【关键词】输电线路；铁塔结构；设计要点
随着我国社会经济的不断发展，人民群众对于公共设施的需求度越来越高，这就要求我国的电力系统必须快速发展以满足适应国民经济的需求。电力的负荷由于经济的发展不断变大，电力设施的建设也显得捉襟见肘。输电线路铁塔的建设是输变电系统工程的关键部分，它在输变电系统工程中占据了举足轻重的地位。因此，输电线路铁塔的建设避居要具有经济性、安全性、可靠性和供电连续性。针对输电线路铁塔的建设现状，国家必须要改善铁塔结构的设计，以此来改进铁塔的安全质量和经济实用性。
一、我国输电线路铁塔结构设计的现状
目前，我国大多数输电线路铁塔都设置在较为空旷荒芜的室外，每天都在经受着大自然严峻的考验，例如台风、冰雹、暴雨等，这些气象因素和环境因素都会影响输电线路铁塔结构的稳定性，一旦其受到损坏，还会造成一定程度的经济损失。
我国利用输电线路铁塔架空电线来传送电脑的历史已经超过百年之久了，随着我国经济的迅速发展，国民对于电力能源的需求量不断增加，历史长远的输电线路铁塔结构面临着严峻的考验。我国国土面积约有960万平方公里，幅员辽阔，供电能源站的地点分散，很多电能必须通过输电线路才能抵达需求地点，因此输电线路铁塔的建设需求日益增加。
目前我国在设计输电线路铁塔的结构时，主要要考虑当地的环境、气候、地形以及具体的电压等级，设计难度很大。目前我国的输电线路铁塔设计人员的工作量都比较大，需要到当地进行实地考察，还要根据实际情况设计出质量上乘，结构优良的输电线路铁塔，对于自身的技能和知识要求也比较高。
二、输电线路铁塔结构设计的基本原则
输电线路铁塔结构的设计必须要保证必要的安全性和稳定性，这要求铁塔的设计人员坚持一些必要的基本原则。
（一）符合气象和地质条件的基本原则
输电线路铁塔结构设计之时必须把建设环境的气象和地质条件纳入考虑。目前针对气象条件主要是依据输电线路级别不同的重现期来确定，具体来说，330KV及一下的输电线路一遇，500KV则要30年一遇。如果输电线路属于多回路型，还必须要根据多回路中最高的电压值来确定重现期，并且还要参考多回路输电线路在电力系统中所处的地位，以此来确定是否需要适当地提高取值。如果多回路输电线路在电力系统地位较高，重要性已经达到了或者超过了上一个电压的级别水平，那么在设计结构时就必须要提高气象条件的参考标准。
基于我国地质环境的特殊性，目前我国基础式的输电线路铁塔大多是采取浅埋式的，采取这种方式设计的输电线路铁塔大多根据较稳固，安全性能较高，也比较符合经济效益。再设计输电线路铁塔结构时，要根据实际施工地的地质情况来确定基塔的受力情况。一般来说，直线铁塔需将埋深控制在2m左右，承力型铁塔需将埋深控制在3~4m左右。如果承力型铁塔的造价比较大，还应该综合考虑经济节约的原则，选用四腿等大细化转变为三拉一压或者两拉两压。
（二）符合铁塔选型的基本原则
输电线路铁塔结构有多种类型，不同类型的铁塔的造价、施工、占地面积、运输以及安全运行等方面都各有不同，因此注重铁塔的选型也非常重要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在建造铁塔时，单单计算铁塔的工程费用大约会占据整个工程的30%~40%，铁塔结构设计师一般在设计时就需要综合考虑经济适用这方面的问题。
具体说来，一般的铁塔结构根据投资允许通常只会选用转角塔，这种结构的铁塔所需的材料简单，施工起来也比较方面，对于线路的安全性能也有保障。但如果是碰上了需要沿规划道路的同塔多回，那么大的转角塔就很容易造成杆顶挠度的变性，施工的费用也会相应增多，此时就最好改为选用直线塔。基本来讲，输电线路铁塔结构的选型都遵循，转角塔采用角铁塔，直线塔采用铁塔这一原则。
（三）确保导地线的安全系数原则
