架空输电线路设计中杆塔荷载问题的分析
新输电线路设计规范对杆塔设计的影响性分析
新输电线路设计规范对杆塔设计的影响性分析摘要：随着我国经济实力的快速提升，我国迎来了高速发展的全新时代，在2020年国家电网基建部发布了一系列电网工程设计建设的技术标准。
目前关于新规范对杆塔结构的影响分析较少，相关研究人员对国内外铁塔风荷载的计算原理进行了对比分析，相关研究人员对新版荷载规范的主要修编内容作了浅略解析，相关研究人员研究发现新版荷载规范计算出的风荷载要高于原规范，另有相关人员探讨了新规范中的风荷载调整系数取值是否合理的问题。
关键词：新输电线路；设计规范；杆塔设计；影响性引言电力工程在社会发展进程中扮演着重要角色，并且在社会经济发展的推动下，其建设规模和数量不断扩增，而杆塔设计及施工是电力工程中的重要内容。
1新规范对杆塔设计的影响1.1杆塔校核分析杆塔校核主要包括塔头间隙和承载力校核两方面，校核结果表明，塔头间隙不合格率约为90%，杆塔综合不合格率约为93%。
1.2塔重和基础作用力分析由于样本数据量较大，仅列出部分具有代表性的塔型，表明新规范引起塔重约增加3%～10%，基础作用力平均增大20%以上。
由于铁塔和基础在输电线路本体造价中占比很大，必须在工程建设中考虑其带来的影响。
2杆塔设计措施2.1杆塔选择的基本要求不同电力工程项目施工现场对于杆塔设施具有不同的要求，具体选择何种类型的杆塔设施还需要综合考虑施工现场的地形。
例如，陡坡地形上的杆塔设施应考虑到雨水冲刷因素，为了防止在雨水的冲刷作用下导致杆塔受力畸形，那么，在确立杆塔施工方案时，应避免出现档距孤立现象；而山地地形或丘陵地形的杆塔设施开展建设施工时，不仅要做好当地稳固边坡位置的测量作用，还需要充分考虑紧线拉线、立杆、排杆等方面的因素，以便于后续的焊接施工能够顺利开展；而对于重冰区的杆塔施工，要确保档距设置的均匀性，避免出现档距过小或过大的情况。
针对拉线杆塔设施，应对杆塔的实际位置予以明确，防止杆塔出现在池塘边、路边区域，防止出现平线打入的情况。
架空输电线路铁塔结构设计要点分析
电力科技架空输电线路铁塔结构设计要点分析张 琨（国核电力规划设计研究院重庆有限公司，重庆 401121）摘要：随着人们生活水平的不断提升，人们对经济与物质提出的要求也越来越高，对电力程度的依赖性也越来越大。
为了给人们提供安全稳定的输电线路，应当对电网结构进行完善，同时，需要科学设计架空输电线路铁塔设计，输电线路铁塔不仅是架空输电线路的重要组成部分，且在一定程度对导线、地线及附件起着支撑作用，其与我国的电力供应有着密切联系。
本文首先分析了介绍了输电线路铁塔，然后就输电线路铁塔的结构设计方法进行分析，最后探究了铁塔基础设计的优化策略。
关键词：架空输电线路；铁塔结构；设计要点在当前新时代背景下，人们对线路的安全运行提出了较高的要求，架空输电线路铁塔结构设计过程中，不仅能要考虑到其经济效益，还需要对铁塔的安全稳定性进行充分考虑。
在输电线路事故中，不合理的铁塔结构占据重要比例，因此，科学的设计架空输电线路铁塔结构工作具有重要意义[1]。
本文着重分析了架空输电线路铁塔结构设计要点，以此使输电线路铁塔结构的安全稳定得到提高。
1 输电线路铁塔结构设计简介所谓的输电线路铁塔就是电力铁塔，塔头、塔身塔腿是组成整个铁塔的主要部分，根据用途的不同输电线路铁塔的形状也有所差异，比如，耐张塔、直线塔、换位塔等，按照铁塔的形状一般分为五种类型，一是酒杯型，二是猫头型，三是上字型，四是干字型，五是桶型。
几片平面结构是构成输电线路铁塔塔架的主要部分，为了形成一个几何不变的塔架结构，需要组合各片平面桁架，还需要将横隔进行设置，设置的位置在各横截面的地方[2]。
2 输电线路铁塔结构设计要点在电力线路工程建设中，输电线路铁塔结构设计占据重要地位，在实际中，设计师应在相关的原理与方式基础上进行设计，将各种设计理念及思想充分发挥，以此使输电线路铁塔的安全性得到保障，以此更好的推动电力系统的良好发展。
