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摘要：架空输电线路是电能源传输的基本设施，在电力系统中发挥着非常重要的作用，基于此，文章主要分析了输电线路铁塔结构优化设计措施，以实现输电线路铁塔结构设计的科学性及合理性。
关键词：输电线路；铁塔；设计
引言
随着城市经济的不断提高，城市地区规划越来越成熟，架空输电线路的走廊变得越来越复杂，对输电线路塔的要求也变得越来越高，因此，我们一定要结合城市的实际情况对输电线路铁塔结构进行优化设计，来提高输电塔线路整体的安全性与稳定性，进而保障用电客户的用电需求。在输电铁塔结构设计的过程中，必须对输电铁塔整体结构的安全、稳定进行系统全面的考虑，进而保证铁输电塔能够正常稳定的工作运行。还要全面分析输电塔线路的经济效益，在确保铁输电塔安全前提下，要尽可能降低输电塔综合的成本，来提高输电塔线路的经济效益。
1输电线路杆塔结构设计概述
1.1铁塔的结构
铁塔主要有以下部分组成：塔头：下横担的下弦或者塔架截面急剧变化处（也称颈部）的以上部分称塔头；塔身：塔头与塔腿间的桁架部分称塔身；塔腿：基础上面的第一段塔架称塔腿；靴板和座板：塔腿与基础的连接件，另外拉线铁塔还增加拉线部分。
铁塔构主材的坡度一般为1/6~1/10，坡度大；塔横向稳定性好，对基础下压作用力小，但耗材多。斜材和辅助材要保证铁塔主柱的几何不变性和杆件的稳定性及减少构件的长细比。横隔材主要为了把各片平面桁架组合起来成为一个几何不变形的塔架，或为了传力的需要，也用于铁塔分段。斜材与主材的连接或斜材与辅助材的连接的连结处称为节点，各杆件纵向中心线的交点称为节点中心，相邻两节间的杆件部分称为节间。两节点中心间的距离称节间长度。各杆件的轴线应汇交于节点形成的节点中心，杆件轴线应是型钢的形心轴线。
1.2铁塔设计应考虑的因素
（1）气象条件。应了解线路所经地区属于几级气象区，共有几个气象区，线路气象区的分段情况，是否能套用典型气象区等。特别是对导线的覆冰厚度、最大风速、雷电日等气象情况，应列为重点调查研究项目。（2）导地线型号。应了解线路所使用的导线、地线型号，如截面、单导线或双导线分裂、材质，根据不同导地线型号，设计适合该条件的杆型。（23）地形条件。应了解线路所经过的地形，如平地、丘陵、山区，根据不同地形，分别选用设计适合该地形条件的杆型。（34）线路所经地区的海拔概况。应了解线路所经过的海拔高度，如最高海拔、最低海拔、平均海拔，根据不同海拔高度，分别设计适合该海拔条件的杆型。（45）杆塔的设计档距。杆塔的水平、垂直、最大允许档距均应小于或等于选用定型杆塔的设计值满足线路的需求，任一项不合格均应对所选用的定型杆塔进行验算，无问题后才能选用。（56）运输条件。应了解线路所在地区铁路、公路、船舶运输情况，还应了解修路、桥梁加固、人力抬运、索道运输等工程量。（67）加工和、施工及运行维护条件。应了解所选用杆塔的加工厂是否能承担任务、保证供应，对施工和运行维护巡视、检修、管理等是否方便是否方便等。（79）运行维护条件。应了解运行维护巡视、检修、管理等是否方便，保线站设置地点。还应了解检修、维护的工器具及交通工器具情况及事故备料的情况。
2输电线路杆塔结构设计措施
2.1塔型设计
在对架空输电铁塔的内力进行分析的时候，可以把铁输电塔杆系节点看作成铰接点，对内力进行研究分析，由于铁架空输电塔的工作环境通常比较复杂，为了确保输电线路铁塔能够顺利的进行有效的工作，要对铁输电塔的塔型进行技术经济分析，优选最适宜的塔型。架空输电线路输电铁塔塔型的选择要充分考虑输电线的导地线型号、输电塔的工作铁塔运行环境以及线路的架设路径等因素，根据铁输电塔所承受的外部荷载条件进行塔型的计算和设计工作，进而确保铁输电塔结构的刚度、强度、稳定性等满足实际工作的要求。此外，铁输电塔塔型的选择还要对铁输电塔的施工条件、施工技术以及维修的便捷性等影响因素进行充分的考虑。通常来说，山区水平排列的铁塔为优，因水平排列的铁塔基础上拔力小，基础材料的运输量也相应减少，并宜采用全方位长短腿结构设计。