摘要：铁塔结构在大跨越输电线路设计的过程中是重中之重，甚至说铁塔结构是保证线路运行的决定性因素。根据输电线路的区别，不仅在设计铁塔时需要保证其能承载线路的负荷，还要尽量降低投入的成本，同时还要保证铁塔的安全性。文章对输电线路大跨越铁塔结构设计进行了探讨。
关键词：输电线路；大跨越；铁塔；结构设计
1.大跨越铁塔结构设计的重要性及难点
1.1暴雪危害
在2008年的大雪灾害中，南方区域的大量电网受到暴雪影响，大量变电站被迫停运，大量的积雪使得铁塔压力增大，甚至出现倒塌的情况。另外，当积雪落在电线上后，积温会导致电线上结冰，严重威胁了大跨越铁塔的正常运行，对输电线路的稳定性也有一定的限制，影响了居民的正常用电。因此，在一些气候比较极端的地区，在建造大跨越铁塔时要结合实际情况进行分析，包括气候、地理等，并不是所有的地区都适用大跨越铁塔。
1.2环境腐蚀的危害
大跨越的输电线路中，铁塔一般都需要长时间处在露天环境下，而铁在自然环境中很容易出现氧化和腐蚀的情况。我国环境问题越来越严重，很多地区都会出现酸雨，对大跨越铁塔的安全性造成了严重的危害，难以保障铁塔的安全和稳定。尤其是在南方，天气比较湿润，这种气候下，铁塔被腐蚀的几率就更高。另外，土壤的酸碱度也会对铁塔造成一定的影响。因此在建造铁塔的过程中，要采取上漆的方式加强对铁塔的防锈蚀性。大多数铁塔的组装都是依靠铆钉，一旦铆钉被锈蚀，就会对整个铁塔造成影响，因此还需要对铆钉进行一定程度的保护。
1.3地震的危害
在输电线路方面，维修比较方便，但是在通信塔和铁塔的维修上就较为麻烦，需要投入大量的人力物力，同时还要花费一定的时间，严重影响到人们的正常生活用电。因此必须要对铁塔进行改良，增强铁塔的抗震能力，设计出合理的结构。虽然铁塔的强度较高，但是对地震类的自然灾害抗性较差，因此要通过合理的改造，利用物理学来达到减震的目的。
1.4雷击
根据送电输电线路设计手册推荐，在输电线路中，遭受雷击的次数可以通过以下公式进行计算：N＝rhT；h＝hg－2f/3式中：r指的是地面落雷密度；h指的是避雷线平均高度；T指的是年雷暴日数；hg指的是避雷线悬挂点高度；f指的是避雷线弧垂。根据公式可以得出，输电线路受到雷击的次数是随着地线的高度增加而不断增加的。因此在对铁塔设计的过程中，要充分考虑到雷击的因素，根据地区的实际情况，保证铁塔结构的合理性。
2.输电线路大跨越铁塔结构设计中需要注意的问题
2.1日常环境腐蚀的威胁
输电线路大跨越铁塔结构常年暴露于外界环境中，因此，日常环境腐蚀作用是设计该结构时需要注意的主要内容。输电线路大跨越铁塔结构中的主要材质是铁，这种物质具有易于氧化的特点。日常外界环境中的氧气含量较高，因此大跨越铁塔结构极易发生腐蚀，在天气条件的共同作用下，会进一步加快铁塔结构的腐蚀。被腐蚀后的铁塔，其承重能力遭到严重削弱，会导致输电线路的安全稳定性受到严重威胁。想要避免日常环境腐蚀，最常见的方法是涂漆，能够较好地隔绝铁塔周围与氧气的接触，从而保证稳定性。
2.2雨季雷击的威胁
在夏季，雷雨天气较为常见，输电线路大跨越铁塔结构就可能受到雷击的威胁。雷电具有较大能量，在击中铁塔结构时，可能通过导电物质进一步进入输电线路中，这样将引发严重的短路现象，严重的甚至将引发火灾等。在雨季，要加强对铁塔结构的避雷装置检查，例如：在合理位置安装避雷针，这样在遭受雷击时可以及时将强电流引入大地，有效避免危险事故的发生。
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2.3冬季暴雪的威胁