面对不断变化和发展的经济，自然环境不断对输电线路铁塔的设计提出更高的要求，所以，科学的设计架空输电线路铁塔结构具有重要意义。
输电线路杆塔的结构优化与分析
输电线路杆塔的结构优化与分析输电线路杆塔是电力系统中的重要设施，用于支撑输电线路，保障电能的传输和分配。
杆塔的结构优化和分析是提高输电线路安全性能和经济性的关键。
本文将从杆塔结构的优化设计、力学分析、材料选用等方面探讨输电线路杆塔的优化与分析。
一、杆塔结构的优化设计输电线路杆塔的结构优化设计是提高杆塔整体性能并减少杆塔重量的关键。
优化设计的主要目标是确保杆塔的稳定性和抗风性能，同时降低运载杆塔的重量，减少杆塔成本。
通过数值模拟和实验数据分析，确定合理的杆塔高度、截面尺寸和杆塔架设方式等因素，以最大限度地提高杆塔的整体性能。
二、杆塔力学分析杆塔的力学分析是评估杆塔结构强度和抗风能力的基础。
杆塔承受的主要力包括垂直荷载、水平荷载和风荷载等。
在进行力学分析时，需要考虑杆塔的材料特性、截面形状和外部荷载条件等因素。
通过有限元分析等方法，分析杆塔在不同荷载作用下的应力和变形情况，评估杆塔的结构安全性能。
三、杆塔材料选用杆塔的材料选用是保证杆塔结构强度和耐久性的重要环节。
常见的杆塔材料包括钢材、木材和混凝土等。
钢材具有高强度、耐腐蚀性好等优点，广泛应用于输电线路杆塔。
木材在一些特殊环境下也被使用，但其强度和稳定性相对较低。
混凝土杆塔在高压输电线路中较为常见，具有良好的耐久性和稳定性。
根据杆塔的具体使用环境和技术要求，选择合适的材料，确保杆塔的结构安全和寿命。
四、杆塔结构优化与环境保护杆塔结构优化还需要考虑对环境的保护。
传统的杆塔设计和建设方式常常对环境产生一定的影响，例如土地利用、生态破坏等。
在进行杆塔设计时，需要充分考虑生态保护和环境可持续性发展的要求，减少对生态环境的破坏。
同时，根据地理地形和气候特点，优化杆塔的布局和高度，减少对风能利用和风景的影响。
总之，输电线路杆塔的结构优化和分析是电力系统中重要的研究方向。
通过合理的结构设计、力学分析和材料选用，可以提高杆塔的安全性能和经济性，同时减少对环境的影响，实现电力系统的健康发展。
高压输电线路的杆塔设计原则
高压输电线路的杆塔设计原则高压输电线路是用于远距离输送电能的重要设施，而杆塔则是支撑和保护输电线路的关键组成部分。
为了确保高压输电线路的安全、稳定和可靠运行，杆塔设计必须符合一些原则。
本文将探讨高压输电线路杆塔设计的原则与要求。
一、地域特点考虑在高压输电线路杆塔设计中，首先需要考虑当地的地理环境、天气条件和地质条件等地域特点。
这些因素将直接影响杆塔的选择和设计。
例如，在地震频发地区，杆塔的抗震能力必须得到充分考虑；在寒冷地区，杆塔的耐寒性能要好以防止结冰和积雪导致的故障。
二、荷载特点分析高压输电线路的杆塔设计过程中需要进行荷载特点的分析。
荷载特点包括电线荷载、风荷载、冰荷载等。
其中，风荷载是最重要的荷载之一，因此杆塔设计必须考虑风荷载对杆塔造成的影响。
合理的杆塔高度、杆塔横截面形状和杆塔加强措施是确保杆塔能够承受风压的重要设计要求。
三、结构合理性高压输电线路杆塔的结构合理性对于杆塔的安全和可靠运行至关重要。
杆塔的结构应符合静力平衡原理，具备足够的刚度和强度，以支撑输电线路的自重和荷载。
杆塔的结构设计还应考虑可施工性，以方便杆塔的安装、维护和更换。
四、材料选择和防腐措施高压输电线路杆塔的材料选择和防腐措施直接关系到杆塔的使用寿命和安全性。
一般来说，杆塔的主要构件应选用耐候钢或镀锌钢，以提高杆塔的抗腐蚀性能。
同时，合理的防腐措施也是保障杆塔长期安全运行的关键。
五、人员安全考虑高压输电线路的杆塔设计中，人员安全是一项非常重要的考虑因素。
杆塔应考虑人员登塔、巡视和维护的安全性。
因此，杆塔必须具备合理的设计标准和细节，如安全护栏、爬杆设施和防滑措施等，以提供安全的工作环境和条件。
六、环境保护及美观性高压输电线路的杆塔设计还应考虑环境保护和美观性。
