摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，架空输电线路建设越来越多。架空输电线路在运行中所对应的输送容量以及导线截面持续增大。与此同时，城市地区架空输电线路还面临着线路走廊越来越窄，交叉跨越现象越来越多，跨越高度越来越大的问题。在这一背景下，对架空输电线路铁塔结构与基础的设计显得尤为重要。重点分析了架空输电线路铁塔在塔型结构和基础设计方面的操作要点。
关键词：架空输电线路；铁塔结构；基础设计；设计措施
引言
从中国经济发展的情况来看，企业正对电力供应方面提出更高的要求。在针对架空输电线路进行设计的过程中，一方面要能够保证整个铁塔的安全和稳定，另外一方面还需要保证铁塔投入过程中产生的经济效益。但是目前这国架空输电线路在设计的过程中还存在着诸多问题，进而也会导致各种类型事故的发生。因此尤其需要结合目前架空输电线路建设的实际情况找出目前输电线路设计中的不合理之处，以便能够更好地提高整个架空输电线路的安全性和稳定性。
1架空输电线路铁塔塔型设计
在对架空输电线路铁塔进行内力分析时，可以将铁塔杆系节点看作成铰接点，进而进行有效的内力分析。由于架空输电线路铁塔的工作环境一般较为复杂，为了确保铁塔能够顺利的进行有效的工作，要对铁塔的塔型进行技术经济分析，优选最适宜的塔型。架空输电线路铁塔塔型的选择要充分考虑输电线的导线型号、铁塔的工作环境以及线路的敷设路径等因素，根据铁塔所承受的机械外负荷条件进行塔型的计算和设计工作，进而确保铁塔结构的刚度、强度、稳定性等满足实际工作的要求。此外，铁塔塔型的选择还要对铁塔的施工条件、施工技术以及维修的便捷性等影响因素进行充分的考虑。根据铁塔底部宽度的不同，可以将架空输电线路的铁塔分为：窄基铁塔和宽基铁塔两种类型。其中，窄基铁塔的底部宽度与塔体的高度之比介于1/14~1/12之间，而宽基铁塔的底部宽度相对较大，其比值介于1/6~1/4之间。窄基铁塔的底部宽度相对较小，在同样的塔高条件下，其主材所承受的各种作用力相对较大，为了确保塔体的安全性，对主材的要求相对较高，该种类型的铁塔设计主要用于档距较小的铁塔之中，其挡距要小于100m；而宽基铁塔其底部宽度较大，能够将铁塔的作用力进行有效的分解，其主材所受到的作用力相对较小，该种类型的铁塔设计主要用于档距较大的铁塔之中，其档距不小于100m。
2架空输电线路铁塔结构设计
2.1强化架空输电线路铁塔基础
输电线路杆塔基础常见类型包括钢管杆、水泥杆和直立式铁塔系列基础三类。其中，钢管杆基础可见非原状混凝土、非原状土台阶式和非原状土直柱式柔性这三类；水泥杆基础则可见非原状土无拉线盘和非原状土有拉线盘这两类；直立式铁塔系列基础在基础类型方面划分更细，共有16种类型。在杆塔基础的选型中，如果混凝土浇筑难度较大，则可以优先选择金属式基础或预制装配式基础。如果涉及到电杆及拉线，则建议选择预制装配式基础。在基础设计过程中，以安全为前提，对架空输电线路铁塔基础受力性能进行分析。新基础计算的基本前提是铁塔基础所处区域地基基础承载力符合设计要求。但是，如果地基基础为淤泥质土或淤泥，则应当重新设计。在对架空输电线路铁塔基础进行优化设计的过程中，必须充分评价工程实践中的施工条件、杆塔形式以及沿线地质条件对铁塔结构稳定性的影响，在最大程度上确保架空输电线路铁塔结构的基础稳定性和位移允许性。
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2.2降低杆塔接地电阻