在设计铁塔结构时，必须要注意铁塔的安全性，导地线的安全系数关系到整个线体的运行以及耐张铁塔的负荷大小。同时，对于同塔多回路的输电线路来说，导地线的安全系数显得更为重要，因为这种铁塔的负荷比较到，对于导地线安全系数的选择需要更加合理。
（四）配备绝缘配置的原则
输电线路铁塔由于要承受高压电力线路，面临着各种各样的放电问题，这要求所有的铁塔都要配备绝缘配置以保证输电线路的安全运行。输电线路的绝缘配置可以保证输电线路在工频电压、雷电过电压、操作过电压等条件下可以安全的运行。对于多塔回路而言，一般都采取提高泄露比距的方式，来减少以后的工作维护量，延长绝缘子的清扫周期。
三、输电线路铁塔结构设计的要点
（一）铁塔设计的强度问题
铁塔的设计强度主要受到选用的建材、铁塔的结构形式和受力形式等制约。在对铁塔的结构进行设计时，一定要考虑强度的问题，因为输电线路要想长期运行，必须要承受一定的重量，并且它的变形必须也要在可以接受的范围之内。铁塔的承重力必须要满足一定的强度和刚度的要求，采用环形截面构件的承载能力与其他构建一致，但是材料比较节省。对于混凝土的浇制方法可以选择SEC法制备法，这种浇制方法可以使得混凝土的强度提高30%。在构件预应力浇注之前，应该预先对钢筋进行施行张拉，等到混凝土凝固之后在撤出张力，这样可以混凝土可以承受一个预应压力。当这些构件承载重力并且受到拉动时，这种预应压力就可以和部分或者全部的受拉时压力抵消，这样便可以保证铁塔不容易产生裂缝，延长铁塔的寿命。
（二）铁塔的基础型式问题
输电线路铁塔基础型式的选择是一个非常重要的问题。铁塔结构的设计必须要结合各个地段的地质环境、水文环境和施工条件对铁塔结构的基础型式予以确认。并且除了注意这些问题以外，还必须要注重经济节约的原则，尽一切可能降低铁塔的工程造价。选择铁塔结构的型式必须要满足很多功能，例如：铁塔的结构形式必须能够城后正常施工和正常运行时可能出现的各种情况的负荷；在平时的使用，要使得铁塔保持良好的工作性能；铁塔的使用寿命要尽可能得久；如果遇到突发情况，铁塔仍然可以保持结构的整体稳定性。
（三）塔身斜材
在设计铁塔结构时，还应当考虑铁塔的塔身斜材。对于塔身斜材的选择主要要考虑塔身承载重力的大小、材料截面的性质以及几何尺寸的大小。而对于塔身斜材的基本条件而言，一般受到两个方面的制约，一是外荷载抵抗力矩的大小，二是计算长度。通常来讲，铁塔设计师比较看重计算长度而对于外荷载抵抗力矩的大小一般比较忽视。但是塔身斜材和外荷载抵抗力矩的大小的水平夹角角度还是非常重要的，因为这会影响到铁塔节间主材分段和主材的选材。根据国内外铁塔的建筑来看，塔身斜材和水平面之间的夹角最好是在40度到50度之间。至于塔身斜材的布置形式，还需要具体考虑铁塔的宽度。
结语：
输电线路铁塔是整个电线网络的支撑点，它的位置是举足轻重的。随着国民经济的发展，科学技术的不断进步以及自然环境的变化，我国的电力系统的各个电力设施都面临着许多冲击。输电线路铁塔结构的安全性能和新的问题缺陷也开始不断显现出来。在设计输电线路铁塔结构时，一定要做到最大程度保障铁塔的安全性，同时兼顾科学性、安全性和经济实用性。
参考文献：
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[2]李晓宇.输电线路铁塔结构设计的探析[J].科技传播，2013，19：94+93.
[3]陈宏.输电线路铁塔结构设计的重点研究[J].科技展望，2015，18：125.
论文作者:陈吟霄
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第7期
论文发表时间:2016/10/13
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