淺析我國輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計

顏常艷

江西省送變電工程有限公司 江西南昌 330200

1 輸電線路鐵塔的基本結(jié)構(gòu)

整個輸電線路鐵塔主要是由塔頭、塔身和塔腿三個重要部分組成的。而包括轉(zhuǎn)角塔、換位塔、終端塔和跨越塔和其他類型的塔都會因為功能的不同而在外部呈現(xiàn)不同類型的形狀。從整個結(jié)構(gòu)來看，整個輸電線路的塔架都是由平面結(jié)構(gòu)組成的。這些不同類型的平面桁架都會更好地組合在一起，最終形成一個更為合理的塔架。在設(shè)計輸電線路塔架的過程中，尤其需要在塔架的橫截面處設(shè)置橫隔，一般情況下需保證橫膈的面積是塔身平均寬度的 2.5 倍左右。

2 輸電線路鐵塔基礎(chǔ)要求分析

2.1 牢固支撐要求

在輸電線路中構(gòu)建鐵塔必然需要重點把握好基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的有效處理，能夠確保鐵塔基礎(chǔ)具備更為理想的牢固支撐效果，避免因為鐵塔基礎(chǔ)不穩(wěn)定，最終形成較為明顯的威脅隱患。在鐵塔基礎(chǔ)的建設(shè)中，牢固支撐方面的要求應(yīng)該充分考慮到鐵塔自身的承載需求，重點分析鐵塔結(jié)構(gòu)對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來的作用力狀況，全方位分析后續(xù)鐵塔結(jié)構(gòu)長期運行中可能受到的多個方面影響機制，對于周圍土壤結(jié)構(gòu)變化以及風(fēng)荷載等進行詳細分析，避免在后續(xù)長期應(yīng)用中鐵塔出現(xiàn)較為明顯的傾斜，甚至是倒塌問題[1]。

2.2 經(jīng)濟性要求

在輸電線路中建設(shè)鐵塔必然對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)提出了比較高的要求，為了更好提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性效果，往往很多鐵塔工程項目的建設(shè)都加大了對于質(zhì)量的管控力度，要求基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載能力越高越好。這一趨勢雖然確實有效提升了輸電線路整體項目的運行效益，但是在實際運行中同樣也存在著較為明顯的問題，尤其是從經(jīng)濟層面考慮。過度的追求高質(zhì)量必然也會帶來過高的資金投入需求，如此也就很難得到較好施工落實，這也就需要在鐵塔基礎(chǔ)選擇以及設(shè)計中充分考慮經(jīng)濟性要求，確保其具備更強的經(jīng)濟效益[2]。

2.3 因地制宜要求

針對輸電線路中鐵塔基礎(chǔ)的選擇和設(shè)計而言，為了更好提升其后續(xù)長期應(yīng)用可靠性，除了要關(guān)注于自身結(jié)構(gòu)的規(guī)范性和標準化效果之外，還需要重點考慮到周圍環(huán)境可能存在的相關(guān)影響因素，應(yīng)該在具體基礎(chǔ)選型和設(shè)計中體現(xiàn)較強因地制宜的基本原則。輸電線路鐵塔基礎(chǔ)的選型和設(shè)計需要全方位分析基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)周圍各個環(huán)境因素可能對于該設(shè)施形成的明顯影響和威脅，如此也就可以選擇適宜的基礎(chǔ)類型，確?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案更為合理，并且同樣也可以在施工現(xiàn)場中得到較為理想的應(yīng)用，可行性效果得到保障。

3 我國輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 合理地選擇鐵塔型式

眾所周知，輸電線路的作用就是安全輸送電力，因此在設(shè)計輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)時，一定要遵循安全的原則，將安全輸送電力作為其設(shè)計的思想，來設(shè)計鐵塔結(jié)構(gòu)。因此首先要合理地選擇鐵塔型式。因為鐵塔的費用占整個工程的40%左右，不同的鐵塔型式在造價、占地、施工、以及運行安全方面都有不相同。如果是針對多條的老線路，采用高度較高的鐵塔，以此來提高導(dǎo)線對地的距離，減少安全隱患。如果是線路加高的工程，可以安裝Y型鐵塔，不僅施工短，而且占地還小[3]。

3.2 有效降低桿塔接地電阻

在進行輸電線路設(shè)計的過程中，尤其需要通過有效地降低桿塔的電阻水平來更好地提高抗雷的水平。具體可以采用如下的措施來進行：第一，可以使用接地模塊的方式來有效改善電阻率偏低的情況；第二，要盡可能地采用酸堿、堿性物質(zhì)和木炭等非導(dǎo)電的物質(zhì)如石墨材料等來有效地降低塔桿內(nèi)部的電阻；第三，可以通過增設(shè)降阻劑的方法來有效地降低桿塔內(nèi)部的接地電阻。

3.3 鐵塔塔基進行設(shè)計

在對于輸電線路鐵塔塔基進行設(shè)計的過程中，首先就要對輸電線路鐵塔建造的地址進行確定，其中對于地址進行確定過程中需要根據(jù)輸電線路鐵塔架高輸電線路電纜的用途來對選址的要求進行確定，一般輸電線路鐵塔會建設(shè)在地理環(huán)境相對來說比較溫和的高地。在位置確定之后需要對于基站的經(jīng)緯度進行記錄或者是通過該地的地圖來對基站經(jīng)緯度進行確定。第二點就是在對輸電線路基站的大小進行確定的過程中主要通過輸電線路鐵塔建設(shè)的規(guī)模來進行實現(xiàn)，對周圍地形進行勘察，并對輸電線路鐵塔建設(shè)場地的大小以及周圍大致環(huán)境以及情況進行記錄，畫出輸電線路鐵塔建設(shè)草圖。

3.4 電源天線以及避雷接地設(shè)計

其中在對鐵塔的天線進行設(shè)計的過程中，主要就是對于電纜的材料進行選擇、對于天線的長度進行確定、對于電纜的電源線、線纜的橫截面面積等進行確定。在一般的輸電線路鐵塔天線材料選擇的過程中會使用銅芯或者鋁芯的天線，而對于天線的長度進行確定，就需要更多的根據(jù)輸電線路鐵塔的服務(wù)半徑來進行確定。天線的橫截面面積的確定需要通過對于電源系統(tǒng)的最大工作電流、天線長度、天線材料的電導(dǎo)率以及輸電線路鐵塔所能夠允許的最大電壓降進行計算。避雷針接地設(shè)計相對來說比較復(fù)雜，主要有三部分內(nèi)容需要對輸電線路塔頂?shù)谋芾揍樤O(shè)進行設(shè)置、對于塔體分階段來設(shè)置相應(yīng)的防護感應(yīng)雷設(shè)備、輸電線路塔底接地設(shè)計。其中還有一種特殊情況，就是如果輸電線路鐵塔需要安裝抱桿天線，那么所有的抱桿天線上都需要安裝相應(yīng)的防雷針。其中賽進行接地方式的確定以及選擇的過程中還需要更多的對你也是輸電線路鐵塔的地質(zhì)條件，接地方式，土質(zhì)等多種情況進行結(jié)合來進行選擇[4]。

總之，在輸電線路鐵塔的具體建設(shè)中，鐵塔基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)該引起高度重視，需要確保鐵塔基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更高，可以結(jié)合施工現(xiàn)場的具體狀況進行全面分析，恰當(dāng)選擇較為合理的鐵塔基礎(chǔ)型式，進而也就可以從具體設(shè)計方案入手進行逐步優(yōu)化，確保輸電線路鐵塔可以具備更強的穩(wěn)定應(yīng)用性能。