杆塔应尽量减少对周围环境的影响，如减少土地使用、减少噪音污染等。
此外，杆塔的外观设计也应符合当地的建筑风格和环境要求，以提升景观质量。
综上所述，高压输电线路的杆塔设计需遵循地域特点、荷载特点、结构合理性、材料选择和防腐措施、人员安全考虑，以及环境保护和美观性等原则。
浅谈输电线路杆塔结构设计
浅谈输电线路杆塔结构设计输电线路杆塔结构设计是电力工程中非常重要的一环，它承载着输电线路的重要负荷，直接关系到输电线路的安全稳定运行。
本文将从杆塔结构设计的需求、设计原则、设计方法等方面进行浅谈。
杆塔结构设计的需求。
输电线路杆塔结构设计需满足以下几个方面的需求：1. 承载能力：杆塔需能承受输电线路的重要荷载，如导线重量、风荷载、冰载等。
2. 稳定性：杆塔需具有足够的抗倾覆和抗滑动能力，以保证输电线路的稳定运行。
3. 经济性：杆塔需在满足承载能力和稳定性的前提下，尽可能减少材料和成本。
4. 施工性：杆塔需便于施工安装。
杆塔结构设计的原则。
1. 合理性原则：杆塔结构设计要符合力学原理，合理布置结构材料，确保承载能力和稳定性。
2. 安全性原则：杆塔结构设计要满足国家相关技术标准和规范，确保输电线路的安全运行。
3. 经济性原则：杆塔结构设计要在满足安全稳定的前提下，尽可能减少材料和成本。
4. 实用性原则：杆塔结构设计要考虑施工、运输、维护等因素，便于实际应用。
杆塔结构设计的方法。
1. 经验法：根据已有的经验和技术积累，确定杆塔结构类型和参数。
2. 仿真模拟法：利用计算机软件对杆塔结构进行力学分析和应力分析，评估其承载能力和稳定性。
3. 优化设计法：通过对不同结构方案进行比较和优化，选取最佳结构方案。
4. 正态分布法：根据输电线路的荷载特性和设计要求，采用正态分布法对杆塔结构进行设计。
输电线路杆塔结构设计是一个复杂而重要的任务，需要考虑承载能力、稳定性、经济性和施工性等多个方面的需求，遵循合理性、安全性、经济性和实用性的设计原则，采用经验法、仿真模拟法、优化设计法和正态分布法等设计方法，以确保输电线路的安全稳定运行。
关于输电线路杆塔疲劳问题的探讨
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如 上述两 个公式 中 ，公式 （ １ ）表示 的是 空 间两点 ｉ 与ｊ 之 间的互 功率谱 密度 函数关系 ，而公 式 （ ２ ）则表示 的是公式 （ １ ） 空 间两点之 间 的相干 函数关 系。建立 公式 （ ２ ）中的 函数关系是 通过 建立计 算坐 标 ，在 已知计算点 的平均风速情况 与顺风 向的湍流频率情况 下进行公 式关系的建立 。 阵风作用对于输 电线 路杆塔 的疲劳影 响 ，根据 风速大小 的随机分 布 风湍流情况有 不同的影响作用 。通 常情况下 ，一年 中风湍 流在 １ Ｏ 米 高度处 的概率情况 ，可 以通过下列 公式 （ ３ ） 中 的函数 关系式计算 出 ， 而一年 中 ， 风湍流处于最大情况概率的计算 则如下列公式 （ ４ ） 所示 。
公式 （ ６ ）中的 １ ＂ Ｉ ｉ 表示的是循环数。而多应力作 用下 的疲劳 累计损 伤情况可以通过下列公式 （ ７ ） 进行表示。
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ｐ ∑ 梅 Ｉ 妨 熹 （ ７ ）
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２ ． ２ 疲劳损分布函数主要包括应力 响应 的基本
【 关键词 】 输 电线路 ；杆塔 ；研究
