輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)解析

張春陽　鄧薇

摘 要：研究中對輸電線桿塔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方式進(jìn)行了分析，總結(jié)了輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念，分析了設(shè)計(jì)中存在中的問題，核心目的是通過輸電線路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，提高輸電線的路塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)輸電線路桿塔設(shè)計(jì)的科學(xué)性及合理性。

關(guān)鍵詞：輸電線路；桿塔結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；方案解析

中圖分類號：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在輸電線路桿塔使用中，主要作用是支撐架空輸電線路的導(dǎo)線以及地線，有效保證輸電線路桿塔之間與地面之間的距離，實(shí)現(xiàn)電能的穩(wěn)定傳遞，因此，在現(xiàn)階段輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要施工人員認(rèn)識到電路設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性及安全性，通過對架空電線路結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提高混凝土的支撐技術(shù)，提高電能運(yùn)輸?shù)陌踩?，在輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，也需要滿足因地制宜的項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，保證桿塔結(jié)構(gòu)質(zhì)量的可靠性、穩(wěn)定性及科學(xué)性，為電力企業(yè)的運(yùn)行及發(fā)展奠定穩(wěn)定基礎(chǔ)。

一、架空輸電線路設(shè)計(jì)中所面臨的問題

（一）塔鋼結(jié)構(gòu)的合理選擇

在對架空輸電線路結(jié)構(gòu)選擇及分析中，需要充分考慮到電線路設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)效益，對于拉線塔而言，其作為國內(nèi)具有經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)的工程技術(shù)形式，被很多區(qū)域所使用。但是，對于山區(qū)而言，主要采用了自力式的鐵塔代替。通常狀況下，拉線塔的形式相對多樣，其具體形式分為以下幾種：第一，絕緣支持式桿塔，這種結(jié)構(gòu)形式投入成本相對較大，制造的難度也相對較高，所以，在現(xiàn)階段輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，使用的范圍相對較小。第二，拉線——拉索桿塔，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最大的優(yōu)點(diǎn)是可以保證線路的緊縮、縮小線路傳輸?shù)木嚯x，這種結(jié)構(gòu)形式最早運(yùn)用在美國等國家，但是，同樣存在著一定的缺點(diǎn)，主要是桿塔的占地面積相對較寬；第三，拉V塔，這種技術(shù)形式主要廣泛的運(yùn)用在高壓線路之中，但是，由于機(jī)械強(qiáng)度相對較高，會對故障造成嚴(yán)重的影響。

（二）桿塔的強(qiáng)度問題

桿塔強(qiáng)度通常會受到桿塔制造材料、受力形式的影響，在輸電線路持續(xù)、穩(wěn)定以及正常使用的過程中，需要充分保證輸電線路的持續(xù)性及穩(wěn)定性，滿足用戶的供電需求，而且，在該種結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析中，需要滿足用戶的供電需求。一般狀況下，我國的輸電線路通常會采用環(huán)形截面混凝，通過對施工質(zhì)量的提升，節(jié)約用料，并提高混凝土的整體強(qiáng)度，通過對桿塔強(qiáng)度的分析，需要充分保證鋼筋混凝土的處理，為桿塔穩(wěn)定性以及使用壽命的提升提供保證。

二、輸電線路塔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

（一）主要優(yōu)化方案的分析

通過對我國目前施工狀況的分析可以發(fā)現(xiàn)，輸電線線路桿塔結(jié)構(gòu)在優(yōu)化的過程中需要采用動態(tài)化的規(guī)劃方案，對于動態(tài)化的規(guī)劃方案而言，主要是在技術(shù)運(yùn)用中，通過多種使用手段的分析，滿足動態(tài)化的項(xiàng)目設(shè)計(jì)理念，為輸電線路的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供保證。而且，在該種方案分析中，最早會運(yùn)用在數(shù)學(xué)問題分析之中。在輸電線路桿塔設(shè)計(jì)中，相關(guān)的工作人員需要積極探索工程項(xiàng)目中的優(yōu)勢因素，及時(shí)尋求最好的解決辦法，對于工作人員而言，也需要將在桿塔安裝中在實(shí)際情況出發(fā)，通過對實(shí)際狀況的分析，實(shí)現(xiàn)算法程序、設(shè)計(jì)美感以及桿塔質(zhì)量的方案優(yōu)化。在保證工程施工質(zhì)量的過程中，需要及時(shí)縮短桿塔的迎風(fēng)面積，并在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)降低塔頭高度，保證輸電的合理性。同時(shí)，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，施工人員也需要在安裝輸電線時(shí)注意兩個(gè)相鄰桿塔之間的距離，保證各個(gè)桿塔的相互合作，實(shí)現(xiàn)電能的正常輸送，避免相鄰桿塔對輸電造成影響。

