云南恒安电力工程有限公司云南昆明650233
摘要：在输电线路设计中，输电杆塔占据着极其重要的地位，因此，对于输电杆塔结构设计应给予重视。基于此，文章主要分析了输电线路杆塔结构优化设计措施，以实现输电线路杆塔设计的科学性及合理性。。
关键词：输电线路；杆塔；设计
1输电线路杆塔结构设计概述
在现阶段的输电线路设计中，杆塔的作用主要就是对线路进行固定，以此保证线路运行的安全性，提高运行质量。在以往的高压输电线路设计过程中，设计人员对杆塔型号的选择不够重视，只是片面的重视了杆塔对线路的固定作用，却忽略了成本因素以及安全因素，进而导致线路运行的安全性以及稳定性受到极大影响，价值以及效益难以得到切实的体现。对此，相关设计人员应该从以下几个方面进行思考：一是，设计人员应该对施工线路进行全面，科学的勘察以及分析，以线路的运行需求以及线路路径经过的气象条件区域为重要参考，科学进行杆塔型号的选择。尤其是对于施工地区的地形、地貌因素，必须要保证杆塔的选择能够满足固定线路的设计需求。二是，在进行杆塔选择的过程中，应该重视对成本因素的思考以及控制，在保证建设质量的同时，对工程的成本进行优化设计。例如，在大跨域、大档距、大高差区域，其杆塔使用条件相对较差，因此，可以适当扩大杆塔的型号，保证线路的稳定性，但在地形地貌、气象条件较好区域，应该降低杆塔的型号，以此优化建设成本。
2输电线路杆塔结构设计措施
2.1进行杆塔定位
室内定位主要是借助在航拍图地形图、五万分之一或十万分之一地形图以及Google地图当中对杆塔的位置进行确定，这样的方式可以确保整个线路规划设计的合理性，可以适当地提升输电线路规划设计的安全性与可靠性，同时缩减室外工作量。室内定位与室外定位并不是单独应用的，两种方式可以说是相互弥补、相互补充的。在完成室内定位之后便可以开展室外定位，根据室内定位所选取的具体地点对杆塔位置进行确定。此时的杆塔位置基本上已经明确了，在室外勘测设计过程中会因为遇到如大的山沟、丘陵、不良地质、重冰区、大风气象区等因素，导致杆塔使用条件较为特殊，这样的现象便会导致杆塔的具体位置确定难度增加，在实际的定位过程中，必须基于对当地环境、气象条件等因素的考虑，假设发生室内杆塔定位与室外环境不一致的情况下，则必须对杆塔的位置进行整改，务必以安全性为目标。与此同时，在实际的定位过程中，需要对实际的参数与室内设计参数进行对比，充分考虑施工条件与工程造价等因素，从而降低杆塔施工的成本，并为后续的维护维修提供便捷。另外，在杆塔位置基本确定之后，还需要对杆塔的高度、形式等进行规划设计，对线路本身的设计条件进行检查与校验，对杆塔锁定位置超出规定设计条件时仍然需要重复调整。
2.2合理选择杆塔杆型
输电线路广泛使用带拉线的和不带拉线的钢筋混凝土单杆和角钢塔；角钢塔使用档距使用条件优于钢筋混凝土单杆。
（1）直线杆杆型。一般单回路采用不带拉线的上字型（导线排列形式）钢筋混凝土单杆和上字型、猫头型、酒杯型角钢塔；双回路采用鼓型（导线排列形式）钢筋混凝土单杆和角钢塔。（2）耐张杆杆型。线路的杆塔除了大部分直线杆塔外，还需要有直线耐张、转角、终端等耐张型杆塔。耐张型杆塔，一般单回路采用带拉线的上字型钢筋混凝土单杆和干字型角钢塔，双回路采用鼓型钢筋混凝土单杆和角钢塔。不同电压等级线路用的杆型导线排列大致相似，只是根开、杆高和横担宽度不同。线路的转角杆与直线耐张杆相似，只是设计时计算导线荷载因转角不同而不同。
