论文部分内容阅读
【摘 要】 随著经济的发展，人们的日常生活和生活需要更多的电力支持，电力能源的输送成为制约电力行业发展的重要环节。在电力能源的输送过程中，输电线路及铁塔的设计关系着输电效率和输电安全性，必须加以重视。本文就主要对输电线路铁塔结构设计相关问题进行了简要分析。
【关键词】 输电线路；铁塔；结构设计
引言
如今的发展的历程可谓是一日千里，在我们对于新的事物进行不断的探寻，慢慢的我们熔入了社会的大的环境，但是随之带来了严重的竞争形势，现在市场中大打价格战，技术战。想要在未来竞争日益激烈的市场中有一席之地，就要不断地推出符合市场的产品，只有这样我们的企业才会更加的有发展。在我们电力行业的基础设施的建设也是如此，只有不断地符合使用的要求，才会有更多的企业进行选择，才会更具有竞争实力。
一、输电线路铁塔相关知识
在输变电线路工程中，输电线路铁塔是一项重要的组成部分，又称为电力铁塔，这项建筑物主要功能就是支持高压线和避雷线。在我国，不同的用电需求有着不同的输电线路，因此在输变电系统中根据输电线路的回路数、输电线路中的电压等级、避雷线和导线的布置方式、输电线路铁塔的结构及材料不同可分为多种铁塔。在输电线路铁塔的结构设计中，需要根据不同类型的输电线路需求，设计不同的尺寸和档距，对于安全距离也有着较高的要求，即导线与建筑物、树木、地面、公路以及其他架空线路之间要保持一定的距离，这个距离称之为安全距离。在输电线路铁塔的设计中，除了与其他事物要保持安全距离之外，输电线路之间也要保持好安全距离，比如各输电导线之间、输电导线与避雷线之间都应该保持最小的安全距离。
常见的输电线路铁塔的结构分为三个部分，塔头、塔身和塔腿，这个分类方式是依据人们在空间上对铁塔的感官认识区分的。如果根据不同的分类方式，输电线路铁塔的结构还可分为其他多种类型，比如按照输电线路铁塔的形状来分的话，可分为上字塔、拉线塔、酒杯塔、门型塔、羊角塔、猫头塔等等；按照输电线路铁塔的用途来分的话，可分为直线塔、转角塔、换位塔、耐张塔和跨越塔等等。虽然名称各不相同，这些输电线路铁塔在结构设计方面却遵循相同的原则，也有着相同的结构特点。
二、我国目前输电线路铁塔结构设计的现状
随着电力能源的广泛使用，电力能源的输送设备也发展迅速，在我国利用架空输电线路进行电力能源的输送已经成为电力能源输送的主要方式。但是随着我国经济的迅速发展和科学技术的不断进步，人们对于电力能源的需求越来越大，电力行业在发展的过程中逐渐趋向于大型化、复杂化的方向。随着电能的需求不断增加，电能的储量也逐渐增加，发电厂与用电单位之间的距离也越来越远，这样一来对于电力的输送建设也要求更高的技术，对于输电线路铁塔的设计要求也越来越严格。在电力能源的输送中，输电线路铁塔可谓是最重要的组成部分，在电力的输送中发挥着重要的作用，其结构及各项设计都关系着输电线路正常运行的安全性和可靠性。但是在实际的生产和设计中，输电线路铁塔的结构设计却面临着许多问题，不仅要考虑输电线路所经区域的气候条件、沿线地形等外界条件，输电线路铁塔的设计还要考虑被输送电力能源的电压等级等等，这些因素都影响着输电线路铁塔的设计、施工以及运行。随着电力行业的不断发展，电力系统越来越庞大，输电线路也越来越复杂，在进行输电线路铁塔结构设计时，设计人员需要考虑更多的因素，做好每一个细节才能保证输电线路铁塔的质量和性能，如何提高输电线路铁塔的设计速度和质量一直是输电线路设计的重要问题。
三、输电线路铁塔结构设计主要措施
1、优化拉线V型塔设计
