摘要：在输电塔结构设计的过程中，必须对输电塔整体结构的安全、稳定进行系统全面的考虑，进而保证输电塔能够正常稳定的工作运行。我们还要全面分析输电塔的经济效益，在确保输电塔安全前提下，要尽可能降低输电塔的成本，来提高输电塔的经济效益。所以，为了提高架空输电线路工作运行的安全性与稳定性，必须要做好输电塔结构的设计优化工作。
关键词：输电线路；杆塔结构；优化设计
1引言
输电线工程是一项耗资、规模较大的电网标准化工程。近年来为了加速我国的输变电电网工程改造，全面推进电网一体化进程，政府相继出台了不少行业标准。在这一工程当中，线路工程杆塔费用支出在整个输电线路工程当中占据主导位置。鉴于这种情况，在对输电线路工程进行设计的过程中，相关的专业设计人员一定要针对工程所在地的基本情况，来对线路杆塔进行科学合理化的设计，在保证线路杆塔设计满足相关工程标准的基础上，尽可能地控制成本，寻求线路杆塔质量与成本之间的最佳结合点。
2输电线路杆塔的概念
在我国国民经济发展中电力系统起着非常重要的作用，其为各行各业的发展提供了充足的电能源，为人们日常的工作生活也提供了电能源，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，在我国城市地区，随着城市经济的不断提高，城市规划越来越成熟，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输电塔结构进行优化设计，来提高输电塔整体的安全性与稳定性，进而保障用电客户的用电需求。在输电线路中，杆塔是用于支撑和架空导线和地线一种装置，其主要是由钢材或钢筋混凝土制造而成。为了电力输送不会受到恶劣天气因素以及人力破坏因素的影响，要始终保持输电线路与地面之间有一定的安全距离，只有这样，才能保证电力用户享受到正常供电，生活也质量会得到保证。所以，必须保证输电线路杆塔运行的稳定性，这对提升整个供电系统的供电质量起着非常重要的作用。在输电线路中，杆塔的型式主要有角钢塔、预制水泥杆、钢管杆等，角钢塔是最常见的形态之一，它具有安全、稳固和使用寿命长的特点，但也具备造价成本高、施工难度大、维护工作量大等劣势。
3输电线路杆塔结构优化设计要点
在实际工作中，为了保证架空路输电塔结构的优化设计的质量，在对输电塔结构进行优化设计的时候，在优化设计前要对输电塔施工现场与周围的地质情况、水文条件以及天气情况进行仔细的勘察研究，严格按照选择塔位的要求来科学合理地确定输电塔位置，以减少林木砍伐及降低工程造价。同时也需对铁塔结构进行优化设计，以满足强度要求，且费用最省。
3.1铁塔杆件形式的优化
近年来随着钢管加工技术的发展，已有采用圆管形式的。到底那种形式最优要根据具体工程进行技术经济比较，方能确定。每种塔型的计算应先按角钢塔的方案进行考虑，当主材必须用双组合角钢时，还应按钢管塔方案进行计算。在方案比较时，先初步选定主材的规格，确定根开，然后按同一根开不同的布材方式进行优化，使传力简单直接，力求使长杆件受拉、短杆件受压，使各杆件的强度、刚度均匀。对作用力大、连接螺栓数量多以及选材规格大的杆件还应按单、双角钢方案进行比较，综合比较优化选出重最轻的方案。
3.2输电线路杆塔塔头优化设计
线路杆塔塔头的设计规划主要是基于近年来社会发展的趋势，电网公司依据国家所指定的输变电电网工程建筑相关标准，结合不同地区的实际情况逐步推进电网工程的标准化建设，以最大限度地满足社会生产与生活供电。在线路杆塔塔头的设计规划过程中，我们需要重点把控的内容要素主要有导线间水平距离、导线垂直相间距离、导地线的水平偏移、导地线空间距离与地线间的距离、防雷保护角、空气间隙六个模块的内容。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆文章以导地线空间距离与地线间距离为例进行说明，导地线空间距离与地线间距离的把控是线路杆塔塔头规划过程中的关键因素，做好导地线空间距离和地线间距离的把控有利于输变电业务的平稳开展。