输 电线路杆塔疲劳不仅 在电网线路输 电运行 中存在 着较大的安全 隐患 ，而 且可能对 于电力系统 电网线路 的正 常和稳定运行有 着很大 的 不利 影响。本文 主要依照输 电线路杆塔结 构以及环境荷 载特征 ，通过 建立输 电线路杆 塔疲劳损伤模 型 ，结合疲 劳损伤 的相关 理论 ，以实现 对于输 电线路杆塔疲劳损伤可靠性的分 析与研究 。 １ 、输 电线路杆塔疲劳损伤可靠性分析模型 １ ． １ 疲劳损伤可靠性分析模型 的建立 电力 系统 的电网线路 中，对于输 电线路杆塔 的疲劳损伤 分析 ，主 要 是从环境 荷载作用 与输电导线本身 的附加动力作用 对于输 电线路 杆 塔 疲劳损伤 影响 的两个 方面进行 的。首先 ，在进行输 电线路杆塔 的疲 劳应力作用 分析时 ，可 以将 输 电导线 的质量 因素 归人到输 电导线 附加 动力疲 劳损伤加剧影 响作用 中。其 次 ，在进行输 电线路杆塔疲 劳可靠 性分析 中 ，对于输 电导线 的疲 劳影响不进 行考虑 。最后 ，在 进行输 电 线路杆塔 疲劳可靠性 分析模 型的建立时 ，是 以输电线路杆塔 刚度与强 度情况分 布均匀 ，并且 输 电线路杆 塔连接 点之问连接可靠 为条件 ，假 设输 电线路杆塔疲劳损伤发生在杆塔 的最不利于荷载 的界面结构中。 １ ． ２ 输 电线路杆塔 的环境荷载作用特征 进 行输电线路杆塔 的环境荷载作用特 征分 析 ，主要就是对于 阵风 以及暴雨环境条件下的输 电线路杆塔的荷载情 况进行分析 。 首先 ，阵风环境条件 下的输电线路杆塔荷 载主要是指顺风 向的湍 流 脉动作用 。对 于这种情况 下的输 电线 路杆塔荷 载的计算 ，是在假 定 阵风作用是平 稳并且 随机的状态下 ，通 过阵风风速功 率谱密度 函数 实 现的 ，如下列公式 （ １ ）（ ２）所示 。 （ 研 、 ｆ ㈣ ｓ ｔ （ 神， ｔ …， 拼 （ １ ）
输电线路的杆塔设计与优化
输电线路的杆塔设计与优化输电线路是电力系统中非常重要的部分之一，它是电力从发电站传输到用户处的主要途径。
事实上，输电线路中最重要的组成部分就是杆塔。
杆塔是为输电线路提供支撑和稳定的关键设备。
因此，设计和优化输电线路的杆塔也就变得至关重要了。
杆塔设计的影响因素杆塔的设计对输电线路的安全和稳定性具有很大的影响。
因此，在进行杆塔的设计和优化时需要考虑以下几个因素：1. 输电线路的类型和电压等级不同的输电线路类型和电压等级需要不同类型和不同高度的杆塔。
比如，高压输电线路需要更高的杆塔以支撑电力线的重量。
2. 地形和环境因素杆塔的设计还必须考虑到安装地形和环境因素。
如果在山区或其他复杂地形环境中，需要适应当地环境，确保杆塔的安全和稳定。
3. 杆塔的材料和制造工艺杆塔的材料和制造工艺对于杆塔的性能和寿命有着重要的影响。
合适的材料和制造工艺可以使杆塔更加坚固和可靠，减少维修和更换需要。
4. 经济性杆塔的设计还必须考虑到成本和效率因素。
设计出一种既高效且成本不高的杆塔方案可以为电力系统带来更多的价值。
杆塔设计的优化方法为了设计和优化输电线路的杆塔，需要采用一些优化方法：1. 采用合适的材料杆塔的材料对于它的耐用性和强度至关重要。
目前，常见的塔材有角钢、槽钢、钢管和钢板等。
材料的选用应兼顾塔身自重、塔身强度、杆塔耐腐性以及制作成本和塔的重量等方面。
2. 设计合适的杆塔高度对于输电线路，杆塔的高度是非常重要的，高度会直接影响到输电线路的稳定性。
因此，在设计杆塔时应考虑到线路的长度和高度，使得杆塔的高度足够满足线路的要求，但又不会增加成本。
3. 采用自动化设计工具现在市面上有很多优秀的自动化设计工具，如 ANSYS、ABAQUS 等。
这些工具可以通过分析和仿真来确定杆塔的最优结构和几何参数，从而确保杆塔能够承受线路的重量和风荷载。
4. 优化杆塔的设计对于传统的杆塔设计，大多都是先设计出构架，然后进行调整和改进。
而最近出现了一种基于进化算法的新型杆塔优化方法。
《架空输电线路荷载规范》新旧规范线条荷载计算的差异分析
《架空输电线路荷载规范》新旧规范线条荷载计算的差异分析引言架空输电线路是电力系统中的重要组成部分，其安全运行和可靠性对电网的稳定运行至关重要。
输电线路的荷载规范是保证输电线路安全可靠运行的重要依据。