（二）輸電線路桿塔塔頭的結(jié)構(gòu)選擇

在塔頭結(jié)構(gòu)選擇及設(shè)計(jì)中，是較為重要的輸電線路桿塔中較為重要的組成形式，在羊字形桿塔結(jié)構(gòu)整合中，其塔頭的質(zhì)量較輕，而且在工作中的支撐能力相對容易。因此，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析中，工作人員需要選擇羊字形的塔頭，而且，在輸電線路桿塔剛度較強(qiáng)的背景下，工作人員需要及時(shí)選擇轉(zhuǎn)角塔，這種桿塔的承受力較大，而且適用性相對較強(qiáng)。

（三）輸電線路桿塔塔身的尺寸優(yōu)化

在和輸電線路桿塔塔身尺寸分析中，其中較好的水平檔距一般在400m左右的狀態(tài)，而且，其中的垂直檔距為560m，在直線桿塔塔底以及橫擔(dān)長度不變的狀況下，需要及時(shí)尋求最佳的輸電線路塔，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化整合機(jī)制，相關(guān)的專業(yè)人員也需要積極配合工作的整合項(xiàng)目，滿足輸電桿塔的規(guī)范性，保證寬度設(shè)計(jì)的合理性及整合性。具體工作中，需要施工人員及時(shí)認(rèn)識到寬度表整合的必要性，按照寬度表表1的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在表1分析中可以發(fā)現(xiàn)，在計(jì)算出質(zhì)量的最小直線桿塔頭的下口寬度，在輸電線塔頭高度為28m的狀態(tài)下，需要計(jì)算出轉(zhuǎn)角塔的最優(yōu)尺寸，相關(guān)的工作人員也需要對塔頂中間的變坡、下口處進(jìn)行跟開處理，保證長度的不變。通過專業(yè)的計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，最佳的塔是尺寸為：上口寬為2200mm，中口寬為2800mm，下口寬度為4200mm。

（四）輸電線路桿塔傳力路線的優(yōu)化方案

在電線桿塔輸電效率提升的過程中，工作人員需要進(jìn)一步優(yōu)化桿塔的傳輸線路，在該種過程中需要做到以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，工作人員需要在塔身以上的位置安裝K字形材料，極大的減輕輸電路桿的塔本身重量，有效避免桿塔下半部分的形變發(fā)生。第二，對于工作人員而言，在安裝K字形斜材中，需要將其放置在110kV的橫擔(dān)處，并在最大限度上減輕桿塔質(zhì)量，提高電能運(yùn)輸?shù)挠行约鞍踩裕ㄟ^對線路優(yōu)化分析，提高輸電線系統(tǒng)整合的整體優(yōu)勢，充分滿足輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化的核心需求。

三、輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向

在電力企業(yè)運(yùn)行及發(fā)展的過程中，我國輸電線路的桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍然存在著一定的限制因素，所以在設(shè)計(jì)中也需要逐步深入，滿足項(xiàng)目設(shè)計(jì)的整體需求。因此，在未來電力系統(tǒng)發(fā)展中需要有效優(yōu)化輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)，并在設(shè)計(jì)方案優(yōu)化中，需要做到以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，在設(shè)計(jì)理論方法優(yōu)化及完善中，需要引進(jìn)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，通過對經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，設(shè)計(jì)結(jié)合我國的桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，滿足桿塔、塔基以及路線設(shè)計(jì)的一體化發(fā)展。第二，在荷載取值分析中，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員合理分析重動力分荷載取值的相關(guān)內(nèi)容，將地形區(qū)域的復(fù)雜因素作為重點(diǎn)，選擇創(chuàng)新性的項(xiàng)目整合資源，強(qiáng)化輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢性，從而為輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供支持，明確桿塔結(jié)構(gòu)發(fā)展的基本方案。

結(jié)語

總而言之，在現(xiàn)階段架空高壓電輸電線路工程項(xiàng)目優(yōu)化中，需要架空輸電線路的桿塔結(jié)構(gòu)，架空輸電線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，保證電網(wǎng)線路設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性及安全性，為電網(wǎng)的安全結(jié)構(gòu)優(yōu)化整合提供支持。同時(shí)，在輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，也需要滿足因地制宜的項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，保證桿塔結(jié)構(gòu)質(zhì)量的可靠性、穩(wěn)定性及科學(xué)性，滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性，提高輸電系統(tǒng)運(yùn)行的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]劉廣登.110kV輸電線路直線桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].科技與創(chuàng)新，2017（1）：76-77.

[2]趙淳，雷夢飛，蘇杰，等.基于ATP的110 kV復(fù)合材料桿塔防雷優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].電氣應(yīng)用，2014（21）：85-88+94.

[3]吳姝雯，張化昭，趙淳.110kV雙回輸電線路復(fù)合材料桿塔防雷優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 科技通報(bào)，2015（10）：258-261.

[4]顧顯華，曹陽，李凱.00 kV GIS 及罐式斷路器分合閘時(shí)間測試結(jié)果探討[J].山東電力技術(shù)，2010 （2）：19-20.

[5]王曉剛.對輸電線路桿塔接地存在的問題及改造技術(shù)的分析[J].無線互聯(lián)科技，2014（12）：157.endprint