洪斌
广州鸿锋电力工程设计有限公司 广州市 510000
摘要：在输电线路中杆塔结构是重要部位，其能够保证电网系统安全可靠运行。然而当前我国输电线路杆塔结构设计还是存在很多问题，这样不利于保证供电质量，进而对电力企业造成重大的经济损失，影响附近居民的日常用电。基于此，本文以输电线路杆塔结构设计为研究对象，从概述了输电线路杆塔、输电线路杆塔建设发展的现状分析、输电线路杆塔设计的原则输电线路杆塔结构设计的技术要点以及今后输电线路杆塔结构设计的发展趋势五个方面进行详细分析，希望可以为有需要的人提供参考意见。
关键词：输电线路杆塔；结构设计
输电线路杆塔的主要作用是支撑架空地线和输电线路，利用其能够让地面和输电线路之间保持正常的距离，防止受到人为因素或者自然因素的影响而发生供电故障，不利于提高输电线路运行的安全性。由于杆塔电气间隙容易受到海拔高度影响，降低杆塔结构耗钢量，所以制定输电线路杆塔设计方案时，需要结合实际情况，合理设计，这样才可以保证其设计的科学性。
一、输电线路杆塔的概述
对于输电线路而言，杆塔是用于架空与支撑地线以及导线的装置，其主要是采用钢筋混凝土或者钢材制造的。为了避免电力输送受到人力破坏因素和恶劣天气因素的影响，必须要长期确保地面和输电线路之间有安全距离，这样才可以确保电力用户可以正常用电，也可以保证他们生活质量。因此。需要确保输电线路杆塔稳定运行，这样在很大程度上可以避免输电线路杆塔在实际运行中存在问题，保证电力系统安全供电。通常，输电线路的杆塔有多种型号，包括钢管杆以及角钢塔等等，而最普遍的形态是角钢塔，其具有显著的特征，比如：使用寿命较长、安全等等，然而也具有劣势，比如：维护工作量相当大以及造价成本较高等等。
二、输电线路杆塔建设发展的现状分析
现阶段，输电线路杆塔的设计水平和制造水平都不高，无法满足现代社会发展的实际需求。我国输电线路生产制造商通常有多种类型，主要体现在以下几点：第一，手工生产企业。该类型企业是由多个部分组成的，比如：乡镇企业以及民营企业等等，这些企业的生产加工能力都不强，有些放样加工环节主要是通过手工操作的方式。在该情况下，无法确保杆塔的强度以及质量。第二，大型的国营生产企业。通常，这些企业都是由供电部门制定的厂商，与手工生产企业相比之下，其生产能力较强。即便是如此，其生产技术水平依旧低下。因此，就目前来讲，国内企业必须要从欧美一些发达国家积极引进先进的生产设备以及生产技术，这样就能够在较短的时间内迅速提升我国杆塔生产制造效率。就杆塔设计来讲，设计院和生产单位依然处在单独的工作状态，尚未形成完善的整体。在该模式下，设计院在做好结构选材以及力学计算后，已经几乎万层自身的各项工作任务，但是计算机放样软件和计算方式之间缺乏密切的关联。而厂商主要负责做好杆塔的生产加工工作。该生产和设计缺乏联系的方法，不利于提高杆塔的生产水平和设计质量，而且可以明显减少工作效率。
三、输电线路杆塔设计的原则
为了可以确保我国电力输送与供应环节稳定进行，应该确保输电线路杆塔安全运行，而该杆塔在我国很多城市的电力输送主干线中普遍应用，不仅可以保证我国电力输送的安全可靠性，而且也可以保证我国电力正常供应。在杆塔结构设计过程中，设计师需要确保认真遵守有关的原则以及规定，以确保设计方案的实效性。
（一）气象条件
现行的规定中，设计气象条件必须要结合每种输电线路级别来明确各个重现期，通常规定小于330KV输电线路按十五年一遇[1]。就多回路的输电线路来讲，需要根据回路中电压等级最高的来明确重现期，接着再结合输电线路自身的等级来明确是否要加大取值，若该角色的重要性已经达到上一个等级，就需要适当的提升气象条件取值标准。