近年来，我国输电线路荷载规范已经进行了新旧规范的更新升级，其中最为明显的差异就是在线条荷载计算方面。
本文主要对新旧规范在线条荷载计算方面的差异进行分析，旨在为电力系统的输电线路规划、设计及运行提供参考。
一、新旧规范概述1、新规范《架空输电线路荷载规范》(DL/T 5229-2018) 是国家能源局发布的最新版架空输电线路荷载规范。
该规范的发布旨在提高输电线路的安全运行水平和可靠性，规范了输电线路设计、施工、运行和维护等各个环节，以确保输电线路的安全可靠运行。
新规范在设计时参照了《电力工程设计标准》和《电力工程施工与验收规范》等标准，同时还结合了新型杆塔、导线等技术的最新进展。
2、旧规范《架空输电线路荷载规范》(DL/T 5229-2002) 是2002 年发布的旧版架空输电线路荷载规范，是我国电力系统中的主要技术规范之一。
该规范在2002 年颁布实施后，长期作为输电线路的设计、施工和验收标准，对于我国输电线路的发展和运营起到了重要的推动作用。
二、两版规范线条荷载计算的差异1、导线风荷载计算方法不同新规范与旧规范在计算导线风荷载时的方法不同。
旧规范采用了按照气动筒模型计算的方法，而在新规范中，则增加了增量方程和吸收跳越方程两种计算方法。
2、冰荷载计算方式略有不同新规范针对中国南北不同地区的气候条件，以及不同类型的导线，制定了细化、具体的冰荷载计算系统，计算更加精准；而旧规范则采用更为简单的计算公式。
三、两版规范的优势和不足之处1、新规范的优势新规范在荷载计算方法、导线安装方式以及气象因素等方面进行了细致的解释和说明，使得线路设计更加精准，有效提高了输电线路的安全可靠性。
2、旧规范的不足之处旧规范虽然确立了我国输电线路的基本荷载，但是由于其强调线路的静态各向同性，无法考虑气象因素对线路的影响，以及导线的振动等因素，因此在实践中存在很多缺陷。
输电线路杆塔倾斜的原因分析及控制措施
输电线路杆塔倾斜的原因分析及控制措施摘要:随着近些年生活质量的大幅度提升,对用电需求也不断增高,供电质量也逐渐受到社会各界重视。
在电力事业发展过程中,输电线路的施工建设是电力工程项目的主要组成环节,其杆塔结构的科学设计也是至关重要的,对于电网的供电质量有着较大影响。
因此,在电力项目输电线路的施工环节中,相关技术人员应有效结合实际问题选用恰当的科学技术设计其杆塔结构,从而确保输电线路的安全使用与稳定运行。
关键词:输电线路;杆塔结构;设计技术在社会经济发展的现今阶段,用电规模逐步扩增,电力工程项目也不断增多。
并且在输电线路项目建设的费用比例中,杆塔结构一般占据30%及以上的建设费用,其对于输电线路的质量建设与经济效益有着重要影响。
为确保我国输电电网的质量建设,相关电力工程单位管理人员应加强对输电线路杆塔结构设计的重视,深入分析其各类影响因素,引进并优化先进的科学技术,合理设计施工方案,从而确保其安全性与可行性,进一步保障输电线路的长期稳定运行。
一、相关概述在输电线路建设中,杆塔是用于架空并支撑线路的主要支撑物,可有效保障地面与输电线路之间的安全距离，并预防外力的不良影响如恶劣天气、人为破坏等,有效减少供电故障的发生。
同时杆塔结构设计还符合绝缘安全要求,进一步保障输电线路的稳定运行与安全使用。
输电线路杆塔的主要施工材料一般包括钢材混凝土或钢筋混凝土、钢管塔、钢管杆等,另外还包括架空地线、绝缘子串等。
另外,输电线路杆塔在实际应用中易受所处地势与环境变化的影响,因此,在杆塔结构设计中,相关技术人员应结合实际采用不同技术科学制定施工方案,从而保障输电线路杆塔的安全荷载与质量建设。
高压电塔线是通常对风敏感的结构,需要研究输电线路的设计,以确保输电线路结构在风荷载作用下安全可靠地运行。
目前,一些研究人员比较了我国输电线路的风荷载与一些主要外国的风荷载,总的结论是,我国输电线路的风荷载比其他国家的标准高度变化敏感,只有在塔高较低时,风荷载和塔线荷载较接近其他国家的标准结算结果,而高度较高(大于60米)时,国家标准计算结果较高。
