摘要：随着电网建设技术的不断提高，输电线路杆塔也相对应的加强，以达到保证电网系统的安全、稳定和可靠运行。基于此，本文主要对输电线路杆塔结构的优化进行探析。
关键词：输电线路；杆塔结构的优化；浅析
1 输电线路杆塔的概念
在输电线路中，杆塔是用于支撑和架空导线和地线一种装置，其主要是由钢材或钢筋混凝土制造而成。为了电力输送不会受到恶劣天气因素以及人力破坏因素的影响，要始终保持输电线路与地面之间有一定的安全距离，只有这样，才能保证电力用户享受到正常供电，生活也质量会得到保证。
2 输电线路设计中所面临的问题
2.1 塔钢结构的合理选择
在对架空输电线路结构选择及分析中，需要充分考虑到电线路设计中的经济效益，对于拉线塔而言，其作为国内具有经济、结构的工程技术形式，被很多区域所使用。但是，对于山区而言，主要采用了自力式的铁塔代替。通常状况下，拉线塔的形式相对多样，其具体形式分为以下几种：第一，绝缘支持式杆塔，这种结构形式投入成本相对较大，制造的难度也相对较高，所以，在现阶段输电线路杆塔结构设计中，使用的范围相对较小。第二，拉线——拉索杆塔，这种结构设计中最大的优点是可以保证线路的紧缩、缩小线路传输的距离，这种结构形式最早运用在美国等国家，但是，同样存在着一定的缺点，主要是杆塔的占地面积相对较宽；第三，拉V塔，这种技术形式主要广泛的运用在高压线路之中，但是，由于机械强度相对较高，会对故障造成严重的影响。
2.2 杆塔的强度问题
杆塔强度通常会受到杆塔制造材料、受力形式的影响，在输电线路持续、稳定以及正常使用的过程中，需要充分保证输电线路的持续性及稳定性，满足用户的供电需求，而且，在该种结构强度分析中，需要满足用户的供电需求。一般状况下，我国的输电线路通常会采用环形截面混凝，通过对施工质量的提升，节约用料，并提高混凝土的整体强度，通过对杆塔强度的分析，需要充分保证钢筋混凝土的处理，为杆塔稳定性以及使用寿命的提升提供保证。
3 杆塔结构的优化设计
3.1 动态规划法
杆塔结构的优化设计是追求重量轻、型式美、加工简单、运输方便等优势的动态规划法。其中，所谓动态规划法是解决某一问题时，不止运用一种手段，而是同时采取多种方法相互结合，灵活运用，以达到优化的目的。在对杆塔进行设计的过程中，设计人员需要根据杆塔安装的现场实际情况、力学原理和相关的计算法则，缩小杆塔的迎风面积，以及合理的选用塔材，减小杆塔的设计尺寸，减小占地面积，从而增强杆塔的实用性。通过一系列的探索与研究，才能找到最合理的设计方案，才能设计出外观更美、结构更简单、实用性更强的杆塔。这就是动态规划法的主要思路和运用过程。
3.2 杆塔主材布置及节点的优化
杆塔结构的构造力求简单，结构受力明确。各受力构件的形心线应尽可能的汇交于一点，力求减小偏心受力。主材、斜材应尽可能使用多排螺栓连接，斜材尽量直接与主材连接。主材在节点处尽可能做到双面传力，否则应采取加强措施。杆塔的结构强度、构件规格和杆塔的截面面积都与主材有关。在其所要承受的内力保持不变的情况下，杆塔的构件规格越大，长度也就越大。同时，杆塔塔身的斜材也需要做出相应调整。
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3.3 杆塔发展的新型式
近年来城市人均用电量不断增加，110～220kV变电站开始进入市区。受到城市地形和环境的制约，线路走廊的空间被进一步压缩，常规的角钢塔已不适用于城市架空输电线路，于是人们研制出了占地面积小的钢管杆。钢管杆加工工艺相对复杂，投资较大，但是结构简单，受力明确，能较好的与城市景观相互融合，美观大方，在城市架空输电线路中发展迅速。钢管杆的型式主要有单杆和双杆两种，其中单杆使用较多。钢管杆的优化设计可总结为以下几点：第一点前期要对线路走廊做详细的勘察，充分了解走廊的周围环境、气候条件；第二点合理的选择杆身、横担的连接方式，杆身的连接方式分为插接与法兰连接两种，法兰连接对于杆的重量和强度控制，要优于插接；第三点在符合规范对杆身挠度和强度要求的前提下，合理的选择钢板厚度和杆身的锥度以及分段长度，以达到优化钢管杆尺寸和重量的目的。
4 未来杆塔结构设计的发展方向
4.1 设计理论体系
就我国目前的输电线路杆塔的结构设计理念来看，还是相对传统一些的。为了满足电力系统的发展需要，必须引进更为先进的理论体系。那么，如何将现代结构的分析方法应用到杆塔结构设计中，还在研究与探索的过程当中。而且，应着重在初应力、初位移、加工误差等对杆件承载力的影响这几方面展开深入的探索与研究。
4.2 节点构造的计算方法
我国目前的输电线路杆塔与国外的相比，除了性能、材料、设计理念等与国外有很大差异之外，在重量和体积方面也都较为偏重和偏大，同时，在节点构造上也存在着不小的差异。目前，在影响杆件承载能力的几项因素当中，对新性能节点、新材料还有节点构造等几方都还需要做出更加细致的研究，使其进一步的完善。
4.3 设计软件的应用
我国目前所使用的线路杆塔结构设计软件还存在一些缺陷，致使许多先进的研究成果和优秀的经验无法得到有效运用。未来输电线路杆塔的设计、运行和维护等工作，将朝着“数字电网化”的方向发展。在这方面，我国的电力系统还具有很大的发展空间。
5 结束语
作为输电线路中的重要组成部分，杆塔的设计、生产与安装这一系列工作的完成质量，将对整个电力系统的健康发展起着相当重要的作用。因此，必须要重视好输电线路杆塔结构的优化设计工作，使其在电力输送过程中能更好的发挥作用。这也是我国当前电力系统的工作重点。相信在电力系统全体人员的一致努力下，输电线路杆塔结构将会以更加优化的设计来适应社会的发展需要，为我国的电力系统实现更快、更好的发展提供强有力的保障。
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论文作者:路遥
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/13
标签：杆塔论文; 线路论文; 结构论文; 强度论文; 输电线论文; 节点论文; 优化设计论文; 《电力设备》2017年第33期论文;