摘 要：作为架空高压配电线路重要的组成部分，如何增加架空配电线路的杆塔荷载强度成为亟待解决的问题。台风、覆冰等自然灾害天气下，架空配电线路主要故障是架空配电线路的倒杆断线问题。与此同时，架空配电线路设计中的杆塔荷载问题还应重视杆塔的定位。本文首先从架空配电线路设计中使用的引用规范和施工规范出发，然后分析配电线路故障的原因，对配电系统的杆塔荷载问题进行研究评估，最后，分析架空配电线路杆塔定位对杆塔荷载的影响。
关键词：架空配电线；设计；杆塔荷载
0 引言
随着我国电力事业的不断发展，配电线路作为电力系统的一个重要组成部分，承担着用户使用电能的安全性和可靠性。但是，配电线路由于面积广阔、配电线长且设计标准与主网相比较低，往往是配电设施受损的一个主要方面。其中，杆塔的荷载问题又是引发配电线路安全的诱因。如何正确探索并设计架空配电线路的杆塔载荷成为当今电力事业蓬勃发展的主要方面。
1 架空配电线路杆塔设计规程
本文主要以10kV及以下架空电力线路为例，采用《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》。该规程中对主干配电线路的导线布置和杆塔结构进行设计分析。其中，该规程中明确指出：杆塔结构构件及其连接的承载力计算，均使用荷载设计值；抗裂、变形、裂缝、基础稳定和地基的计算，都使用荷载标准值。杆塔结构构件的承载力设计及杆塔结构中各材料强度设计值计算，均要满足GB 50061设计规定。各种类型的电杆荷载条件需要考虑风速、是否覆冰、气温以及是否断线。拉线需要根据电杆的受力情况来进行装设。需要计算确定电杆埋设埋设深度，其中，单回路配电线路电杆埋设深度适宜采用表如下表所示：
表1 单回路电杆埋设深度 m
2.2 杆塔荷载方式
荷载是指一些施加在构件或者工程结构中并使其产生效应的一些直接影响，或者能使构件或结构产生变形和内力的外力等产生的作用。在所有对杆塔产生荷载的因素中，风荷载占据主要地位。风荷载产生的荷载效应表示使风荷载作用于电杆并使电杆的杆身截面出现弯矩、使导线截面出现张力。由于风荷载作用，电杆的杆根截面弯矩过大，往往会出现断杆、倒杆的事故。因此，必须对电杆杆根引起的弯矩及电杆自身承受的荷载进行分析。
电杆的荷载主要分为两部分：电杆自身承受的风荷载及来自导线的荷载。其中，电杆来自导线的荷载主要是导线两端对电杆施加的导线张力，分为水平张力分量、竖向垂直荷载分量以及导线水平风荷载分量。水平张力分量方向顺应线路，水平风荷载分量与线路垂直。其中，由于杆身两侧的水平张力分量相等，可以抵消，且由于10kV配电线路的杆塔通常是水平对称或等腰三角排列架线，垂直荷载也可以相互抵消，因此讨论杆塔荷载的时候只需考虑水平荷载分量即可。
图三 电杆和导线风荷载示意图
最后，导线的型号也会对杆塔荷载产生影响。一般情况下，线径越高，发生断线的概率越低。
2.3 杆塔荷载问题下配电线路的设计
通常采用定值设计法进行设计。有如下四步：
①测定风速
②由上述公式计算此风速下电杆杆根风荷载强度
③根据弯矩公式和风荷载强度求得弯矩，并在该值基础上与安全系数做乘法运算取得设计弯矩值
④使用比设计弯矩值强度大的混凝土电杆
3 杆塔定位对杆塔荷载影响分析
3.1 杆塔定位的重要性及方法
杆塔定位影响杆塔两侧的档距，进而影响电杆的风荷载，最后影响杆塔结构的稳定性。因此，必须重视杆塔定位。传统的杆塔定位方法如下：
①须在纵断面图上确定比较特殊的杆塔，如耐张杆、转角杆、终端杆等杆塔位置。
②从已经确定好位置的特殊杆塔出发，确定其他杆塔的杆位。
③若杆塔排位完成后仍有部分剩余地段无法安排或者杆塔无法得到有效利用，可以本着安全、经济、适用的原则出发，人为适当放大或缩小档距。
④最初排定好杆位后需要样核。若排杆不满足要求，需要重新排定。
3.2 杆塔荷载校验
我们通常规定实际的水平档距和垂直档距若小于其设计的档距，即可认作是校验合格。另外，除了上述杆塔荷载校验，还需进行水平档距、垂直档距的校验以及杆塔上拔校验等。
3.3 杆塔定位时减小荷载的注意事项
①定位时若遇到陡坡，必须采取保护措施避免其基础受到冲刷。若遇到覆冰，须减小定位的档距，尽量均匀布置杆塔，减小杆塔荷载。
②定位还要考虑打临时拉杆、立杆的位置。
③尽量避免孤立档尤其是档距较小的孤立档。
④打拉线的杆塔必须重视拉线的位置，比如在坡地时应避免顺坡，防止拉线过长；在平地时应避免打在泥塘、路边或者洼地。
4 结束语
杆塔荷载是杆塔设计过程中不能避免且必须足够重视的一个问题。杆塔作为架空高压配电线路重要的组成部分，合理设置杆塔以确定杆塔荷载达到适宜强度，就必须依据架空配电线路设计中使用的引用规范和施工规范，用科学的方法确定杆塔荷载强度指标，并依据该指标正确计算杆塔的风载荷强度，计算杆根弯矩，防止在台风、覆冰等自然灾害天气下，架空配电线路出现诸如倒杆、断线的问题。由此解决好杆塔荷载问题，使杆塔和配电线的使用寿命加长，既能满足当今日益发展的供电需求，又能获得良好的经济效益。
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论文作者:刘婷婷
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/26
标签：杆塔论文; 荷载论文; 电杆论文; 线路论文; 弯矩论文; 导线论文; 强度论文; 《电力设备管理》2017年第4期论文;