基于输电线路杆塔结构优化设计探讨.docx

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基于输电线路杆塔结构优化设计探讨

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[摘要]杆塔结构优化设计作为架空高压输电线路建设的重中之重。本文阐述了强化输电线路杆塔结构优化设计的必要性，介绍了输电线路杆塔结构优化设计的选型原则，探讨了输电线路杆塔结构优化设计要点。

[关键词]输电线路；杆塔结构；必要性；选型原则；优化设计要点在以往的高压输电线路设计过程中，设计人员对杆塔型号的选择不够重视，只是片面的重视了杆塔对线路的固定作用，却忽略了成本因素以及安全因素，进而导致线路运行的安全性以及稳定性受到极大影响，价值以及效益难以得到切实的体现。因此，输电线路杆塔结构优化设计是需要研究的课题。???

1、强化输电线路杆塔结构优化设计的必要性????输电线路杆塔结构在电力设计中是比较重要的设计内容，对于电力的运输质量以及效益具有很大的影响，就其杆塔结构而言，它是属于超静定结构，如果其中的一个杆件被破坏，其整体结构也可能不会受到太大影响，只有当被破坏的程度达到杆塔的最大荷载时，其杆塔才会被破坏。但是传统的满应力设计方法，已经比较落后，而且不能很好地满足这一要求，因此，这就要求有关人员能够找到优化设计的方法，进一步提高其结构的整体性能，确保其结构承载能力有所提升以增加结构的稳定性与可靠性。因此，如何确定最大承载能力就显得至关重要。针对永久荷载而言，它不仅包括了杆塔的自重，还包括了导线、设备的重力以及一些预应力等。而针对可变荷载而言，它主要包括一些可变化的荷载，风荷载、人工等附加荷载等。而就特殊荷载而言，主要是特殊情况下的荷载，比如：地震荷载、不平衡张力等荷载。这些不同的荷载在杆塔结构的设计过程中都要考虑在内，这样才能保证其结构设计的优化，使得设计水平有所提高，更好地保证电网运行的效益。

2、输电线路杆塔结构优化设计的选型原则????输电线路主要作用是电力安全传输保驾护航，因此，设计输电线路杆塔结构也应遵循此原则，将设计核心思想定义为保障电力安全传输。输电线路杆塔按其形状可分为鼓型、猫头型、酒杯型、干字型和上字型等类型。按其使用功能可分为：直线塔、转角塔、分歧塔、换位塔、终端塔等塔型。其中，直线塔是指导线拖离地面的塔，又可以下分为自主塔和拉线塔；转角塔是指赋予导线张力的塔，以上几种塔的结构特点都属于空间桁架结构。其使用材料也基本相同，一般整个铁塔由三部分构成：角钢、连接钢板、螺栓。输电线路铁塔的杆件的组成部分通常为等边角钢或是组合角钢，杆件之间的连接是靠螺栓的受剪力连接的，而其他个别部件如塔角，就是由多块钢板焊接在一起组成的。输电线路铁塔在施工和工程造价上是有不同要求的，而造成这样情况原因就是铁塔型式不同，铁塔工程建造费用占整个工程的四分之一左右。针对年限较长老线路，在输电线路杆塔设计中要选择较高铁塔，提高导线对于地面距离。针对线路加高线路工程，在设计方案中就要体现出采用占地面积小且便于安装酒杯型铁塔，缩短工期，减少施工过程中停电对居民的影响。3、输电线路杆塔结构优化设计要点

3.1输电线路塔头外形的优化设计要点。杆塔设计应作到安全、经济、美观。杆塔头部尺寸的决定是否得当，是杆塔结构优化设计经济、合理的重要因素之一。因此，在选择塔头外形上一定慎重才行，这直接影响到输电设备是否可以正常使用，在我国塔头通常是“羊”字羊角形，或者“干”字形，这两种形态式的塔头稳定性比较好，经过研究分析得知，在“羊”字形输电塔中，这两种形式的铁塔塔头部分质量比较小，对于支撑来说是非常有利的，因此，在优化输电线路杆塔结构时，这两种形式的“羊”字形塔头应该是首选方案。若输电对铁塔刚度较好要求较高的话，就应该选择按转角耐张塔设计，因为这种输电铁塔可以承载的压张力比较大，其实用性是非常强的。其中，羊角型适用于双回输电线路，干字型适用于单回输电线路中。3.2输电线路塔头尺寸的优化设计要点。架空输电线路输电塔线路走廊的宽度主要的影响因素有：风偏、安全距离与塔头尺寸。输电塔安全距离设计比较固定的，可根据规程规范确定，所以，为了有效地控制架空输电线路走廊的宽度，就要优化设计导线的风偏，比如可采用固定挂点的直线悬垂串和固定挂点的跳线串，这样即可有效控制导线风偏和塔头尺寸，进而优化铁塔的重量。杆塔外形尺寸的确定，应符合以下基本要求：①确定杆塔高度时，应满足导线对地面及交叉跨越物的距离要求。②导线与塔身的距离应满足内、外过电压及正常工作电压的间隙要求，并满足带电作业的间隙要求。③导线间的水平距离或垂直距离应满足档距中央接近程度所需的距离。④避雷线的布置应满足导线防雷保护的要求。3.3输电线路塔身节间与隔面布置的优化要点。铁塔主材以及塔身斜材布置是相互关联、相互影响的，在杆塔设计过程中，需要按照受力最佳以及结构最优的原则进行布置计算，