导线水平排列的塔型，塔总高小，其稳定性一般也比三角形排列的塔型好。多雷区、重冰区一般采用水平排列的铁塔，因水平排列的铁塔采用的双避雷线、塔高又相对矮；由于三根导线水平排列，脱冰不会产生导线碰撞。从经济方面来说，220kV及以下线路走廊拆迁或清理费用高以及走廊狭窄的线路采用三角形排列(除猫头)，可以减少走廊宽度用一根避雷线，铁塔本身的耗钢量也较少。如果进行技术、经济全面比较时，为了节约钢材，除重冰区、多雷区采用水平排列的塔型外，一般均以三角形排列的塔型为主。猫头型铁塔多用于导线要求三角形布置的强度较高的杆塔。地基承载能力较差及基础施工条件较差的地区一般采用根开较大或者宽基铁塔。
2.2塔体高宽度设计
根据铁输电塔底部宽度的不同，可以将架空输电线路的输电铁塔划分为：窄基输电塔与宽基输电铁塔这两种类型。窄基输电铁塔底部的宽度和塔体高度之比在1/14~1/12之间，宽基输电铁塔底部的宽度相比下比较大，比值在1/6~1/4之间。窄基铁输电塔底部的宽度相比下比较小，在塔高一致的情况下，那么主要材料所承受的内力比较大，为了满足铁塔强度要求，构件的质量及强度要求就比较高，这种类型铁输电塔主要用在城市路网，使用档距不大于250m。宽基铁输电塔的底部宽度比较大，可以有效分解铁输电塔的压受力，那么在主材料所能承受内力一样的情况下，铁塔所能承受的荷载就会增大，所以这种宽基铁输电塔比较适合用在档距比较大的线路工程，档距一般大于300m甚至更大。
2.3塔头外形设计
杆塔设计应作到安全、经济、美观。杆塔头部尺寸的决定是否得当，是杆塔结构设计经济、合理的重要因素之一。如果杆塔头部设计过大，在导线出现不平衡张力（如断线、不均匀覆冰或脱冰等）时，会增加塔身的扭矩以及对横担的弯矩。避雷线支架设计的过高会增大塔身的弯矩，加大使用材料规格，浪费材料。同时使线路走廊宽度增大，电磁污染环境加大。如果杆塔头部设计过小，又会对线路安全运行以及带电检修等带来不便等。因此，在选择塔头外形上一定慎重才行，这直接影响到输电设备是否可以正常使用，在我国塔头通常是“羊”字羊角形，或者“干”字形，这两种形态式的塔头稳定性比较好，经过研究分析我们得知，在“羊”字形输电塔中，这两种形式的铁塔塔头部分质量比较小，对于支撑来说是非常有利的，因此，我们在优化铁输电塔结构时，这两种形式的“羊”字形塔头应该是首选方案。若输电对铁塔刚度较好要求较高的话，就应该选择按转角耐张塔设计，因为这种输电铁塔可以承载的压张力比较大，其实用性是非常强的。
2.4塔头尺寸设计
架空输电线路输电塔线路走廊的宽度主要的影响因素有：风偏、安全距离与塔头尺寸。铁输电塔安全距离设计比较固定的，可根据规程规范确定，所以，为了有效地控制架空输电线路走廊的宽度，就要优化设计导线的风偏，比如可采用固定挂点的直线悬垂串和固定挂点的跳线串，这样即可有效控制导线风偏和塔头尺寸，进而优化铁塔的重量。杆塔外形尺寸的确定，应符合以下基本要求：（1）确定杆塔高度时，应满足导线对地面及交叉跨越物的距离要求。导线与塔身的距离应满足内、外过电压及正常工作电压的间隙要求，并满足带电作业的间隙要求。（3）导线间的水平距离或垂直距离应满足档距中央接近程度所需的距离（包括由于风吹引起的不同期摆动，或不均匀覆冰的影响等）。（4）避雷线的布置应满足导线防雷保护的要求。
3结语
总而言之，在对架空输电线路铁塔结构进行优化设计的过程中，一定要收集并分析确定铁输电塔所在地理位置的地质水文与气候条件，根据线路所经过的外界环境合理选用设计铁塔型式，并对铁塔的构件布置、材质等方面进行优化，使用线路工程满足安全可靠、技术先进、经济合理的要求，进而确保架空输电线路安全稳定的工作运行，保证广大用电客户安全用电，为我国国民经济发展做出自己的贡献。
参考文献
[1]林学晖,陆夏恩.探讨输电线路杆塔结构设计[J].黑龙江科技信息,2015(12).
[2]周振宇.浅析电力工程高压输电线路设计要点[J].科技与创新.2015(18).