在雷电活动强烈的南方地区使用时，可在杆塔最顶端架设地线横担，以便悬挂架空地线，提高杆塔的耐雷水平。混凝土单杆抗风能力和杆高使用条件较差，故使用档距较小。线路常常需要通过山区、跨越铁路、电力线、公路等，往往需要具有更大的使用档距和更高高度的直线杆，一般优先考虑使用角钢塔。
2.3杆塔外形尺寸设计
杆塔外形尺寸的确定，应符合以下基本要求：确定杆塔高度时，应满足导线对地面及交叉跨越物的距离要求。导线与塔身的距离应满足操作过电压、雷电过电压及正常运行电压的间隙要求，并满足带电作业的间隙要求。导线间的水平距离或垂直距离应满足档距中央接近程度所需的距离。地线的布置应满足导线防雷保护的要求。在和输电线路杆塔塔身尺寸分析中，其中较好的水平档距一般在400m左右的状态，而且，其中的垂直档距为560m，在直线杆塔塔底以及横担长度不变的状况下，需要及时寻求最佳的输电线路塔，提高结构设计的优化整合机制，相关的专业人员也需要积极配合工作的整合项目，满足输电杆塔的规范性，保证宽度设计的合理性及整合性。
2.4承受荷载设计
各类杆塔均应计算线路正常运行情况、断线情况、不均匀覆冰情况和安装情况下的荷载组合，必要时应验算稀有气象条件、地震等特殊情况。在得出科学的数据基础上再对应设计杆塔，这样才能从根本上确保杆塔质量。（1）在荷载的长期效应组合（无冰、风速5m/s及年平均气温）作用下，杆塔的计算挠曲度，不应超过下列数值。悬垂直线无拉线单根钢筋混凝土杆及钢管杆5h/1000；悬垂直线拉线杆塔的杆（塔）顶4h/1000；悬垂直线拉线杆塔，拉线点以下杆（塔）身高度的2h/1000；悬垂直线自立式铁塔3h/1000；悬垂转角自立式杆塔5h/1000；；耐张塔及终端自立式铁塔7h/1000。在上述规定中，h为自地面起至计算点处高度；设计时应根据杆塔的特点提出施工预偏要求。（2）在考虑荷载的短期效应组合并在荷载的长期效应组合影响下，普通和部分预应力钢筋混凝土构件的计算裂缝的允许宽度分别为0.2mm及0.1mm；预应力钢筋混凝土构件的混凝土拉应力限制系数应小于1.0。（3）钢结构构件允许长细比不应超过下列数值。受压主材150；受压材200；辅材250；受拉材400。
2.5杆塔监测设计
由于自然环境因素的干扰，导致杆塔经常会受到雷击、倾斜等问题，对线路的正常运行产生影响，因此，在杆塔监测设计的过程中，应当注重塔身的垂直度监控，当异常状况发生后，可以适当对其进行调整。此外，在设计时应当对杆塔倾斜仪器设备等进行有效掌握，设计好信息传输时间控制，以便当发生状况后对其进行及时的调整。
2.4杆塔防腐设计
杆塔构件钢材的最小厚度，采用热镀锌防腐时，主材为4mm，斜材及辅助材为3mm，钢管为3mm，腐蚀严重地区应增加1mm，采用涂料防腐时另增加1mm。杆塔全高70m及以下时，可装设脚钉，70m以上时可装设爬梯。杆塔铁件应采用热镀锌防腐，或采用其它等效的防腐措施。腐蚀严重地区的拉线棒尚应采取其它有效的附加防腐措施。
3结语
综上所述，输电线路中的杆塔是现代电网中的不可缺少的重要支点，在杆塔的结构设计上是否科学、合理、规范将直接影响着输电线路的安全性、经济性和运行可靠性。杆塔的设计优化过程中，应先确保在线路设计过程中杆塔数的合理；再根据杆塔使用环境、运行需求充分考虑；杆塔的各方面不利因素，采取措施对杆塔进行保护、加固，加强成本控制，保留有用的设计，尽可能减少杆塔的材料使用量、占地面积。
参考文献：
[1]林学晖，陆夏恩.探讨输电线路杆塔结构设计[J].黑龙江科技信息，2015（12）
[2]李良元.架空高压输电线路工程设计及施工要点分析[J].低碳世界.2016（29）
[3]周振宇.浅析电力工程高压输电线路设计要点[J].科技与创新.2015（18）