(shí)際施工過(guò)程中才能夠落實(shí)相關(guān)方案，更好地規(guī)避各類安全事故。

4 結(jié)束語(yǔ)

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(jì)過(guò)程一直處于重要的地位，整個(gè)鐵塔的結(jié)構(gòu)以及質(zhì)量關(guān)系到日后的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)線路結(jié)構(gòu)以及鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方法優(yōu)化設(shè)計(jì)之后所得出的結(jié)論如下：在設(shè)計(jì)時(shí)需要不斷完善以及優(yōu)化鐵塔的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，將鐵塔的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有效配合，從而發(fā)揮出更好的效能，保證線路的整體運(yùn)行穩(wěn)定和安全。

參考文獻(xiàn)

[1]韓一冬.架空輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)研究[J].科技與創(chuàng)新，2016（11）：93-94.