做好导地线空间距离与地线间的距离设计能够确保线路杆塔塔头规划工程在投入使用后避免雷击现象的发生。显而易见，在对导地线空间距离与地线间的距离进行设计规划时，我们必须要考虑的因素就是雷击现象。雷击现象对于输变电电网工程正常运行存在着严重威胁。正因如此，在确定导地线空间距离与地线间的距离时，我们是依据雷击档距中央地线时不会致使二者的空气间隙击穿来确定。参照我国当前输变电电网工程的运行数据，导线和地线之间的距离可以根据下面的公式S≥0.012L+1来核算。这一公式里，S代表的是导线和地线两者之间的距离，m；L代表档距，m。但有一点笔者需要指出，该公式适用于常规档距，适用的工程环境是15℃，无冰无风。
3.3杆塔塔身尺寸优化
在和输电线路杆塔塔身尺寸分析中，其中较好的水平档距一般在400m左右的状态，而且，其中的垂直档距为560m，在直线杆塔塔底以及横担长度不变的状况下，需要及时寻求最佳的输电线路塔，提高结构设计的优化整合机制，相关的专业人员也需要积极配合工作的整合项目，满足输电杆塔的规范性，保证宽度设计的合理性及整合性。具体工作中，需要施工人员及时认识到宽度表整合的必要性，按照宽度表表1的内容进行设计。在表1分析中可以发现，在计算出质量的最小直线杆塔头的下口宽度，在输电线塔头高度为28m的状态下，需要计算出转角塔的最优尺寸，相关的工作人员也需要对塔顶中间的变坡、下口处进行跟开处理，保证长度的不变。通过专业的计算可以发现，最佳的塔是尺寸为：上口宽为2200mm，中口宽为2800mm，下口宽度为4200mm。
3.4杆塔传力线路优化
优化输电塔传力线路，经常采用的方法是布置K形结构的斜材，这样优化处理好处非常多，不仅仅可以有效避免输电塔斜材同时受到挤压，也可减轻了输电塔的重量。我们在输电塔身上布置K形斜材，一般可在塔身变坡点的位置或塔腿横隔面的地方设置。
3.5杆塔发展的新型式
近年来城市人均用电量不断增加，110-220kV变电站开始进入市区。受到城市地形和环境的制约，线路走廊的空间被进一步压缩，常规的角钢塔已不适用于城市架空输电线路，于是人们研制出了占地面积小的钢管杆。钢管杆加工工艺相对复杂，投资较大，但是结构简单，受力明确，能较好的与城市景观相互融合，美观大方，在城市架空输电线路中发展迅速。钢管杆型式主要有单杆和双杆两种，其中单杆使用较多。钢管杆的优化设计可总结为以下几点：①前期要对线路走廊做详细的勘察，充分了解走廊的周围环境、气候条件；②合理的选择杆身、横担的连接方式，杆身的连接方式分为插接与法兰连接两种，法兰连接对于杆的重量和强度控制，要优于插接；③在符合规范对杆身挠度和强度要求的前提下，合理的选择钢板厚度和杆身的锥度以及分段长度，以达到优化钢管杆尺寸和重量的目的。
4结束语
综上所述，在目前架空电输电线路工程项目优化中，需要进一步优化架空输电线路的杆塔结构。架空输电线路结构设计的整体质量，能保证电网线路设计的经济性、可靠性及安全性，还能为电网的安全结构优化整合提供支持。同时，在输电线路杆塔结构优化设计中，也需要满足因地制宜的项目设计结构，保证杆塔结构质量的可靠性、稳定性及科学性，满足电力系统运行的安全性及稳定性，提高输电系统运行的整体质量。
参考文献
[1]王爱迪.某段1000kV特高压工程线路杆塔选型及结构优化[D].华北电力大学,2017.
[2]何海林.探讨110kV输电线路杆塔基础设计的技术要点[J].建材与装饰,2016,No.43127:226-227.
[3]杨斌,陈应权,曾臻,周云.架空输电线路杆塔基础问题及改进方法探讨[J].企业技术开发,2014,v.33；No.44524:111-112.
[4]肖超雄.输电线路杆塔基础施工技术及方案优化探讨[J].中国高新技术企业,2015,No.32106:50-51.
论文作者:赵德彦1,王安2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/2
标签：杆塔论文; 地线论文; 线路论文; 距离论文; 工程论文; 结构论文; 电网论文; 《电力设备》2018年第7期论文;