（广东省输变电工程公司 广东广州 510160）
摘要：电网安全无小事。输电线路杆塔作为整个电网线路的支点，其重要性不言而喻。随着国民经济的发展，自然环境的不断变化，给我国电力系统输电设备安全问题带来了前所未有的冲击，在实际工程中各种各样新问题也不断显现，在未来的工作中，如何因时制宜、因地制宜的解决存在的问题，不断提高线路杆塔结构的科学性、稳定性、可靠性，在最大程度上保障电力安全，同时兼顾经济性和视觉美观将是我们研究的重点。
关键词：架空输电线路；杆塔结构；优化设计
引言
随着电网系统的发展，输电线路成为主要的建设项目。电力企业为了保障输电线路的安全和稳定，积极强化杆塔建设，主要在杆塔设计、材料选择方面进行优化和控制，以满足输电线路的运行需求，进而完善输电线路的发展，确保输电线路中的杆塔具有稳定性、安全性，规避杆塔中潜在的隐患。
一、输电线路杆塔结构设计现状
输电线路杆塔主要是用来支撑架空输电线路和地线的关键设备，可以让输电线路和地面始终保持一定的安全距离。如此一来，哪怕是在非常恶劣的环境条件下，输电线路也可以正常输送电能，确保用电正常。所以，输电线路杆塔结构设计水平会对输电线路的安全生产造成一定的影响。就目前来看，对我国输电线路的架线设计以及资金投入情况进行分析，可以得出杆塔投资成本占到主体投入的35%，尤其对输电线路的经济效益影响非常大。伴随我国开始组建高压网络体系，各种各样的新型输电技术开始投入应用，输电线路杆塔的建设数量也开始增多，杆塔结构得以优化，建设类型向高负荷化、大型化方向发展。和我国先进制造业的发展水平进行对比分析，现阶段杆塔设计的水平还非常低，达不到社会发展最新要求。一般来说，我国输电线路杆塔大多是专门指定企业进行生产制造，一种是国营电力设备企业，或者是由设备定点生产企业制造，此外还有手工生产企业。二者对比而言，前者具有雄厚的经济实力，而且无论是加工技术还是能力都比较强；后者大多是一些个体单位、城镇企业以及民营企业等，生产加工技术水平非常低，没有任何技术门槛。整体情况分析，我国现阶段杆塔设计水平非常低，必须深化技术改革，促进设备质量水平的提升。
二、架空输电线路的设计需求
架空线路与电缆线路是目前常用的两种送电线路，目前，国内外普遍采用架空线路作为输送电能的最主要方式。其中，架空线路一般使用无绝缘的裸导线，通过绝缘子将导线悬架在输电线路杆塔上，来进行送电。所以，架空输电线路可以认为是由输电线路杆塔、输电线路导地线和绝缘子金具串共同构成。
2.1输电线路杆塔
架空输电线路杆塔多为钢筋混凝土杆塔或铁塔，是架空输电线路的主要支撑结构，架空输电线路杆塔根据需求不同又分为直线塔、转角塔、终端塔、换位塔、分支塔、轻重冰区分界塔、大跨越塔、特酒杯塔、分体塔、双柱塔等。该设备的筹划包含根本上拔固定测算、根本下压与地基测算、设备和根本底板的承受力测算等，这针对它来讲是特别关键的。
2.2输电线路导线
通常情况下，架空线路所采用的导线是利用具有较强导电能力的金属加工而成，不同截面的导线，其通流密度不同，因此应该根据情况来选择适当的截面。一般地，曲率半径越大，电晕放电的几率就相对较低一些。
架空输电线路多采用分裂导线来提高输送容量，为防止架空输电线路的感应过电压和雷击过电压带来的伤害，多在输电线路导线的上方采用避雷线，对于重要的输电线路，通常设置两根防雷线且增大地线架保护角。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在设计架空输电线路时，应考虑到线路沿线的气候环境、自然条件（雷闪、雨淋、结冰、洪水、湿雾）等的影响。此外，架空输电线路的路径还应具备充裕的地面宽度和净空走廊。
