关键词：输电线路；杆塔结构；优化设计
前言：当前很多城市在输电线路杆塔的选择上主要采用钢管杆塔，因为钢管杆塔的优势在于占地面积小、强度高、安装便捷度高且造型优美，然而钢管杆塔也存在造价高的缺陷。降低造价才能够提高钢管杆塔的适用率和推广量，并全面提升杆塔设计的合理性，从而更好的保障电网建设过程中的社会效益和经济效益的有效实现。
1.高压输电线路通常具备的特性
高压输电线路的危险度较高，因此其在实际的应用中首先要具备的特性是安全性和可靠性，只有符合了这两个特性，才能够在实际的电力生产中得到良好的应用。但是在电网系统中，高压容量的传输电需求量较高，因此负责电源点起始输电以及变电站传输运送的主要工作是电网系统要做到的，但是一旦出现了事故则会对电网企业等其他企业带来重大的经济损失。然而电力线路存在结构参数较高的特性，高压输电系统的构成要素中包含了杆塔、导线、基础、绝缘子串等，通常杆塔较高，所以基本的结构荷载量也更大，所以在结构设计上也有了更要的要求，要确保结构设计参数符合标准，配件的性能也需要符合标准。
高压线路的基本额定电压普遍较高，因此周边的电场强度也更高，运行的需求要求也更高，运行环境也较为复杂，高压线路通常埋设的区域是地貌复杂的山区，而沿途则经常路过高山、湖泊、山谷等区域，地势险峻且维护运行起来存在十分困难的问题，相对来说维护的经费较高且困难度较高。
2.输电线路施工安全管理的原则
安全管理输电线路施工过程，首先要遵循和坚持相应的法律法规，确保施工过程的合法性和合规，要对安全生产条件熟知，并能够依照实际的安全风险控制来对输电线路管理进行合理的策划和控制。施工单位要高度重视输电线路施工安全管理的工作，避免不符合要求的分包方进入到工程建设中来，确保国家的电力行业的法规和法律能够正确的将安全事故的问题有效的处理好，解决输电线路中产生的安全事故问题。
在输电线路施工的过程中，安全生产管理要密切关注电网设备的安全问题以及机械设备的安全问题，定时对电网设备以及机械设备的安全进行管理。施工人员则要提升安全生产技术以及安全生产意识，但是由人所导致的不安全的施工方法以及违章作业行为，则容易导致安全事故产生，不利于安全责任的划分和落实，需要督促做好安全管理工作。在实际的施工环节，要做到事事兼顾，不能因为小事而不去检查，要及时的留意关于安全管理方面的问题，专业的员工要把关好施工现场，及时发现问题并将问题妥善的及解决，避免产生安全事故，给企业发展带来不利的影响。
3.高压架空输电线路钢管杆结构优化设计
钢管杆设计要以概率理论当做研究的基础，选用极限状态的设计方法，采用可靠度指标来度量钢管杆的可靠度，当前在规定的各种荷载组合作用以及变形限值条件下，要确保线路运行的安全性和高效性。钢管杆在设计上要综合监督制造工艺、施工方法以及运行维护环境等多方面的因素，下面就高压架空输电线路中的钢管杆结构优化设计进行研究和分析。
3.1气象条件的选择
气象条件要依照沿线气象资料的数理统计结果以及附近已经存在的线路运行经验来确定，其中110kV~330kv的输电线路和大跨越重现期要取30年，500kv~750kv输电线路和大跨越重现期要选择50年，而在实际应用中要避免过大取用的问题。
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3.2杆塔类型的区分
在杆塔的类型区分上，要合理的区分线路中的耐张杆以及直线杆，避免直线杆承受导地线的拉力，合理的规划杆塔使用的抓角度数，避免实际使用的角度低于实际设计的角度，能够确保杆塔承受的荷载有效的降低。在终端杆在区分上有关进线档的设计的情况分析，对分支、T接、π接线路的杆塔，要依照实际使用情况来兼顾荷载组合，在考虑相关因素时要结合杆塔在使用时存在的不利因素来考虑和分析。
3.3优化使用的档距
计算比较不同地线、导线的最大使用张力，选择适合的导线、地线安全系数，通常导线的安全系数K的数值范围是6.0~8.0，地线安全系数K的范围是10.0~11.0，使用水平档距范围是在120m~150m，垂直档距范围在200m~250m,这样的档距更为经济合理。
3.4杆头高度和呼称高
在满足了电气间隙要求时，要尽可能的缩短线路走廊的实际宽度，要优化杆头的高度和横担的长度，要兼顾到城区10kv线路、路边树木的交叉跨越高度的要求，确保杆塔的重量实现最轻，继而能够优化目标，并兼顾到根茎尺寸，单、双回路杆塔的呼称高的极差依照3米来考虑，其中多回路杆塔在设计要依照2米来设计，从而降低杆塔的高度，从而使杆塔的重量降低。
3.5设计人员优化杆塔的方法
在输电线路杆塔结构优化设计上，要坚持型式美以及重量轻、加工运输便捷的特征，在涉及到动态规划优化法的应用。动态规划法指的是结合多种方式，使得解决的过程达到最优化。但是动态规划法只适合最优性质的问题来求解，避免导致实际意义失去，设计人员要结依照杆塔工程安装现场，确保研发同实际情况相符合，从物理概念和算法程序出发，设计具有质量和美感的杆塔，而该过程也是设计人员常常使用的动态规划法。设计人员要尽可能的降低杆塔的迎风面积，确保杆头的高度保持在合理的范围区间之内，确保杆塔的质量满足实际的要求。
3.6合理的运用计算机技术
在杆塔结构设计上，要能够正确高效的运用计算机技术进行放样绘图，由此并采用手动矫正的方法，确保杆塔在基础结构设计上确保合理性。在杆塔优化设计时，要制定合理的杆塔制造环节的最佳方案，并深入分析杆塔的基础强度，完善杆塔设计优化的方案，确保分析强度并做到方案的优化，首先要确定好施工的方案，推动不同部分之间的联系性，使得架空输电线路杆塔基础设施设计上的高效、自动化。
4.杆塔设计的展望
我国的输电线路杆塔结构设计上，同西方发达国家的设计水平相比，还存在较大的差距，并且在设计过程中还存在较多的问题。未来我国输电线路杆塔结构设计上，可以这三个方面来展开，首先设计理论要充分的借鉴国外发达国家的设计经验，结合我国实际国情，完善设计理念，并发挥杆塔的基础作用，并促进杆塔、塔基和线路的一体化设计；荷载取值的相关研究，特别是地形较为复杂的区域，本身选择的资料存在有限的问题，所以未来在杆塔的设计上还要做进一步的研究和分析。
结语
总之，杆塔结构是输电线路的关键部位，优化杆塔的结构，确保设计的合理性和科学性，在未来的工作中，设计者要充分考虑杆塔实际受力和相关地形、地质条件等因素来合理的选择基础型的杆塔，并确保结构优化设计方案的合理性以及最优化，并使得施工工期达到环保的要求，从而降低杆塔的质量和造价成本，保障输电线路的稳定性和安全可靠性，为广大人民群众提供更为安全的电网设备。
参考文献：
[1]范鹏宇.输电线路杆塔接地及其降阻措施[J].中国新技术新产品,2014,(24):37-37.
[2]王晓刚.对输电线路杆塔接地存在的问题及改造技术的分析[J].无线互联科技,2014,(12):157-157.
作者简介：马驰（1992-），男，汉族，硕士毕业，主要从事结构设计工作.
论文作者:马驰
论文发表刊物:《中国电业》2019年16期
论文发表时间:2019/12/2
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