弱电线路与电力线路同杆架设存在问题及解决
弱电线路与电力线路同杆架设存在问题及解决摘要：近年来，输电线路的设计引起了业界的广泛关注，相关问题的研究具有重要意义。
首先，对相关内容进行了总结，分析了高压架空线路规划的具体内容，并结合相关实践经验，从多个角度和方面探讨了输电线路设计的要点，并提出了一些个人的看法和认识。
作为一项实际工作，输电线路的设计是显而易见的。
本课题的研究分析和控制了输电线路的设计。
通过合理的处理和方法，进一步优化了本课题的最终效果。
关键词：弱电线路；电力线路；同杆架设；问题；解决引言伴随着对可持续电力需求的提高，高压输电线路安全性和可靠性愈来愈获得重视。
作为高压输电线路不可或缺的一部分，电气设计的科学合理化与安全实效性备受关注。
但是目前线路电气设计中仍然存在一些急需解决的难题，防碍了高压输电线路的平安稳定运作。
在这样的情况下，电力行业相关负责人必须对高压输电线路的电气设计全过程开展深入分析，找到存在的不足。
通过科学论述与分析，明确提出有效防范措施加以解决，推动电气设计的可持续运作，充分保证电力工程的可持续运输，为大众的日常生活提供全方位用电量环境。
1输电线路是电气设计的主要构成部分最先，在早期调查的过程中，电路设计工作人员必须具备扎实的专业知识和社会经验，到施工现场调研调查，掌握施工现场状况，如方位、环境温度、空气相对湿度、气候环境、区域优势等。
这样可以进一步确保施工队伍的正常运转，因时制宜地使用原料，减少物流成本。
尽量避免施工中错误和安全风险。
这样才能开展理论设计。
不然，如果没有实地考察就不能进行理论设计，也会导致施工中的不当行为。
其次，基本设计工作中，施工需要工程图纸务必用心制作，并按照工作制度开展。
绘制方案原材料的挑选、施工队伍需要对施工路径与方法及其对应的存放难题，进行合理设计。
保证电力线路正常运转，推动工作效率的提升，从而高效率的进行施工工作。
与此同时，一定要做好避雷防冰工作，防止出现意外毁坏电力线路。
工程图纸设计应严格执行我国工程图纸要求及标准编写，确保精确性。
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架空输电线路设计中杆塔荷载问题的分析摘要：输电线路杆塔是支承架空输电线路导线和地线并使它们之间以及与大地之间保持一定距离的杆形和塔形的构筑物，其安全可靠性直接关系到整个输电线路的安全运行。
文章主要针对高压输电线路杆塔荷载设计及计算进行了分析。
关键词：高压架空；输电线路；杆塔风荷载；设计随着我国高压电网的建设以及同塔多回线路、紧凑型线路、大截面导线等输电新技术的推广应用输电线路电杆塔大荷载、大型化的趋势愈发明显。
依据5B2模块输电线路通用设计，结合GB50545-2010《110～750kV架空输电线路设计规范》国家标准的实施，本院承担了500kV5B2模块的设计，在通用设计统一原则的基础上，结合省内设计及运行经验，分析相关工况下杆塔荷载计算时的取值。
1杆塔荷载的分类荷载作为输电线路设计中重要的荷载之一一直是输电线路的热点研究课题。
杆塔荷载可分为永久荷载和可变荷载，导地线、绝缘子及附件、杆塔结构等属于固定荷载，风和冰荷载、导地线张力、安装检修的附加荷载等属于可变荷载。
杆塔设计时的荷载分类主要是从作用方向角度来分的，一般分为水平荷载、垂直荷载和纵向荷载。
其中与杆塔规划密切相关的主要为导地线水平荷载、垂直荷载和导地线不平衡张力的取值，结合5B2模块设计条件，具体分析各种荷载的计算取值。
5B2模块为海拔1000m以内、设计基本风速27m/s（离地10m）、覆冰厚度15mm，导线4×LGJ-630/55的单回路铁塔，分平地和山区两个系列。
1.1导地线水平荷载风作用于电线上产生的横向风荷载Wx，并非理论风压于电线受风面之积，还要考虑电线的体型系数μSC、与风速大小有关的风压不均匀系数α、与电压等级和风速大小有关的风荷载调整系数βC、与电线平均高度有关的风压高度变化系数μZ，以及与电线轴线间的夹角θ等影响。
