摘要：同塔多回路高压电的输电方式实际上在经济发达的第一世界国家应用比较普遍，这是由于大多数国家的土地资源不丰富以及线路通道的工程建设物力财力投入较大，最终导致了其应用较广。而在我国，铁塔的结构安全设计还在研究，因其是多回路高压输电线路的主要承受力的基础，同时，高压电的输出率增加和暴风雪等恶劣天气的来临，对于电塔的承受力的要求也严格了起来，因此在电塔的结构设计必须满足能承受高压并且安全等特点，但我国这方面的经验还不足，因此如何进行合理的电塔结构设计以及科学应用是我们探讨的重点。
关键词：同塔多回路；高压输电；铁塔结构设计
引言
随着我国人口的与日俱增，用电需求的不断扩大，输电线路走廊的建设也日益增多，铁塔高度和电压等级也随之加强。而且目前，我国政府由于土地资源紧缺等原因对土地的审批也就越来越严格，同时在政府和企业中的投资也比较大，所以，电网的建设离不开同塔多回路高压电的应用，与此同时，这和高压输电铁塔的结构设计也有关系。
一、同塔多回路在国外的应用
在欧洲，德国的电力工业发展走在前沿，该国目前最高电压等级为380kV。由于德国土地较为紧缺，为了有效地利用电力线路走廊，政府规定新建线路必须同塔架设两回以上。根据文献资料，德国高压和超高压线路中较为常规的线路是同塔四回，也有同塔六回线路。线路走廊的投资一般占线路建设总投资的20～30％。对于最高电压等级的380kV，目前在运行的同塔四回线路仅限于两回380kV，两回230kV。日本土地资源紧张，所以同塔多回路线路比较普及。目前同塔八回也较为常见。110kV以上线路多数为四回。500kV以上除早期2条为单回路外其余均为双回共塔架设，500kV同塔四回线路很少见[1]。
二、同塔多回路成本
（一）铁塔钢材
经过比较可以知道，同塔双回路的塔基要比同塔4回路的要重，耐张力也比同塔4回的架空输电的线路重。其实这是因为铁塔的高度直接导致的，因此成本上有一定支出。
（二）铁塔基础材料高压多回路的电力铁塔建设的基本材料有水泥及钢筋，因为要多回路线路架空，所以电力铁塔自身的重量和高压电力的承受力要求都有所增加，以至于所需建设的材料也要增加[2]。
（三）电气材料
当然，进行电力线路建设时，还要考虑其中的电气材料成本费用。电气材料有通信线和导线等，两个同塔双回输电线路和同塔4回输电线路做比较，通信线和导线等的耗电量是一样，但是同塔4回输电线路节省了两根线路的同时绝缘部分又增加了一些，因此，电气耗费上是一样的，电气材料的成本在这上面基本是不可调整的。
（四）施工
在进行电塔的输电线路建设工作时，要合理利用资金，节约投资成本，因此工程中的施工费用是必须考虑的，这是与工程项目建设息息相关的，甚至关乎最后的完工质量等。而线路施工费用包含相关人员的工资、施工材料等。其影响因素有施工技术、难度以及工期等，所以，如果输电线路的施工工作复杂，并且工期长，那么相对其总体建设施工费用就要高。
（五）征地
输电线路的施工过程中，其征地费用也要考虑在内。征地费用主要是指电力线路走廊通道的覆盖面积，在实际应用中，两条同塔双回输电线路和同塔4回输电线路相比较而言，还是同塔4回的征地费用花费较少，大概节省1/2。
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三、铁塔设计
（一）铁塔荷载
在我国的电力铁塔工程建设中，要求各种塔型的使用和电力铁塔荷载量的计算必须符合《塔型规划及技术条件》中的规定，为其实际施工提供了依据和标准。
（二）日常运行
在日常电力运行中，常见考虑的情况基本分为3类：一种是涉及风速、没有冰、线路未断；另一种是相对风速、覆冰、线路未断；最后一种为最低温度、没有冰、没有风、线路未断。
（三）断线
