架空输电线路铁塔结构与基础设计研究探讨

架空输电线路铁塔结构与基础设计研究探讨

王志

（中国葛洲坝集团电力有限责任公司武汉设计院湖北武汉430000）

摘要：随着社会的发展和科技的进步，各行各业在机械化、自动化方面都快速发展，整体社会对于电力的需求越来越大，电力系统稳定性要求越来越高，因此对电力行业提出更高要求。本文将重点阐述架空输电线路铁塔结构与基础设计的探讨和研究，促进该领域的发展和进步，进而促进全社会的高效稳定发展，也为关心这一话题的人们提供参考和借鉴。

关键词：架空输电线路铁塔；结构与基础设计；优化

引言：

在现代社会中，各领域的快速发展对电力行业提出越来越高的要求，架空输电线路是电力输送主要形式，而铁塔是输电线路的重要组成部分，直接关系到输电线路的安全稳定运行，本文也将以此作为研究切入点，分析架空输电线路铁塔结构与基础设计，具有重要的社会现实意义和不可忽略的价值。

一、关于架空输电线路铁塔的塔型设计

架空输电线路铁塔的塔型设计，关系到线路能够长期运行的重要因素。架空输电线路铁受力杆件可按桁架结构分析，但考虑到铁塔实际运行的需求，铁塔的运行环境多为复杂、多样的自然环境，基于此种情况，输电铁塔的设计不仅需要考虑经济层面的合理性，还需要考虑在技术层面能够达满足实际生产，施工要求以及后期运维方便。在具体的设计过程中，充分结合线路的导、地线规格，气象条件，使用地理环境等因素进行综合考量，进而选择合理的铁塔形式，另外，为了满足铁塔运行维护的安全性和稳定性，还需要根据铁塔所承受的外部偶然负荷进行计算。

根据不同塔型的铁塔根开，可以将架空输电线路铁塔划分为常规铁塔和窄基铁塔，其中常规铁塔适用于外部地形受限要求小，档距较大的线路，其主材受力相对合理，而窄基铁塔主要用于外部地形受限的情况，其主材受力也相对大，使用档距相对较小。

二、关于架空输电线路铁塔的结构设计

针对架空输电线路铁塔的结构设计，需要根据不同塔型进行分析。一般来说，若为常规铁塔，具体的结构设计方案需要依托于不同的导线回路数，具体来说，单回路的架空输电线路铁塔，其结构方式常采用“上”字形塔、酒杯或猫头塔，而对于双回路的架空输电线路铁塔来说，其结构布局方式主要采用“鼓”形结构；另外一方面来说，依托导线横担和地线支架的基本形式，可以采用以下两种结构布局方式：方法一需要将塔头部分设置为垂直段，将颈口进行固定处理，塔身开始起坡，让铁塔的整体高度和铁塔根开参数保持一致性，在此过程中不需要考虑线路回路数划分带来的影响，横担具备通用属性，根据具体的架空输电线路的线路回路数进行横担数量的相应选择；方法二需要将铁塔的塔身与塔头部分均进行通用坡度的规划设计，对于铁塔的总高度需要与上口宽度和铁塔根开均保持相同，横担可以固定不通用，并且可以划分为双回路和单回路两种样式。[2]

三、关于架空输电线路铁塔的基础优化

（一）强化架空输电线路铁塔基础

关于输电线路杆塔的基础，常见的类型主要有三种，分别为钢管杆、直立式铁塔以及水泥杆，根据不同的划分标准和口径，还可以进行更为细致的分类。在具体的杆塔基础选择过程中，需要切实考虑到混凝土浇筑作业的施工难度，在条件允许情况下，可选择金属式装配式基础或预制装配式的杆塔基础，而如果在操作的过程中涉及到电杆以及拉线等，则需要尽量选择预制装配式的杆塔基础。关于基础的具体设计，首先需要保证杆塔受力要求，确保杆塔安全，针对架空输电线路铁塔的基础作用力进行准确的分析和计算，根据杆塔基础所在塔位的地质条件，确保基础承载能力能够达到设计要求作为前提，但如果在实际情况中，地基基础为淤泥或具有淤泥性质的土等特殊地质情况，还需进行进一步校验。

（二）关于输电线路和铁塔的防雷设计优化

首先，可以通过架设避雷线的方式为输电线路进行防雷保护，将避雷线设计在导线的上方，一方面来说可以直接阻碍自然雷电的击打，另外一方面来说也可以在雷电对杆塔顶部形成直击后，对雷电进行相应的分流处理，进而减少流入到杆塔的电流。再者，通过架设避雷线，还可以对导线形成耦合效用，进而减少自然雷电对杆塔的直击作用，降低线路绝缘的击穿概率；

其次，还可以采用不平衡绝缘的方式，传统的同塔双回路线路，其防雷措施已经无法满足现代的防雷需求，因此，建议利用双回路不平衡的绝缘方式，不仅能够有效降低在遭受雷击而出现跳闸现象的概率，进而尽可能保证输电性能的稳定；

最后，还可以采用安装避雷针的方法，通过在杆塔的侧面进行避雷针设计，可以增加所架设的避雷线对于自然雷电的吸引能力，进而降低杆塔和线路受到雷击的概率，避免由于雷电因素影响整体的运作，尽可能保障杆塔和线路的安全性。

（三）完善输电线路基础路径以及塔型的搭配

对于架空输电线路来说，风偏、塔头的尺寸以及安全距离的大小都会直接影响架空输电线路的线路通道的宽度，其中安全距离因素的波动范围相对较小，影响能力也相对小，主要的影响因素为风偏以及塔头的尺寸，为了能够让风偏因素和塔头尺寸得到较好地控制，可以在具体的线路工程中选取固定挂点水平位移的直线塔及能够固定跳线水平位移的耐张塔，除此之外，还需要充分认知到城市区域的架空输电线路存在大截面以及多回路发展的态势，在进行设计的过程中，可以在合理的范围内适当调避雷线、金具等的安全属性系数。

四、结束语

本文通过阐述架空输电线路铁塔结构与基础设计的相关内容，希望能够切实促进该领域的发展和进步，促进电力领域的稳定运行，进而能够保证全社会各行各业的高效发展和创新。

参考文献：

[1]陈明亮.架空输电线路铁塔结构设计优化探析[J].工业设计，2017（8）：167-168.

[2]杨星.输电线路铁塔基础设计与优化研究[J].华东科技，2017（10）：144-145.