三、架空输电线路杆塔结构优化设计方法
3.1输电线路杆塔结构优化的方法
输电线路杆塔结构的优化方法是追求重量轻、型式美、加工时运输方便等这类动态规划优化法，所谓动态规划法是指运用不止一种手段使解决过程达到优化状态。不过动态规划法只能适用于某种最优性质问题的求解，否则便失去了意义。在对输电线路杆塔的设计过程中，工作人员需要通过不断的探究来找到最好的方案，设计人员则要根据杆塔工程的安装现场实际情况、物理概念和相关的算法程序，设计出更有美感、质量更轻的杆塔，这个过程就是设计人员运用动态规划法来获得最优化方案的过程。
3.2输电线路杆塔塔头型式选择
塔头是整个输电线路杆塔最重要的组成部分之一，其型式的选择会对整个设备的适用性产生十分重要的影响。一般来说，国内输电线路杆塔的塔头都是干字形或羊字形的，这两种形状的杆塔稳定性较高。但经过笔者分析，羊字形杆塔的塔头质量最轻，支撑工作更容易。因此，在结构优化的过程中，工作人员最好选择羊字形的塔头。另外，在输电线路杆塔刚度较高的情况下，工作人员可以选择转角塔，这种型式的杆塔受力较大，适用性更高。
3.3塔身坡度和塔根开尺寸的优化
塔身坡度与塔腿根开尺寸等因素，对于塔身斜材、主材的规格进行选取等会产生一定的影响，同时会对杆塔的美观度与总重量产生直接影响。对塔身坡度进行科学合理的选择，能够让塔材受力尽可能地均匀，可以让材料规格的调整和塔
材应力分布的改变相互协调。研究发现，最佳坡度和根开能对整座铁塔的重量作为目标函数开展计算，考虑基础作用力以及构件受力性能等因素。
3.4对节点构造进行优化
节点构造是架空输电线路杆塔结构优化设计的主要环节之一，若不能合理构造节点就有可能会造成架空输电线路杆塔破坏。通过优化节点构造设计，应该尽量使计算模式与实际塔型相互统一，并在满足构造要求的前提下将节点尽量简化，这样既能够降低塔重，又可以防止出现次应力。节点构造设计主要遵循下列原则：
为了减小杆件断面损失，应该要尽量避免出现两面连接杆件对孔布置的情况；要尽量防止出现节点板受弯、杆件偏心连接的情况；
要尽量节点板面积，要紧凑式地连接节点；
为了降低杆塔重量，应该要减少包角钢连接数量；
应该多用多排螺栓来布置斜材、主材；
全方位长短腿设计适用于山区架空输电线路杆塔，不仅能够较好地保护自然环境，而且还能够降低施工难度、缩短工期、减少土石方工程量。
四、结语
总之，为有效防止外部损伤，保障输电线路的安全运行，需要在对输电线路铁塔设计的日常工作中不断进行研究和总结，从而不断提高输电线路铁塔结构的设计水平，因此进一步加强对其的研究非常有必要。
参考文献：
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[2]季善浩.输电铁塔的结构分析与管理研究[D].华北电力大学（北京），2011.
[3]李峰，袁骏，侯建国，安旭文.我国输电线路铁塔结构设计可靠度研究[J].电力建设，2010（11）：18-23.
作者简介：
贺启（1985.10.26），性别：男；籍贯：湘潭；民族：汉；学历：硕士、研究生；职称：中级工程师；职务：输电线路结构设计；研究方向：输电线路杆塔结构设计；单位：广东省输变电工程公司；
论文作者:贺启
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/4/11
标签：杆塔论文; 线路论文; 节点论文; 导线论文; 铁塔论文; 结构论文; 结构设计论文; 《电力设备》2017年第29期论文;