铁塔不平衡张力分析与力学计算.doc

铁塔横担不平衡张力影响因素分析与力学计算 摘 要:架空输电线路的安全主要是线路杆塔和导地线的安全，横担是杆塔的重要组成部分，也是受力状况最为复杂和影响因素较多的一部分。对横担不平衡张力影响因素的分析与力学计算，保证架空输电线路正常安全运行。为实际工程提供设计技术支撑。随着输电线路设计水平要求的不断提高, 对杆塔所承受不平衡张力的计算分析成为线路设计中的重要环节。 关键词：输电线路；铁塔横担；不平衡张力；覆冰；导地线 Abstract:The safety overhead transmission line towers and the guide lines are mainly ground safety, cross arm is an important part of the tower, but also the most complex situation by force and part influenced by many factors. Tension on the crossarm imbalance factors analysis and mechanical calculations to ensure the safe operation of overhead transmission line is normal. Designed to provide technical support for the actual project. With the transmission line design level requirements continue to increase, the tower is exposed on the computational analysis become unbalanced tension circuit design is an important part . .Keywords: Transmission Lines; Tower Cross Arm; Unbalanced Tension; Icing; Guided Ground; 前言 输电线路导线和杆塔上很容易覆冰, 也很容易因为导线各档不均匀覆冰而产生不平衡张力影响线路的安全运行。不均匀托（覆）所产生的不平衡张力，有时可成为直线杆塔强度和稳定性设计的控制条件。采用分裂导线的线路，因断线张力的规定值较小，应注意使不平衡张力小于断线张力，为此需根据可能的严重情况，进行不平衡张力的计算和校验。架空线的不平衡张力，可使悬垂绝缘子串产生偏斜，导线与横担之间的电气间距减小，严重时靠近横担的第一个绝缘子可能会碰及杆塔够构件。 影响不平衡张力的因素很多，例如耐张段内的档数、档距大小和分布、脱冰和覆冰档的多少和位置，以及绝缘子串长度和导线型号等。因此，在计算不平衡张力时，不可能全部情况都加以计算，只能考虑比较严重的几种情况。对可能存在较大不平衡张力的地段, 采取对杆塔加强设计或者改线避过该区域等处理措施。 1 杆塔横担的力学研究 1.1 横担概述及分类 横担是指横向固定在电线杆或铁塔等顶部的角铁，结构多为平面析架式，材料通常采用钢结构，。横担的主要作用是用以安装绝缘子及其金属构件，以支承导线和避雷线并使之按相关规定保持一定的安全距离。按横担的形状可分为:尖嘴横担、鸭嘴横担和矩形截面横担。 1.2 横担破坏的概述 横担所在的电力塔架长期暴露在野外，常位于冰雪覆盖区、原始森林边缘区、高海拔等山高坡陡以及通讯和交通极不发达的艰苦地区。在其使用过程中，因受到持续的机械张力、材料老化和电气闪络等因素的影响而产生破损。尤其是在冰雪、大风等恶劣天气的影响下，会产生线路覆冰、舞动等现象，严重损害电力设施的安全，导致电力塔架的倾斜或倒塌，严重的影响人们的生产建设和生活秩序，造成巨大的经济损失. 横担的破坏形式只要有横担压坏、横担拉坏和横担扭坏，其中横担拉坏占最主要因素。下表1.1为横担的破坏原因及主要破坏形式。 表1.1 横担破坏原因及形式 破坏模式 主要原因 主要破坏形式 比例 横担压坏 导地线、绝缘子、横担等的自重及其上所覆冰雪等的重，超过横担本身的承压能力。 横担的主材或斜材发生受压屈曲破坏，导致整个横担被破坏。 较少 横担拉坏 铁塔两侧的导线因为不均匀覆冰而产生纵向不平衡张力力。 由于导线的不均匀覆冰，铁塔两侧产生张力差，致使铁塔向着张力大的一侧发生倾斜，甚至弯曲，在超过一定的允许值之后，横担的杆件乃至铁塔都可能发生拉、压破坏，导致横担折断 。 90% 横担扭坏 坏铁塔一侧的导线因为断线破坏等因素产生了断线冲击荷载以及过大的纵向不平衡张力。 可能发生导线断线、绝缘子断裂以及金具脱落等破坏，造成铁塔一