输电线路V型塔在结构设计上比较合理，竖向受压，横向受拉，采用了压杆构建和高强度钢绞线相组合的格式，这样的组合把构建和材料间的特性能够充分的发挥出来，把整个铁塔的刚度都提升了，提高了稳定性，进而抵抗风的能力也变强了，最重要的是他还可以节省钢材料，降低成本。但因为是细长的杆件可能会出现二阶效应，出现大规模的占地情况，特别是农业用地，所以会有较高的赔偿费用。
拉线V型塔的塔头重量比较大，主要是由于用了导线横担，所以优化塔头一般都会从导线横担开始。横担的杆件结构形式是影响横担内力与应力的主要因素，例如，选择主要材料的结点，材料的结构布置形式等等。
2、优化酒杯型塔设计
在输电线路上，一般选择酒杯型铁塔和猫头型铁塔输送高压电量，悬垂串挂线采用三相导线。在设计条件相同的情况下，酒杯型铁塔的塔头尺寸要大，需要较宽的线路走廊，所以相对而言，猫头型铁塔具有较低的占地赔偿费，对电能的损失也比较少，但是也有美中不足的部分，它抵抗自然再换的能力差，整体高度较大，耗用的钢材比较多，酒杯型铁塔导线是水平排列的，铁塔本身的高度较低，单位耗钢量少，提升了铁塔整体的刚度，挠度不容易变形。
过去优化自立式铁塔主要在于塔身结构的优化，但是由于塔头的重量较高，所以优化塔头结构也是必不可少的。酒杯型塔头尺寸控制的主要因素是悬垂绝缘子串摇摆的角度，V型绝缘子串在中相中采用可以减少塔头尺寸，上曲臂外侧控制着边相绝缘子串的摆动角度，这时也采用V型串，线间距会变小，线路走廊变窄，但还需要多加三串绝缘子，这样综合起来的效果对铁塔本身而言并不显著。
3、应用新型材料
输电线路铁塔构建除了要把材料的性能充分的发挥出来，杆件长度减小，还要帮助提高塔身的抗风能力，能够提高铁塔的整体稳定性。所以选择的材料既要动力学性能好还要有高强度的抗弯能力，圆截面铁管符合这一要求，特别是对结构尺寸大的铁塔来说这种优势更明显。
在受拉杆件中，同时采用铁管截面和角钢截面时铁管的优势就会被埋没，主要是由于铁管的价钱太高，提高了工程造价成本，根据以往的工程建筑数据我们可以了解到，当塔身坡度一定时，铁塔的重量仅为角铁塔的80%时，铁塔的造价明显低于角铁塔。铁塔比较适用于地域狭窄或是有外观要求的地方。
4、材料布置要合理
在设计材料布置时要合理，塔身使用主要材料的设计必须接头少，保证长度上的要求，各段的受力情况要根据实际情况分段设计，这样可以减少浪费。塔身的斜材不同于主材的分割长度，斜材能够承受能力的关键在于斜材与地面间的夹角，主材与斜材间明确分工，明确承载力，相互配合，材料布局简单大方，为了降低发生偏心的几率必须保证每个杠杆的准线都相交在同一点上。
5、优化塔身坡度设计
塔身坡度设计的合理与否对塔身主材与斜材的规格以及基础作用力有直接影响，铁塔角度的合理选择会帮助平均分配塔材应力，所以在保证铁塔强度和刚度的前提下，测算出一个最优坡度才是最重要的。
6、铁塔设计的强度问题
铁塔的材料、所用材料和受力情况都会对铁塔的强度造成影响，铁塔作为长期运行的输电线路的支点，必须具有一定的承重能力，出现的变形情况也必须控制在一定的范围内才能保证输电线路的安全稳定，这就要求铁塔必须有一定的刚度和强度。环形截面因为自身的优点比如说：承载能力强，节省材料离心机制质量高等等。所以环形截面在输电线路中得到广泛的应用，它能保证铁塔的稳定性。
结束语
总之，随着经济的发展与科技的进步，人们的生活水平逐渐提高，电力系统也逐渐地发展为人们的生活提供着有力的支持。在日常的生产和生活中，人们对于电力的生产和运输要求越来越高，这种大负荷的用电需求需要更好的电力建设来满足。输电线路铁塔在输变电系统工程中发挥着重要的作用，输电线路铁塔的设计影响着输电线路的经济性和稳定性，必须提高输电线路铁塔设计来保证输变电系统工程的可靠运行。
参考文献：
[1]徐国钧.我国输电铁塔型材应用现状及优化措施[J].基建管理优化，2011，（3）.