根据GB50545-2010，导线及地线风荷载的标准值应按下式计算：WX＝α·WO·μZ·μSC·B2·βC·d·Lp·sin2θ（1）WO＝V2/1600（2）式中：WO为基准风压标准值，kN/m2，应根据基本风速V（m/s）计算；d 为导线或地线的外径或覆冰时的计算外径，分裂导线取所有子导线外径的总和，m；Lp为杆塔的水平档距，m；B2为导线、地线覆冰后风荷载增大系数（10mm 冰区取1.2，15mm冰区取1.3，20mm及以上冰区取1.5～2.0）。
1.2导地线垂直荷载作用于杆塔上的电线垂直荷载Gv为电线单位垂直荷载W1与杆塔垂直档距Lv的乘积。
Gv＝Lv×（W1+W2）×n+G1+G2 （3）W2＝0.9Πb（b＋D）（4）式中：W2为导线覆冰重量，kg；b为覆冰厚度（密度0.9g/cm3），mm；D 为导线或地线的计算外径，mm；n为导线分裂数；G1为绝缘子串及覆冰重量，kg；G2为附加金具及其覆冰重量，kg。
1.3纵向荷载线路的纵向荷载包括运行工况（基本风速、设计覆冰、最低气温）、不均匀冰工况、断线和安装工况杆塔承受的顺线路荷载。
当线路架设时，一般要求直线塔上不出现不平衡的水平张力，但当断线或气象条件改变时，由于档距、高差等的不同，均能产生不平衡张力。
耐张塔应能在大风、覆冰及最低气温条件下承受线条的正常运行张力，在安装过程中，承受过牵引和锚线工况的张力。
2水平荷载计算的主要参数取值2.1风压不均匀系数和导地线风荷载调整系数导地线风荷载调整系数βC是考虑线路因绝缘子串较长、子导线多，有发生动力放大的可能，且随风速增大而加剧。
为提高500kV及以上线路杆塔安全度而专设的一项增大调整系数α。
根据GB50545-2010，α和βC取值如表1所示。
表1 风压不均匀系数α5B2模块的基本风速27m/s，荷载计算时导地线的α取0.75，βC取1.2。
2.2电线体型系数和风向变化系数当风向与电线轴线成正交时，作用与其上的风压需乘以电线体型系数μSC （空气动力系数），即物体体型对风阻力大小的系数。
风与电线轴线间的夹角为θ时，根据试验只能产生正交方向的风压，大小为正交时风压的sin2θ倍，即所谓的风向变化系数。
其实由风的方位不同引起的风压变化也属于体型系数范围，荷载计算时基本风速工况下θ一般按0°、45°、60°、90°组合。
根据GB50545-2010，μSC取值如表2所示。
表2 电线体型系数2.3风压高度变化系数空气在地球表面流动时，由于与地面摩擦而产生摩擦力，这种摩擦力引起与地面相接近的气流方向和速度有很大变化。
随着高度的增加，摩擦对风速的影响逐渐减小，因此，风速随高度而增加，在低气层中增加很快，而当高度很高时则增长逐渐减慢。
从理论上看，风速沿高度的增大与地面的摩擦力（粗糙程度）、高度等因素有关。
当线路杆塔高度或导、地线的平均高度不同于线路规定的基准高度hs时，其不同高处的风速或风压应乘风速或风压高度变化系数。
其风压高度变化系数uz=（h/hs）a（5）式中：h为档内电线平均高度，a按一般陆地线路B地区类取0.16。
在设计杆塔时，当杆塔两侧导地线在有风时的平均悬挂高度超过线路基准高度时，需乘以（5）式。
3垂直荷载计算的主要参数取值影响电线垂直荷载的主要因素为：输电线路所处气象区的覆冰厚度和杆塔规划垂直档距。
导线覆冰通常有三类，即雨凇、雾凇和湿雪层，导线覆冰以雨凇及湿雪层为主，也有雾凇。
调查结果表明，覆冰常常受到地形地物和线路走径的影响。
5B2模块设计覆冰为15mm中冰区平地、山地两种塔系。
根据国网通用设计的要求，结合省内线路设计经验，5B2模块杆塔荷载计算时对不同塔系采用不同的分配系数：1）山地直线塔Ⅰ、Ⅱ型及平地直线塔垂直荷载前后侧按5：5分配；山区直线塔Ⅲ、Ⅳ型和跨越塔垂直荷载前后侧按4：6分配。
2）山地耐张塔前后挂点垂直荷载按2：8分配，且考虑一侧上拔一侧下压情况，其上拔荷载按照设计垂直档距的50﹪计算，下压荷载按设计垂直档距的80﹪计算；平地耐张塔前后挂点垂直荷载按3：7分配，不考虑上拔情况。
