摘要:目前横担杆塔在输电线路中发挥着重要作用,随着近几年输电工程的逐渐发展,复合横担杆塔的应用也逐渐得到了认可,在输电工程中的应用也得到了越来越多的普及。复合横担杆塔具有很多传统杆塔所不具备的特点,在实际应用中也提高了输电工程的效率。本文主要从复合横担杆塔的特点和类型进行分析和探讨,将现阶段复合横担杆塔的特点进行分析。希望本文的研究对于我国输电线路中复合横担杆塔的应用和发展起到参考作用,对今后输电线路和国内电网的发展具有积极意义。
关键词:输电线路;复合横担杆塔;应用
输电线路中重要的支撑结构物就是杆塔结构,杆塔的各项性能对于输电线路的安全性、顺利运行和经济性具有较大影响。在输电线路工程中,杆塔的施工、安装、维护都需要投入较多的人力财力和物力,而且在总的投资成本中,有大约30%的费用支出是用来建设杆塔,这对于输电线路的整体经济性有着不小的影响。近几年对着我国输电线路逐渐增多,输电网络变得更加密集,输电线路的利用率也越来越高,对于杆塔性能的要求也在随之增加,传统的杆塔已经很难满足日新月异的发展需求,所以复合横担杆塔的应用和推广十分必要。
一、复合横担杆塔的特点
重量轻:复合横担杆塔的重量是钢质杆塔的二分之一,重量轻也是复合绝缘横担杆塔的主要优点,可以减少运输和安装的成本,更适合于山区等地的输电线路使用。
强度高:复合横担杆塔的纤维含量更高,纵向拉伸强度也变得更高,比普通钢质杆塔的强度要高出很多,所以使用寿命也会变长,后期维护的成本也会降低,不用经常进行更换。
耐腐蚀:复合横担杆塔的抗腐蚀性变得更好,例如酸、碱、有机溶剂等,都可以起到很好的防腐蚀效果,所以在沿海地区、酸雨多发地区更适合用复合横担杆塔,普通的钢质杆塔的防腐蚀性并不是很好,如果出现意外,对输电线路和供电会有较大的影响[1]。
更能适应温度:复合横担杆塔在各种各样的环境条件下都不会改变自己的性能,尤其适合在高寒地区使用,普通混凝土杆塔在高寒地区会因为温度太低而被破坏,铁塔也会因为低温条件而变得脆弱,影响正常输电线路的功能。
维护性好:复合横担杆塔具有耐久性的特点,通常不需要进行特殊和定期的维护,对于提高输电线路的安全、降低输电线路的维护都具有积极意义。
良好的电绝缘:复合横担杆塔的电气绝缘性比传统杆塔材料要好很多,将导线和塔身之间的间隙变得更小,输电线路也因此而变得更加紧密,可以在土地资源不足的地区应用,减少土地利用的压力。
可设计性:复合横担杆塔其中一个重要的特点就是可设计性,可以对其进行合理的设计,包括杆塔强度、疲劳性、产品色彩等多个方面,充分地发挥了复合横担杆塔的优点,将材料的经济性也发挥到最大[2]。
综上所述,复合材料杆塔的综合性能比传统杆塔要好很多,充分利用其性能,不仅可以提高输电线路的效率和安全性,还可以起到节约资源的作用。所以,在选择复合横担杆塔时需要根据其特性来综合考虑,合适的横担杆塔可以保证输电线路的正常运作,提高输电的安全性。
二、复合横担杆塔的类型
(一)上字型
上字型复合横担直线塔呈三角形排列,上中下都是由复合材料构成,上字型横担直线塔的塔高也会因为设置了横担而变重,但是横担杆塔的钢质部分由复合材料代替,横担长度有了明显的缩短,所以上字型直线塔重量并不会增加太多,基础作用力也不会因此而增加。
同时,线路走廊的宽度也缩小了跨越房屋范围,比起常规的铁塔,上字型直线塔的对地距离变大,可以有效减少输电线路对居民生活的影响,也可以降低对周围环境的影响[3]。
(二)Y型塔
Y型复合横担直线塔,在原来的型式上进行改进,上导线是V型绝缘子串,中导线和下导线都是复合材料横担。该种类型的复合材料横担直线塔可以将线路走廊长度减少,提高了导线对房屋的距离。该种类型的直线塔更适合在平原地区和山势平缓的地区使用,输电效果会更好,对于环境的影响也很小。