[2]王运华.浅析高压输电线路铁塔结构设计研究[J].工业设计，2012，（12）.
[3]李晓宇.输电线路铁塔结构设计的探析[J].科技传播，2013，（19）.
【关键词】 输电线路；铁塔；结构设计
引言
如今的发展的历程可谓是一日千里，在我们对于新的事物进行不断的探寻，慢慢的我们熔入了社会的大的环境，但是随之带来了严重的竞争形势，现在市场中大打价格战，技术战。想要在未来竞争日益激烈的市场中有一席之地，就要不断地推出符合市场的产品，只有这样我们的企业才会更加的有发展。在我们电力行业的基础设施的建设也是如此，只有不断地符合使用的要求，才会有更多的企业进行选择，才会更具有竞争实力。
一、输电线路铁塔相关知识
在输变电线路工程中，输电线路铁塔是一项重要的组成部分，又称为电力铁塔，这项建筑物主要功能就是支持高压线和避雷线。在我国，不同的用电需求有着不同的输电线路，因此在输变电系统中根据输电线路的回路数、输电线路中的电压等级、避雷线和导线的布置方式、输电线路铁塔的结构及材料不同可分为多种铁塔。在输电线路铁塔的结构设计中，需要根据不同类型的输电线路需求，设计不同的尺寸和档距，对于安全距离也有着较高的要求，即导线与建筑物、树木、地面、公路以及其他架空线路之间要保持一定的距离，这个距离称之为安全距离。在输电线路铁塔的设计中，除了与其他事物要保持安全距离之外，输电线路之间也要保持好安全距离，比如各输电导线之间、输电导线与避雷线之间都应该保持最小的安全距离。
常见的输电线路铁塔的结构分为三个部分，塔头、塔身和塔腿，这个分类方式是依据人们在空间上对铁塔的感官认识区分的。如果根据不同的分类方式，输电线路铁塔的结构还可分为其他多种类型，比如按照输电线路铁塔的形状来分的话，可分为上字塔、拉线塔、酒杯塔、门型塔、羊角塔、猫头塔等等；按照输电线路铁塔的用途来分的话，可分为直线塔、转角塔、换位塔、耐张塔和跨越塔等等。虽然名称各不相同，这些输电线路铁塔在结构设计方面却遵循相同的原则，也有着相同的结构特点。
二、我国目前输电线路铁塔结构设计的现状
随着电力能源的广泛使用，电力能源的输送设备也发展迅速，在我国利用架空输电线路进行电力能源的输送已经成为电力能源输送的主要方式。但是随着我国经济的迅速发展和科学技术的不断进步，人们对于电力能源的需求越来越大，电力行业在发展的过程中逐渐趋向于大型化、复杂化的方向。随着电能的需求不断增加，电能的储量也逐渐增加，发电厂与用电单位之间的距离也越来越远，这样一来对于电力的输送建设也要求更高的技术，对于输电线路铁塔的设计要求也越来越严格。在电力能源的输送中，输电线路铁塔可谓是最重要的组成部分，在电力的输送中发挥着重要的作用，其结构及各项设计都关系着输电线路正常运行的安全性和可靠性。但是在实际的生产和设计中，输电线路铁塔的结构设计却面临着许多问题，不仅要考虑输电线路所经区域的气候条件、沿线地形等外界条件，输电线路铁塔的设计还要考虑被输送电力能源的电压等级等等，这些因素都影响着输电线路铁塔的设计、施工以及运行。随着电力行业的不断发展，电力系统越来越庞大，输电线路也越来越复杂，在进行输电线路铁塔结构设计时，设计人员需要考虑更多的因素，做好每一个细节才能保证输电线路铁塔的质量和性能，如何提高输电线路铁塔的设计速度和质量一直是输电线路设计的重要问题。
三、输电线路铁塔结构设计主要措施
1、优化拉线V型塔设计
输电线路V型塔在结构设计上比较合理，竖向受压，横向受拉，采用了压杆构建和高强度钢绞线相组合的格式，这样的组合把构建和材料间的特性能够充分的发挥出来，把整个铁塔的刚度都提升了，提高了稳定性，进而抵抗风的能力也变强了，最重要的是他还可以节省钢材料，降低成本。但因为是细长的杆件可能会出现二阶效应，出现大规模的占地情况，特别是农业用地，所以会有较高的赔偿费用。