输电线路断线的情况一般分为以下两种：一种是悬垂型杆塔断线，温度为-5℃，有冰状态，无风影响计算，在同一档内，断任意一导线，地线不断，同样断任意一地线，导线未断。而另一种为耐张型杆塔断线，温度也是-5℃，有冰状态，无风计算下，同档内，断任意一地线，单导线也断任意一根。因此不同的杆塔，断线的情况是不同的。
（四）不均匀荷载
同样，以上两种杆塔，悬垂型杆塔和耐张型杆塔在同样条件下，荷载情况也是不同的。按未断线路、-5℃、有不均匀的冰、风速相同、两侧覆冰不同计算，第一种杆塔导线的纵向不平衡张力是最大使用张力的10%；而第二种杆塔在相同情况下，不平衡张力是使用张力的30%。这就说明，第二种杆塔的不均匀荷载要相对大一些。因此，各种杆塔的建设应该考虑导线和地线的不平衡张力，即杆塔的所能承受的最大荷载力。
（五）安装
首先，悬垂型杆塔安装以及荷载量的情况主要考虑以下两个方面。一是导线、地线以及具有相关荷载量的物体的影响。包含各种电线的重量和使用工具等荷载量的提升，过程中要考虑动力系数；二是各种电线锚线作业的影响。锚线对地夹角应小于20°，动力系数一样，实际应用中，锚线张线的垂直分量和地线重力及附加荷载等因素汇总即挂线点垂直荷载量，而导线、地线张力和锚线张力的纵向之差就是纵向不平衡张力具体值。另外，耐张型杆塔安装主要考虑导线、地线荷载、锚线、锚导线、紧地线和紧导线的架设。导线与地夹角应该小于45°，值得注意的是，导线的拉线与平衡张力标准值相同，为30kN计算，地线的拉线则按5kN标准计算。最后，线牵引绳与地夹角通常少于20°。导线和地线的初始长度和误差以及牵引力等影响都应该在紧线张力的计算内。而在进行同塔4回电力线路施工时，地线施工是第一步，然后再进行其他施工步骤[3]。
（六）铁塔材料
第一，铁塔构件均采用热轧等肢角钢及钢板，热轧等肢角钢的材质为Q345B和Q235B钢，钢板采用Q345钢和Q235钢。第二，焊条采用E43型、E50型、E55型。第三，铁塔各部件的连接大多采用螺栓连接，塔脚及局部结构采用焊接，全线一般地段从塔脚基础顶面以上10m高度水平范围内的所有连接螺栓（包括横隔面），均使用防卸螺栓，若在10m处遇有节点板或接头时，节点板或接头上所有螺栓均使用防卸螺栓。其他连接螺栓均需配有扣紧螺母。对于重要跨越处的铁塔需全塔采用防卸螺栓。第四，对于线路所在地区为舞动区的情况，应根据《国家电网公司新建输电线路防舞设计要求》规定，对相应铁塔采取适当防舞措施，本工程线路位于一级舞动区，耐张塔以及紧邻耐张塔两侧的直线塔全塔采用双帽防松螺栓（采用防卸螺栓处仍保留防卸螺栓），螺母采用镀后攻丝技术，减小螺栓和螺母间的配合间隙。
结论
简而言之，我国在电力需求方面逐年加大，使得对输电塔的设计要求越来越高。因此在投资等方面的比重也比较大，成为我国在输电线建设中的主要部分。输电塔的设计本身就要求设计师要考虑物美价廉的建筑塔新型材料，保证不浪费资源和耗损成本，能够承载高负荷电量，使之安全又合理，经济又合理地完成输电线路的建设部分，从而优化电塔的结构设计，达到电力建设的基本要求。促进我国电力的持续运转和电网间运行部分的安全，这对我国以后的电力发展和人们的舒适生活密切相关，所以，输电塔的结构设计和应用对我国今后的用电情况具有重大意义。
参考文献
[1]许洪胜，曹阳，徐谦，等．2000年上半年全国部分地区电力需求状况[J]．电力技术经济，2016，12（5）：17~25．
[2]白宏坤，李干生．河南省电力需求与负荷预测分析[J]．电力技术经济，2015，13（3）：16~18．
论文作者:吴宝勇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
标签：线路论文; 铁塔论文; 杆塔论文; 导线论文; 地线论文; 荷载论文; 螺栓论文; 《电力设备》2018年第22期论文;