(三)坡位复合
坡位复合横担直线塔是从上字型直线塔的结构演变而来的,比较适合在山坡地形的地区应用,因为坡位型复合横担直线塔可以使用山坡两侧不同的高度,近几年的应用也是越来越广泛。坡位复合横担直线塔主要是采用倒三角的排列,上导线、中导线、下导线都是复合材料横担,和上面介绍的两种直线塔是一样的,整个直线塔的重量和基础作用力都比普通的直线塔要小很多,并且线路走廊宽度更小,减少了跨越房屋的范围。同时,和常规铁塔比起来,对地距离也更大,有利于输电线路的正常工作,对于周围居民的生活不会有较大影响[4]。
三、复合横担杆塔的经济性分析
和常规传统的直线塔比起来,复合横担杆塔的走廊宽度更小,在同样条件下,直线塔的重量和基础作用力等各种因素都要更好,造价也更低,经济效益较高。
总的来说,坡位复合横担直线塔重量最轻,Y型复合横担直线塔的复合材料横担重量最轻,Y型塔和坡位塔的基础作用力都较好。三种复合横担杆塔中,Y型塔和坡位塔的造价基本一致,比普通直线塔的造价要低很多,比较有经济优势。从走廊宽度角度来分析,Y型塔的宽度最小。从造价费用来分析可以得出,坡位塔的优势较为明显,它是由上字型塔演化而来,所以造价费用相对校对。Y型塔的总体造价费用较高于坡位塔,上字型塔的造价相对较高,甚至比普通铁塔都要高[5]。综合分析可以得出,在地质条件允许的情况下,选择Y型复合横担杆塔对于输电工程来说效果会更好。
通过总体分析也可以看出,复合横担杆塔的总体造价还是略低于常规铁塔的,随着复合横担杆塔在今后输电线路中应用和普及,总体造价还有下降的可能。值得注意的是,在使用了复合横担杆塔以后,线路走廊也会减小,跨越房屋距离也会随之减小,可以节约更多占地费用,经济效益也会提高。所以说,复合横担杆塔的应用及推广不仅可以提高输电线路的效率和安全性,还可以实现节约资源、可持续发展等目标,为绿色健康资源的发展提供良好基础。
结束语:
复合横担杆塔具有减小走廊宽度、节约工程造价成本、降低拆迁难度、减小对环境的破坏、经济效益高等特点,所以在目前输电线路中的应用也是越来越广泛。复合横担杆塔在市场上成熟应用以后还可以节约整体的工程造价成本,减少政府和相关单位的经济压力。本文主要分析了复合横担杆塔的特点和类型,并对不同类型复合横担杆塔的经济效益进行分析,希望对今后复合横担杆塔的选择和应用起到参考作用。不同地区也可以根据当地的地形地貌来进行合理的选择,提高输电线路的工作效率,充分发挥复合横担杆塔的作用。目前来说复合横担杆塔的应用还不够成熟,所以在应用过程中需要进行状态检测,并将检测结果记录下来,对其进行总结和分析,为今后复合横担杆塔的应用提供有利依据,促进复合横担杆塔在输电线路中的全面应用,继而推动我国电力电网的发展。
参考文献:
[1]何灿明.输电线路复合横担杆塔的应用及推广分析[J].通讯世界,2018,000(003):231-233.
[2]庄志翔,赵雪灵,熊静进,等.220 kV单回路复合杆塔关键技术研究[J].南方能源建设,2019(2).
[3]刘明慧,李晨明.X射线成像技术在电力系统输电线路复合材料杆塔检测中的应用[J].无损探伤,2018,042(003):47-48.
[4]李景丽,栗超超,冯鹏.基于ATP-EMTP的某变电站雷击事故仿真研究[J].郑州大学学报(工学版),2019,40(02):10-15.
[5]蒋成飞.对220kV输电线路杆塔接地装置的设计应用的探讨[J].大科技,2017(30).