4纵向荷载计算的主要参数取值4.1断线工况（含纵向不平衡张力）输电线路的运行经验标明，电线断线事故具有较大的破坏性，断线后常使杆塔倾覆，严重时还会影响被跨越设施的正常运行。
杆塔断线情况对任意冰区、任意回路数的气象条件、垂直荷载及荷载组合取值。
(1)断线张力的计算模型针对5B2模块的设计条件，具体计算分裂导线断线所产生的不平衡张力：导线4×LGJ-630/55，导线单重p=21.66N/m，导线截面积A=696.22mm2，弹性模量E=63000N/mm2，代表档距取lO=400m，每根最大使用张力56.506kN，悬垂绝缘子串长λ=5.5m，悬垂绝缘子串垂直荷重G=965N。
假设耐张段内有连续m档，第k档一相导线内折断一根或数根后剩余的根数为nk，各档档距相等为lO且悬挂点等高，断线后第i档每根导线的张力为TiO。
断线后断线档的档距及剩余nk根的电线张力均要增加，其它档的档距及张力均减小。
假设耐张段内有连续7档、第5档发生导线断线，水平和垂直档距分别取400m、600m，4分裂导线断一根和数根的断线张力计算结果见表3，其中断线张力系数是指断线张力与一相导线最大使用张力的比值。
表3 直线塔断线张力计算值另外通过比较可知，断线张力随着断线覆冰率和计算档距的增加而增加，而耐张塔作为限制断线事故范围扩大的措施，断线张力百分数取值需加大。
(2)直线塔断线验算情况直线塔（不含大跨越悬垂型杆塔）的断线荷载按下列方式组合。
单回路杆塔：断任意一根导线（或任意一相导线有不平衡张力），地线未断；断任意一根地线，导线未断。
双回路杆塔：同一档内，断任意两根导线（或任意两相导线有不平衡张力）；同一档内，断一根地线和任意一根导线（或一相导线有不平衡张力）。
多回路杆塔：同一档内，断任意三根导线（或任意三相导线有不平衡张力）；同一档内，断一根地线和任意两根导线（或两相导线有不平衡张力）。
(3)耐张塔断线验算情况单回路和双回路杆塔，同一档内，断任意两根导线（或任意两相有纵向不平衡张力）、地线未断；同一档内，断任意一根地线和任意一根导线（或任意一相有纵向不平衡张力）。
多回路塔：同一档内，断任意三根导线（或任意三相有纵向不平衡张力）、地线未断；同一档内，断任意一根地线和任意两根导线（或任意两相有纵向不平衡张力）。
(4)导地线断线张力的取值通用设计在考虑相分裂导线的杆塔时，考虑断线张力差是根据杆塔的类型、重要性和分裂导线的根数给定不同的数值，以保证线路在架线和运行中可能出现的最大张力差时杆塔具有足够的纵向稳定性。
4.2其他影响纵向荷载的张力取值各类杆塔的安装工况，应按10m/s风、无冰、相应气温的气象条件考虑荷载组合。
直线塔导线及地线锚线作业时，锚线对地夹角不宜大于20°，正在锚线相的张力应考虑动力系数1.1。
耐张塔紧线时，紧线牵引绳对地夹角宜按不大于20°，计算紧线张力时应计及电线初伸长、施工误差和过牵引的影响。
由于架线后，电线在长期应力的作用下要产生包括蠕变在内的塑性变形，使得电线放松、弧垂加大，这将会减少导线对地距离和对跨越物的间距，因此必须采取措施消除这一影响。
补偿电线伸长措施有两种：一是“预拉法”，二是增大架线的初张力，即减少弧垂，以便初伸长在运行中放出后使电线的最终应力、弧垂恰好等于设计要求值。
目前工程中常用的为用降温法补偿初伸长时架线应力和弧垂。
5结束语综上所述，杆塔投资在线路本体投资中所占比例较高，杆塔荷重是影响线路经济性和合理性的重要因素，面对输电线路所经地区的复杂多样和外部建设环境的变化，杆塔规划工作应以经济性、适用性和通用性为目标，节省投资，提高效益。
参考文献[1] 杨秋生;架空输电线路运行可靠性分析与探讨[J];山西电力;2004年06期[2] GB50545-2010 110～750kV 架空输电线路设计规范［S］．注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。