拉线V型塔的塔头重量比较大，主要是由于用了导线横担，所以优化塔头一般都会从导线横担开始。横担的杆件结构形式是影响横担内力与应力的主要因素，例如，选择主要材料的结点，材料的结构布置形式等等。
2、优化酒杯型塔设计
在输电线路上，一般选择酒杯型铁塔和猫头型铁塔输送高压电量，悬垂串挂线采用三相导线。在设计条件相同的情况下，酒杯型铁塔的塔头尺寸要大，需要较宽的线路走廊，所以相对而言，猫头型铁塔具有较低的占地赔偿费，对电能的损失也比较少，但是也有美中不足的部分，它抵抗自然再换的能力差，整体高度较大，耗用的钢材比较多，酒杯型铁塔导线是水平排列的，铁塔本身的高度较低，单位耗钢量少，提升了铁塔整体的刚度，挠度不容易变形。
过去优化自立式铁塔主要在于塔身结构的优化，但是由于塔头的重量较高，所以优化塔头结构也是必不可少的。酒杯型塔头尺寸控制的主要因素是悬垂绝缘子串摇摆的角度，V型绝缘子串在中相中采用可以减少塔头尺寸，上曲臂外侧控制着边相绝缘子串的摆动角度，这时也采用V型串，线间距会变小，线路走廊变窄，但还需要多加三串绝缘子，这样综合起来的效果对铁塔本身而言并不显著。
3、应用新型材料
输电线路铁塔构建除了要把材料的性能充分的发挥出来，杆件长度减小，还要帮助提高塔身的抗风能力，能够提高铁塔的整体稳定性。所以选择的材料既要动力学性能好还要有高强度的抗弯能力，圆截面铁管符合这一要求，特别是对结构尺寸大的铁塔来说这种优势更明显。
在受拉杆件中，同时采用铁管截面和角钢截面时铁管的优势就会被埋没，主要是由于铁管的价钱太高，提高了工程造价成本，根据以往的工程建筑数据我们可以了解到，当塔身坡度一定时，铁塔的重量仅为角铁塔的80%时，铁塔的造价明显低于角铁塔。铁塔比较适用于地域狭窄或是有外观要求的地方。
4、材料布置要合理
在设计材料布置时要合理，塔身使用主要材料的设计必须接头少，保证长度上的要求，各段的受力情况要根据实际情况分段设计，这样可以减少浪费。塔身的斜材不同于主材的分割长度，斜材能够承受能力的关键在于斜材与地面间的夹角，主材与斜材间明确分工，明确承载力，相互配合，材料布局简单大方，为了降低发生偏心的几率必须保证每个杠杆的准线都相交在同一点上。
5、优化塔身坡度设计
塔身坡度设计的合理与否对塔身主材与斜材的规格以及基础作用力有直接影响，铁塔角度的合理选择会帮助平均分配塔材应力，所以在保证铁塔强度和刚度的前提下，测算出一个最优坡度才是最重要的。
6、铁塔设计的强度问题
铁塔的材料、所用材料和受力情况都会对铁塔的强度造成影响，铁塔作为长期运行的输电线路的支点，必须具有一定的承重能力，出现的变形情况也必须控制在一定的范围内才能保证输电线路的安全稳定，这就要求铁塔必须有一定的刚度和强度。环形截面因为自身的优点比如说：承载能力强，节省材料离心机制质量高等等。所以环形截面在输电线路中得到广泛的应用，它能保证铁塔的稳定性。
结束语
总之，随着经济的发展与科技的进步，人们的生活水平逐渐提高，电力系统也逐渐地发展为人们的生活提供着有力的支持。在日常的生产和生活中，人们对于电力的生产和运输要求越来越高，这种大负荷的用电需求需要更好的电力建设来满足。输电线路铁塔在输变电系统工程中发挥着重要的作用，输电线路铁塔的设计影响着输电线路的经济性和稳定性，必须提高输电线路铁塔设计来保证输变电系统工程的可靠运行。
参考文献：
[1]徐国钧.我国输电铁塔型材应用现状及优化措施[J].基建管理优化，2011，（3）.
[2]王运华.浅析高压输电线路铁塔结构设计研究[J].工业设计，2012，（12）.
[3]李晓宇.输电线路铁塔结构设计的探析[J].科技传播，2013，（19）.