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对输电线路设计几点思索　　摘要：为提升输电线路安全运行水平和铁塔结构稳定性，文章分析了输电线路杆塔选择、铁塔基础注意事项以及输电线路的路径选择等问题。关键词：输电线路铁塔路径设计随着电网建设、改造力度的加大，城镇化发展老旧的问题成为线路路径走向的一大制约因素，基础作为送电线路体系的重要组成部分，在设计、施工等方面都具有明显的行业特点，为提升输电线路安全运行水平和铁塔结构稳定性，以下就输电线路杆塔的选择、铁塔基础注意事项以及输电线路的路径选择等方面进行分析。一、输电线路杆塔选型现阶段设计的高压输电线路铁塔都是成型成套的，一般根据当地的气象等环境状况，一类塔型中有多种高度的铁塔，且应用时很少铁塔会用到其能承受的最大垂直或者水平档距。而同类铁塔中，除塔底部不同外，其他部位的结构都是一样的，所选择的地脚螺栓型号也是一致的。因为高压输电线路导线本身具备足够的载流能力，根本原因是线路中某些线段的铁塔呼撑高太低，大电流通过时，导线弧垂加大，对地距离满足不了安全要求，所以设计的重点就是选择较高杆塔，择位再立。6 1、中横担结构布置和最佳高度选择。横担立面高度越高，主材受力越小，但斜材长度增加；反之，主材受力加大，斜材长度减小；这就存在一个最佳高度优化解。中导横担平面矩形布置：宽度逐步递增，铁塔耗量线型增加，无极值存在。考虑安装、检修时，人员通行方便，横担宽度取1.2m。边横担鸭嘴型布置。边横担平面导线挂点处开口宽度取500mm。横担主材按平行轴布置时，铁塔电算重量6596kg；按最小轴布置时铁塔电算重量6619kg，故取平行轴布置。立面斜材均为零杆，按单斜材布置；平面按双斜材布置。2、上、下曲臂结构的选型。常见的上、下曲臂外侧面呈直线或曲线布置，曲线布置因上下曲臂连接点出现拐点，计算证明，拐点小主材内力略小，变化不大，却易产生不平衡力；拐点大节点不平衡力可能超限，电算不通过。与其相比，直线布置曲臂主材节点内力平衡。故本塔型上、下曲臂外侧面按直线布置。当上下曲臂高度为定值时，上曲臂高度越小，塔材重量越轻；但因受到间隙圆的限制，本塔型上曲臂高度为5m，下曲臂高度为8m。上、下曲臂节间配置：上曲臂5个节间最小轴或4个节间平行轴布置；下曲臂7个节间最小轴或6个节间平行轴布置；主材角钢规格未变。但平行轴方案应力较小，且可节省8根斜材。单基塔材电算重量6596kg；最小轴方案单基塔材电算重量6674kg。显然，采用平行轴布置较为经济；斜材按常规布置。6 3、塔身最佳坡度的选择。动态规划应用于塔身坡度优化较早。直线塔塔身侧面为与曲臂外侧取相同坡度，一般采用矩形断面布置，故正、侧面为两个坡度变量。为便于求解，可先假定侧面坡度，求正面最佳坡度；然后再以正面最佳坡度为定值，求侧面最佳坡度。必要时，可反复迭代，直至求出正、侧面最佳坡度。4、塔身隔面的选型。塔身横隔面一般设在荷载点或变截面处。构造横隔面设置的间距，一般不大于塔身正面平均宽度的5倍。横隔虽可分配剪力和扭力，增强塔身刚度，但设置过多没有必要。计算发现，横隔与主材连接节点因汇交杆件较多，易产生不平衡力。参考国外铁塔隔面配置和规划院84塔设计经验，本塔除瓶口和塔身塔腿连接面设置横隔面外，整个塔身内未设置横隔。杆件受力比较均匀。根据本塔布置，塔腿隔面横材采用平行轴布置比最小轴受力小，腹材杆件少；重量较轻。二、输电线路铁塔基础注意事项1、加强铁塔的基础。对于运输或浇制混凝土有困难的地区，可采用预制装配式基础或金属基础；对电杆及6 拉线宜采用预制装配式基础。设计方案中还要正确分析铁塔基础受力，应首先保证安全，针对轴心受压基础、轴心受拉基础，分别选取不同的K值。对于新基础计算的前提条件是地基承载力满足设计要求，若地质属淤泥或淤泥质土，则必须进行重新设计。总之，基础型式应综合沿线地质、施工条件和杆塔型式并综合考虑基础稳定、承载力、不均匀沉降、基础位移、采空区、基础上拔土重度、上拔角、倾覆、冻土和洪泛区等诸多因数。2、降低杆塔的接地电阻。高压送电线路的接地电阻与耐雷水平成反比，根据各基杆塔的土壤电阻率的情况，尽可能地降低杆塔的接地电阻，这是提高耐雷水平的基础，也是最经济、有效的手段。即：杆塔所在地若有水平放设的条件，可水平外延接地，这样不但可降低工频接地电阻，还可有效地降低冲击接地电阻。增加埋设深度接地极，就近增加垂直接地极的运用。合理敷设降阻剂。增加盐、酸、碱、盐及木炭等物质。如地下较深处的土壤电阻率较低，可用竖井式或深埋式接地极。6 3、优选路径和塔型的最佳搭配。城市紧凑型多回路钢管杆走廊、或钢管塔走廊，它在技术上能满足输电线路的实际要求，且钢管杆造型美观，安装快捷，占地面积省，还与城市地势较为平坦，走廊宽度小，线路施工方便等特点相适应，故得以迅速发展。输电线路的走廊宽度由塔头尺寸、风偏、安全距离三部分组成。减少线路走廊宽度的关键在于控制塔头尺寸和风偏。采用固定挂点的直线杆塔以及固定跳线的耐杆塔，是减少塔头尺寸和限制导线风偏的有效措施。随着走廊的日益紧张，城市架空线路的发展的趋势将是多回路、大截面。另外，架空线路的组件：导线避雷线、绝缘子、金具、杆塔结构、基础、接地的安全系数应适当提高。三、输电线路路径选择1、路径选择和勘测是整个线路设计中的关键，方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。为了做到既合理的缩短路径长度、降低线路投资又保证线路安全可靠、运行方便，一条线路有时需要徒步往返3～5趟才能确定出最佳方案，所以线路勘测工作是对设计人员业务水平、耐心和责任心的综合考验。2、在工程选线阶段，设计人员要根据每项工程的实际情况，对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施进行充分搜资和调研，进行多路径方案比选，尽可能选择长度短、转角少、交叉跨越少，地形条件较好的方案。综合考虑清赔费用和民事工作，尽可能避开树木、房屋和经济作物种植区。3、在勘测工作中做到兼顾杆位的经济合理性和关键杆位设立的可能性（如转角点、交跨点和必须设立杆塔的特殊地点等），个别特殊地段更要反复测量比较，使杆塔位置尽量避开交通困难地区，为组立杆塔和紧线创造较好的施工条件。四、结束语6 为了实现输电线路铁塔结构与基础设计的安全、稳定和连续运行，以防止杆塔与基础外部损伤，确保输电线路安全运行，必须适时加强对于输电线路铁塔结构设计和基础设计的深入总结与研究，做到安全可靠、经济适用、符合国情，从实际出发，结合地区特点，积极慎重地推广采用成熟的新材料、新结构等先进技术。6