摘要：电力线路铁塔的结构设计是保障电力行业整体有效运行的重要基础，其相关设计标准和方案一定要按照国家制定的相关政策来进行。在设计的过程中，电力企业一定要将安全性和经济性放在设计的首要位置，充分考虑企业的成本以及今后的可行性。本文首先分析了我国电力线路铁塔结构设计的现状，根据实际情况，提出了关于电力线路铁塔结构设计的几点优化措施，希望可以为电力企业提供一些有价值的参考意见。
关键词：拉线V型铁塔；结构设计；结构优化
前言
目前，我国电网的覆盖越来越密集，电力系统的运行强度越来越大，电力线路铁塔的建设也成为电力行业的重要工作内容。高压线或超高压线路的设计成为电路行业发展的关键部分，我国工业发展和农业发展都依赖于电力行业中电力系统的平稳运行。由于电力线路铁塔建设受到多方面因素的影响，在铁塔结构设计中，一定要结合实际情况和技术能力进行方案的制定和调整，本文正是对电力线路铁塔的结构设计现状和优化措施进行了相关的分析。
一、我国电力线路铁塔结构设计的现状
现阶段，电力企业已经加大了对架空线路的架设，在输电线路铁塔的建设中，越来越重视设计方案和具体施工方式。我国目前采用的铁塔设计方案有很多不同的类型，包括拉线V型铁塔、猫头型铁塔、酒杯型铁塔等，具体采用哪种设计方案，还要结合实际环境进行方案的选取。电力企业为了达到更好的经济效益，对铁塔的设计方案和材料的配置进行不断的研究，使材料的自身特性和设计的方案合理的结合起来[1]。输电线路铁塔根据其用途的不同，可分为耐张塔、直线塔、转角塔等。铁塔的构成，基本上是由角钢、钢板、螺栓三部分组成。在材料的生产中通常是采用几块钢板焊接的形式，以此来达到防治腐蚀的情况。
二、电力线路铁塔结构设计的优化措施
（一）拉线 型铁塔的优化设计
拉线V型铁塔在实际使用中具有明显的结构优势，拉线V型铁塔结构的主要优点是由立柱负责承担主要的压力，拉线负责承担对应的拉力，结构布置比较符合力学标准。拉线V型铁塔的钢绞线在选择上，也有一定的讲究，具有非常良好的力学特点，钢绞线本身的材质也影响着其承受拉力的能力。拉线V型铁塔的塔杆在结构设计上和材质选择上要以较高的刚度和强度为标准，结构的设计要具有一定的稳定性，同时，考虑到铁塔的实际作业常常需要在室外进行操作的情况，应重点提高铁塔本身的抗风性能，从结构上进行优化[2]。拉线V型铁塔这种铁塔的结构不需要使用大量的钢材，对钢铁资源的消耗也相对较少，起到节省资源的效果。在拉线V型铁塔的设计中，一定要注意铁塔的运行过程，由于拉线V型铁塔的立柱是一种比较细长的部件，运行时会发生二阶效应，需要较大的空间来维持其正常的工作。因此，拉线V型铁塔在实际使用中可能会发生影响农业生产的现象，而相对应的农业损失赔偿也比较高，所以说这种结构的电力线路铁塔比较适合设计在地势平坦、周围没有大量农田的地方。
拉线V型铁塔的塔头由两个部分组成：线支架和导线横担。这两个部分承担了整个结构 的重量，而地线支架承担的重量仅占整个结构重量的 。因此，在对拉线V型铁塔的结构进行优化设计时，应主要以导线横杆部分的设计作为主要设计部分，影响横单杆件内力最主要的影响因素就是其本身的结构形式，在对导线横杆部分进行设计时，应考虑到横担的立面高度、主材节间部分的选择等内容[3]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不过，在拉线V型铁塔的结构设计中，也可以将横担的立面高度、主材节间部分的选择等作为设计的可变量来考虑，完成对指定目标的优化。
（二） 酒杯型铁塔的优化设计
现阶段，酒杯型和猫头型结构的铁塔一般应用于 的超高压输电线路单回路自立式直线铁塔，该类型铁塔的三相导线都使用的是悬垂串挂线的方式。当其他设计条件都相同时，猫头型铁塔的塔头尺寸和线路宽度都比较小，在酒杯型和猫头型结构的铁塔中，应选择猫头型铁塔进行优化设计。此外，猫头型铁塔的线路走廊损失的赔偿费用也比较低，可节省电力企业的成本。但是，由于猫头型铁塔的整体结构较高，其耐雷性能要比其他结构的电力线路铁塔较弱，基础作用力较大，致使其单基所消耗的钢材量也高于其他类型的铁塔[4]。而酒杯型铁塔的电力线路则呈现出水平排列的形态，其铁塔的高度也整体低于猫头型铁塔的高度，铁塔整体结构具有刚度大、难变形、单基耗钢量低的特点。不过，酒杯型铁塔电线之间的水平距离较宽。传统自立式输电线路铁塔的结构设计优化过程中，主要是对塔身的结构进行优化处理。但是，若自立式铁塔是标准的呼称高下的结构，其塔头的重量占整体的 ，塔头结构的优化必不可省。在铁塔的结构设计中，悬垂绝缘子串摇摆角是决定酒杯型铁塔塔头的重要部分，若铁塔边导线的横担长度大于悬垂串的横担，则塔身本身的综合效果并不明显；若中相采用 型串，铁塔两边是悬垂串，也就是常被叫做 型的结构布置，仅采用一串绝缘子。因此，把铁塔立面设计成对称三角形的拱形结构，使其跨失比在 之间，和普通的钢屋架基本一致，则其刚度较强；起拱后，拱脚推力将会增加，但由于 型串挂点和拱脚在一点上，两方拉力产生的水平力一直作用在一条水平线上，相交于横担的中间位置，即可消除部分的拱脚推力。
（三）铁塔和基础一同进行优化设计
该设计观念主要是以电力线路铁塔建设中使用最少数量的钢材作为基础任务而进行的铁塔方案设计。因此，在铁塔设计前，一定要根据实际现场的情况，计算出铁塔的合理坡度，从提高铁塔经济性的角度出发，对铁塔的设计进行各个方面的优化[5]。在铁塔的优化设计中，一定要结合基础设计进行整体的铁塔结构优化设计，通常来说，关于铁塔倾斜程度的涉及范围，应该根据主材开合脚的应用范围进行严格的设计，这样才能够保证塔身结构的稳定性，也会减少没有必要的钢材消耗量，进而节省电力企业的铁塔建设成本。
结论
近几年，随着国民经济建设的不断发展，电力行业也得到了进一步的发展，很多行业的生产运行离不开电力行业的支持，电力行业成为推动我国国民经济建设的主要产业。但是，在电力行业的快速发展建设中，也逐渐暴露出很多弊端，对此，电力企业必须采取相应的措施防止电力工程建设中不利的因素出现。其中，电力线路铁塔的建设是电力行业的基础，输电铁塔建设的不完善，将会影响整个电力行业的健康发展。因此，电力线路铁塔结构设计是铁塔建设的重点，电力企业必须对铁塔结构设计的现状进行仔细的研究，对结构设计优化进行不断的探索，使电力线路铁塔的结构设计得到足够的重视。
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]杨常青.输电线路铁塔结构设计的现状和优化措施[J].中国新技术新产品，2014，20：37.
[3]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.
[4]孙宇爽.高压输电线路铁塔结构设计要点分析[J].电子世界，2014，18：68.
[5]施昆.我国输电线路铁塔结构设计可靠度分析[J].科技与企业，2015，20：118.
论文作者:郭忠顺
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/20
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