冬季天气转冷，北方地区极易出现暴雪等天气，这对输电线路大跨越铁塔结构来说也将产生较大威胁。输电线路自身的重量较大，在发生暴雪时，短时间内就会使输电线上堆积大量的雪，这样铁塔结构需要承受的重量进一步增大，很容易产生坍塌情况。有时在冬季暴雪期间，温度变化波动较大，下雪时温度偏高会引发雪的融化，但是在短时间内温度会迅速降低，这时输电线路大跨越铁塔结构中就会出现结冰状况，这对其稳定性将产生巨大干扰，对居民的用电安全十分不利。
2.4地震的威胁
地震是一种较为常见的自然灾害，由于地质结构和地壳的运动，导致不同地区地震时有发生。在发生地震的过程中，巨大震动将使建筑结构严重破坏，输电线路大跨越铁塔结构也会在地震中发生形变，严重时甚至发生倒塌情况。目前，我国对于地震的预测工作还有待进一步完善，想要防止地震对输电线路大跨越铁塔结构造成威胁，就要从加强铁塔自身稳定性入手，对其结构进行合理加固，使其能承受更大的振动，从而在地震中降低坍塌的可能性。
3.输电线路大跨越铁塔结构设计的基本技术
3.1完善曲臂传递纵向荷载
在输电线路大跨越铁塔结构的设计中，完善曲臂传递纵向荷载是首要的技术内容，铁塔结构的曲臂具有较多的功能，从实际作用来说，曲臂可以对铁塔纵向支撑部分进行压力的分担，使输电线的重量得到较好的平衡，这样不仅能有利于输电的远距离传输，同时还能保证输电过程的稳定性。这种结构设计具有较高的审美性，可以使输电线路为城市增添独特的风景。
3.2加强塔头铰结点位置的合理选择
在输电线路大跨越铁塔结构中，塔头铰结合点的位置至关重要，不同位置的选择会使其受力状况发生较大改变。在施工过程中，塔头铰合点要根据工程要求及实际情况进行考虑，刚性结点与其他类型结点相比，具有稳定性较好的优势，但是在施工过程中需要的原料量较大。
3.3合理布置导线横担下平面斜材
在输电线路大跨越铁塔结构设计中，需要重视导线横担下平面斜材的合理布置。一般情况下，斜材的位置在横担之上，这种直接受力的方式对于铁塔结构来说容易增加纵向荷载，需要在中间增加其他结构对产生的荷载进行分担，从而提高输电线路大跨越铁塔结构的稳定性。
3.4注重大坡度塔身
从理论上来说，输电线路大跨越铁塔结构的塔身坡度越小，其能够承受的压力也越高。但是坡度小将导致铁塔结构施工所需材料增加，工程成本增加，不利于电力工程的未来发展。大坡度塔身是近年来电力工程输电线路大跨越铁塔结构研究的重点内容，在安全范围之内增加塔身的坡度，既不会影响稳定性，还能节约施工材料，这对于输电线路大跨越铁塔结构的发展意义重大。
3.5重视偏心问题
在设计输电线路大跨越铁塔结构的过程中，应重视偏心问题，导致该问题的主要原因是斜材连接不当以及单包铁接头的使用。想要避免偏心状况，需要施工人员严格按照设计内容施工，对各结构的连接接头进行检查，从而提高铁塔结构的平衡性与稳定性。
4.结束语
随着我国社会的发展、科学技术的不断进步，输电线路也有较大的发展空间，必然会呈现越来越密集的趋势，输电线路大跨越铁塔也会面临更大的挑战，因此必须要不断对铁塔的结构设计进行完善，开展深入研究，才能适应时代发展趋势，保证大跨越输电线路的稳定运行。
参考文献：
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[3]崇敦.输电线路大跨越铁塔结构设计之我见［J］． 新材料新装饰，2014，（13）：57 －58.
论文作者:杨敏1,宋安心2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：铁塔论文; 线路论文; 结构论文; 结构设计论文; 稳定性论文; 输电线论文; 暴雪论文; 《电力设备》2018年第33期论文;