高压送电线路的抗雷水平与其接地电阻成反比关系，应按各基杆塔土壤电阻率的实际，尽量降低杆塔的接地电阻，这既是提升耐雷水平的前提，也是最经济可行的措施。也就是：（1）杆塔所在地如果能够水平放设，可以采取水平外延接地的措施，这样不仅能够降低工频接地电阻，还能使冲击接地电阻降低。（2）如果地下较深的土壤电阻率偏低的话，可以选择竖井式或者深埋式的接地极。（3）敷设有效的降阻剂。（4）尽量使用更多的盐、酸、碱及木炭等物质。
2.3优化线路路径和杆塔类型
线路经过城镇市区等的走廊空间非常小的区域时，为满足走廊宽度要求时多采用紧凑型多回路钢管杆来设计架空输电线路。从工程实施的情况来看，不仅结构简洁视觉美观，而且还能够有效地节约占地的空间。另外由于输电线路的走廊宽度主要是由塔头尺寸、风偏角度和最小安全距离决定。因此通过有效地控制塔头的尺寸和风向才能够使得整体输电线路内部的走廊宽度得以减小。随着将来城市的高速发展，内部面积会变得越来越小，所以多回路和大截面导线的窄基型杆塔结构将成为今后城市架空线路发展的主要方向。
2.4适当降低架空输电线路铁塔接地电阻
在架空输电线路铁塔的高压输电线路中，其接地线路的电阻大小与线路的耐雷水平呈反相关的关系，所以，为了尽可能的提升高压输电线路的耐雷程度，在进行架空输电线路铁塔的基础设计时，要充分考虑各个基杆塔处土壤电阻率的平均值，进行有针对性的设计，进而对杆塔的接地电阻大小进行有效的控制。在对铁塔基础设计进行优化的过程中，可以采取的有效处理措施如下所示：1）当铁塔杆塔所处的位置处，其周边能够进行有效的水平放设，那么要充分结合实际情况采取水平外延接地的对策。通过这样的优化设计，不仅能够有效地控制冲击性接地电阻的大小，而且还能对工频接地电阻进行有效的降低。2）要结合所选用铁塔结构的基本情况，可以将接地极的埋设深度进行适当的增加，根据就地原则的要求可以适当增加垂直接地极的数量。3）当铁塔杆塔位置处的地质条件比较特殊，导致土壤电阻率水平受到严重的影响，则可以在铁塔的基础设计中采取有效的处理措施，向土壤中加入适量的木炭以及酸、碱性物质等，进而有效地改善土壤的电阻率水平。4）在铁塔基础的适宜位置进行合理的降阻剂敷设，进而对杆塔处的接地电阻进行有效的控制。
2.5优化输电线路基础路径和塔型搭配
城市紧凑型多回路钢管杆走廊或钢管塔走廊在技术上能满足输电线路的实际要求，且钢管杆造型美观，安装快捷，占地面积小，还与城市地势较为平坦、走廊宽度小、线路施工方便等特点相适应，因此得以迅速发展。对于架空输电线路而言，线路走廊宽度主要会受到风偏、安全距离和塔头尺寸三方面参数的影响。其中，安全距离的波动范围小，因此，控制架空输电线路走廊宽度的关键在于合理控制风偏和塔头参数。结合实践经验来看，为有效限制导线风偏，对塔头尺寸进行控制，可采取固定挂点的直线式杆塔和固定跳线的耐杆塔。同时，考虑到城市地区架空输电线路有大截面和多回路发展的趋势，因此在基础设计环节中，可适当增大绝缘子部件、避雷线、接地和金具的安全系数。
结语
综上所述，在对铁塔组立施工技术标准体系进行优化研究期间，需要确保施工技术标准充分囊括施工质量检测与评估、施工技术、施工准备等施工全流程。确保铁塔组立施工技术标准体系具有较强的系统性与完整性。同时还需要制定完善的施工技术国家级标准，促进其施工标准化管理力度的全面提升，为我国电网建设提供较为良好的条件与基础。
参考文献：
[1]兰长俊.架空输电线路铁塔结构与基础设计要点研究[J].低碳世界，2014（07）：56-57.
[2]韩一冬.架空输电线路铁塔结构与基础设计研究[J].科技与创新，2016（11）：93-94.
[3]任杰.输电线路铁塔的选型设计与结构优化研究[D].北京：华北电力大学，2014.
论文作者:叶坤
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
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