（四川省电力设计院）
摘要：杆塔之于输电线路的运行非常重要，是不容忽视的重要组成。文章通过对杆塔的相关特性进行阐述，对其发展现状和结构的优化设计进行分析，希望能为广大研究者提供借鉴。
关键词：输电线路；线路杆塔；杆塔结构；结构优化；优化设计
引言
在当前背景条件下,我国的智能电网是该行业未来发展的主要趋势。这对输电线路提出了更高的要求。杆塔是输电线路的重要构成，对杆塔的结构优化进行分析，有助于加深对它的了解，为以后的研究设计提供一定的参考，使输电线路的发展能够更好的适应时代的发展。
一、输电线路杆塔的概述与发展现状
（一）概述
对于输电线路的杆塔来说，它能够起到对架空输电线路和地线的支撑作用，并使输电线路始终保持着对地面的适当距离。因此，不管是在哪种天气环境中，输电线路都能够保持正常运行，进行着输电工作，为人们的工作生活提供电力保障。从这个层面看，杆塔是否可靠稳定，能够在很大程度上影响着社会生产和人们的生活。从我国在线路架设与投入情况来看，可以得知的是，仅杆塔方面的投入，就能够超过30%的主体投入，可见它在输电线路中的重要程度。
（二）现状
在高压网络体系建设的背景影响下，输电技术得到了创新，涌现出了不少型式，并广泛地应用到了实际当中。随着杆塔的越建越多，结构也越来越合理，其方向朝着大型化和高负载发展。同当前国内的一些制造业相比，杆塔在发展水平方面还处于比较低的位置，不能够很好满足社会发展的相关要求。就当前形势而言，在我国，主要有两种类型的制造企业来生产杆塔。一种是专门的电力设备的企业，这种企业通常都是国营企业，或者是委托一些电力设备定点的企业来生产。另外一种是手工制造企业。[1]对于第一种企业来说，不管是规模还是经济实力，都是比较有优势的，加工方面的能力和技术都比较好，企业内部的员工也相对多一些。对于第二种企业来讲，主要使一些乡镇、民营或者个体企业。在这些企业中，加工方面的技术和设备可能都不是很完备，甚至有些企业设备非常简陋，技术含量非常低。有鉴于此，我国在杆塔的设计方面，水平还不是很好。应当基于这个基础上，进一步提升相关技术，使杆塔各方面的质量得到提升。
二、输电线路杆塔结构优化设计探讨
（一）结构优化的措施
结合我国当前的背景条件来讲，对于输电线路的杆塔而言，在对结构进行优化的时候，主要采取的还是动态规划的手段。这种办法主要依靠采取数种方式，使其解决的过程可以实现最优状况。它也属于运筹学里面的内容，最开始是用来解决数学方面的题目。然而，也仅仅限于某些问题的最优质解决方案，不然的话，就失去了它本来的意义。
在设计中，相关设计人员应当积极探寻最佳方式。在设计之初，首先就应当结合杆塔本身的一些特性以及现场实际，通过一些有效的算法，尽可能地使杆塔完成质量轻与美感的统一。这需要设计人员对相关的方案进行一定优化，通过动态规划来完成整个过程。[1]设计过程中，需要尽可能地将杆塔的迎风面积减小，并使塔头在一定范围内的高度合适，才能够保证杆塔的质量。
同时，在安装施工过程中，应当重视杆塔与杆塔之间需要保持适当的距离，使他们间的合作效应达到最佳，保障电力的输送。并且，也要让杆塔相对较为独立，才不会受到其他杆塔的影响。相关人员还需要测量起附低电阻，找出距离最优的方案.
（二）塔头的外形
对于塔头而言，它是杆塔里面非常重要的部分。所以，在它的外形选择方面，需要慎重考虑，这关系到相关设备是否使用的问题。通常来讲，在国内，塔头一般都为“羊”或“干”字形，这是由于在稳定性方面，这两种形状比较良好。经分析验证，“羊”字杆塔中，塔头部分的质量是最小的，更有利于支撑。所以，在对结构进行优化的时候，“羊”字塔头应当作为首选的方案。同时，在输电线路里面，如果杆塔的刚度比较好，应当选用转角塔。[3]因为这种杆塔能够受比较大的力，实用性非常强。
（三）塔身尺寸优化
在杆塔中，塔身的垂直档距通常都在560米左右，而水平档距通常在400米左右。如果杆塔的横担长度不变，且塔底也不变，就应当首先针对塔顶及塔头的下口处，找出二者宽度方面最佳的尺寸是多少，这样才能够更好地完成对结构的优化。经过一番计算和推论，最终可以得出输电线路杆塔塔式的最佳尺寸，即上中下口的宽度分别为2200mm，2800mm,4200mm。
（四）塔身变坡的层数
在输电线路的杆塔之中，塔身变坡的层数非常重要，关系到优化整体结构的方案选择。其主要的方式有：
1、如果是针对直线塔，在两变坡塔身进行选择的时候，其变坡在最底层中，横的平面即是。
2、对于转角塔而言，在负载一样的情形时，将两变坡与三变坡重量通过一定方法计算出来。如下：
当塔身不同时，变坡的质量也有一定的差异，通过比较，可以发现，C属于一个三变坡。一变坡是位于导线的横担处位置。依靠相关计算，A、B、C塔高的为24米。然而，A的重量小于B，但又大于C，在三者中处于居中位置。所以，最好选择C，它将塔头的深部宽度减小了，使得塔身自重也变得更小了。
（五）优化杆塔的传力线路
1、在输电线路里面，要优化杆塔的传力线路，其实就是对塔身上布置K型结果斜材的优化处理。这样做的好处是，不但能够避免杆塔下面的斜材同时受到挤压，导致损坏，还可以最大程度地将杆塔的重量减轻。
2、对于转角塔而言，优化它的传力线路，其实也是对塔身上布置K型结构斜材的优化处理。这样做的好处，不但可以避免杆塔下方的斜材同时受到挤压，导致损坏，还可以最大程度地将杆塔的重量减轻。但是，有一个问题需要引起足够重视，那就是在布置K型斜材的时候，应当布置在横担位置。原因是杆塔重量在此时处于最小。
（六）塔身的断面型式
在输电线路里面，对于直线塔的塔身来说，它的断面型式主要有两种，其一是扁塔，它是一种矩形塔，另外一类是方塔，也就是正方形的杆塔。在重量的比较方面，扁塔轻，方塔重。在灵活性欲抗纵向的负载方面，扁塔负载能力差，不够灵活，方塔负载能力强，灵活性能好。对于方塔而言，它的断面塔头刚度在顺线路方向时，会展现出比较强的特性。[3]二者在串级倒塔能力与断线冲击方面的比较上，方塔也比扁塔更具备优势。尽管方塔的塔身重量较大，但是出于综合因素方面的对比考虑，方塔塔身断面应当是首选。
结束语
总而言之，对于输电线路来讲，杆塔结构的作用毋庸置疑，应当受到高度重视。对杆塔的结构进行优化，能够使它更好地满足现实发展的需求。在设计和优化过程中，需要结合一些实际情况，合理选择杆塔型式，使杆塔结构达到最优。
参考文献
[1]郑存波.输电线路杆塔结构优化设计的探讨[J].中国建筑金属结构,2013,02:150.
[2]张晓迎.架空输电线路杆塔结构设计相关问题分析[J].民营科技,2010,05:53.
论文作者:张宇轩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/19
标签：杆塔论文; 线路论文; 结构论文; 重量论文; 负载论文; 断面论文; 企业论文; 《电力设备》2017年第15期论文;