架空輸電線路鐵塔結構與基礎設計

王志博 李婷婷

摘要：超高壓輸電線路建設在我國的發展速度已經相當可觀了，而且在各個區域形成了主網架。由于輸電線路鐵塔結構在電力傳輸中起到重要的作用，所以對于設計出輸電線路鐵塔對當地電網升級和優化已經成為設計研究的重點。基于此，本文將對架空輸電線路鐵塔結構與基礎設計進行分析。

關鍵詞：輸電線路;鐵塔設計;結構分析

1 輸電線路鐵搭概述

在輸電線路工程建設中，鐵塔作為其中的基礎設施，被稱為電塔。這樣基礎設施的主要作用用于鋪設高壓線路以及安裝避雷設備。在我國整體的電力需求體系中，不同級別的輸電網絡對應的市場需求也是不同的。因此，在輸電網絡建設環節，根據電壓大小、避雷設備安裝、導地線設計、鐵塔機構以及材料的不同被劃分為多種鐵塔。針對鐵塔設計上，一般會根據不同市場用電需求，設計不同的間距以及大小。對安全標準有較高需求下，輸電線會與自然環境、城市建筑等保持合理的間距。與外部影響因素保持間距后，也會和輸電線路的各設備保持間距。例如，導地線、避雷設備都應該保持安全距離。一般鐵塔結構都被劃分為三部分，塔頂部、塔身、塔底部，這種分類是基于人類直觀上鐵塔的認識而劃分的。如果不按照此分類進行，也可以按照不同形狀或者用途進行劃分。雖然在劃分基礎上不一致，但是本質上的功能和遵守的設計原則都是相同的，都有著一樣的結構特點，保障輸電線路的正常運轉。

2 架空輸電線路鐵塔設計問題分析

2.1 鐵塔結構型式的選擇

在選擇架空輸電線路鐵塔結構時，應該在這其中考慮到所獲得的經濟利益是否合理，是否和成本投入成正比。通常，人們都會使用拉線塔，因為這種鐵塔被業內人士認為是架空輸電線路鐵塔結構中最能夠獲得經濟收益的結構。但是，這種輸電線路鐵塔并不適用于山區，大多都是使用自立式鐵塔進行替代。目前，我國多以拉線塔為主要的鐵塔結構型式，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，應用較少;第二是拉線-拉索鐵塔，其最大的優點在于能夠緊湊線路、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、加拿大等國家，但其缺點就在于鐵塔的占地面積較寬;第三是拉V塔，廣泛應用于超高壓線路中。而常規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，但是由于機械強度很高，故很容易出現故障。

2.2 桿塔強度設計不合理

高壓輸電的主要結構就是桿塔，因此，桿塔的強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，也是前提。桿塔強度主要受兩方面的影響，一是桿塔的制作材料，而是桿塔的結構。目前為止，為了能夠保證桿塔的強度，在工程中通常使用環切混凝土技術來使桿塔的強度達到要求。然而在實際的施工過程中，除了要采用環切混凝土技術來增加桿塔的強度，還在通過與實際施工情況相結合，進行科學的分析，以此來保證混凝土桿塔結構的質量，延長桿塔的使用壽命。

3 架空輸電線路鐵塔結構與基礎設計要點

3.1 桿塔選擇的基本要求

桿塔設施的施工是電力工程項目輸變電線路施工過程中的基礎所在，那么，實際施工過程中，非常重要的一點就是結合施工規范及設計方案選擇滿足要求的桿塔設施。不同電力工程項目施工現場對于桿塔設施具有不同的要求，具體選擇何種類型的桿塔設施還需要綜合考慮施工現場的地形。例如，陡坡地形上的桿塔設施應考慮到雨水沖刷因素，為了防止在雨水的沖刷作用下導致桿塔受力畸形，那么，在確立桿塔施工方案時，應避免出現檔距孤立現象;而山地地形或丘陵地形的桿塔設施開展建設施工時，不僅要做好當地穩固邊坡位置的測量作用，還需要充分考慮緊線拉線、立桿、排桿等方面的因素，以便于后續的焊接施工能夠順利開展;而對于重冰區的桿塔施工，要確保檔距設置的均勻性，避免出現檔距過小或過大的情況。

3.2 加強對材料質量的監管

從輸電鐵塔建設分析，一般鐵塔在城市和山區都會進行建立，很多區域都要經過無人區，要減少維修次數和保持使用期間的穩定性，需要對材料質量加強監管。施工材料直接影響著鐵塔完工后的質量高低，也關乎著輸電線路運行周期和穩定性。因此，需要對施工材料進行嚴格監督，保障采購的材料是符合輸電線路設計的。

3.3 合理設計鐵塔坡度

輸電線路鐵搭一般都是三角形框架，表面通過坡度設計來保持穩定性。鐵搭基本上都是出于自然環境中，深受不同地域地質情況和自然環境的影響，坡度設計對于鐵搭在這二者影響中保持穩定性有重大意義。不同坡度的鐵搭，所耗用的材料多少存在差異，穩定性作用也不同，適用的區域也不同。因此，合理設計鐵搭坡度，對輸電線路建設有著重大影響。保持合理的坡度，可以減少后期維護的難度，也能增加使用周期，加強穩定性，這是鐵搭結構設計應該重點關注的內容。

3.4 完善安全方案

分析高壓輸電線路常見故障，導致故障發生的原因主要表現在2個方面：一個是日常運行過程中的機械腐蝕、磨損等原因導致的故障;另一個是工程設計不足所導致的質量問題。為了進一步降低故障發生的概率，在制定相應的實施方案時，應針對具體問題具體分析，合理有效的管理方案不僅能夠提升管理質量，還能夠有效地節省時間。此外，還需要做好安全技術交底工作，不管是哪個步驟的工程施工，在正式開展施工前都應組織相關的管理人員、技術人員參加安全技術交底會議，結合實際的施工技術要求和安全注意事項，給出相應的方案，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，在實際施工過程中才能夠落實相關方案，更好地規避各類安全事故。

4 結束語

鐵塔的結構及基礎通常在總成本上占據較大比例，所以鐵塔的設計過程一直處于重要的地位，整個鐵塔的結構以及質量關系到日后的經濟效益。通過線路結構以及鐵塔結構設計等方法優化設計之后所得出的結論如下：在設計時需要不斷完善以及優化鐵塔的基礎設計要點，將鐵塔的結構和基礎設計有效配合，從而發揮出更好的效能，保證線路的整體運行穩定和安全。

參考文獻

[1]韓一冬.架空輸電線路鐵塔結構與基礎設計研究[J].科技與創新，2016（11）：93-94.