（二）绝缘配置
对输电线路实施绝缘配置，简单来讲，必须要解决输送线路杆塔中很有可能放电的方法问题，只要将该问题解决就能够让输电线路在雷电过电压以及工频电压等等条件下都可以稳定运行。由于多个回路的输电线路在进行停电检修时存在一定的难度，为了降低在维护工作过程中产生的工作量，尽可能将清扫绝缘子的周期延长。
（三）导地线的安全系数
导地线的安全系数关乎着线体是否安全运行，而且直接影响耐张体的荷载。就同塔多回路的输电线路来讲，由于荷载量偏大，造成导地线对选择安全系数更加科学，以确保输电线路可靠运行，合理控制工程投资。
四、输电线路杆塔结构设计的技术要点
（一）杆塔强度
在输电线路杆塔结构设计中，杆塔强度容易受到一般来说，输电线路杆塔结构设计的技术较为复杂，涉及到多个方面，比如：杆塔强度、杆塔基础、连线工程、塔头形式以及塔身形式等等。下面详细介绍了这方面内容。
多个因素影响，比如：杆塔的结构形式、制作杆塔中所需的材料等等。
在输电线路长时间运行中，杆塔是很多线路最关键的支撑物，包括避雷线以及导线等等，要求其具备较强的荷载能力，变形程度也应该严格控制在正常的范围内，这就说明对杆塔刚度以及强度提出相当高的要求。相对于其他构件而言，只有确保环形截面的构件在每个方向的承载力都相同，而且可以减少材料，更加关键的是方便使用离心机以实现保证质量的目标[2]。因此，在输电线路敷设中普遍运用环形截面的钢筋混凝土当做构件。在预应力构件浇筑前必须要张拉钢筋，待混凝土都完全凝固后，然后撤出张力，这时混凝土阻止钢筋回缩而出现的力，即预应压力。若构件承载受到拉力，该预压力就会都抵消。因而不会出现任何问题，以确保杆塔的质量。
（二）杆塔基础
输电线路由每段基础型式的选择，是相当关键的问题，必须要根据每个地区的地形，由于地质环境而出现的杆塔型号以及施工条件等等要点才可以确定，而且必须要在符合国家有关规定和满足工程实际需求的基础上，了解工程所需的费用。为了可以保证杆塔支撑线路正常运行，杆塔在基础结构设计过程中要可以承受在稳定情况下可能发生的荷载情况，在安全工作范围内具有较强的工作性能，在定期维护的情况下具有一定的耐用性，即便遇到一些突发情况依旧可以正常运行。
（三）连线工程
连线工程内容通常包括多个方面，比如：跳线和导线之间的连接、架空导线由于损伤而必须要压接修补等等[3]。在做好导线进线后，要实施跳线工程，也就是连接耐张杆前后导线的工程。若是导线，必须要确保跳线和导线耐张线夹之间的连接处于正常的状态，进而降低在接缝位置出现的电阻，以免在导线工作过程中形成很多热量而产生危险。就接地导线的跳线来讲，必须要与相应杆塔的地线支架相结合。
（四）塔头形式
直线角钢塔的塔头型式主要有两种，一是干字形塔头，二是羊字形塔头，而使用次数较多的是后者，由于此塔头的结构不复杂，质量很轻，所以干字形比较重，与羊字形相比之下，干字形塔头的结构强度较大。转角塔的计算受力较大，所以通常选择干字型的塔头型式。
（五）塔身形式
就输电线路杆塔来讲，其塔身的断面形式通常有多种，主要表现在以下几点：第一，矩形塔。第二，正方形塔。相对于矩形塔而言，正方形塔的重量较大，而且占地面积也相当大，然而正方形塔的纵向承载力以及使用性等等，都比矩形塔强。同时，就顺线路方向来讲，正方形塔的断面塔头比矩形塔强。因此，整体来讲，正方形塔身型式具有较强的实用性，所以是最适合的选择。
五、今后输电线路杆塔结构设计的发展趋势
目前，我国输电线路杆塔结构设计尚未完全成熟，仍旧有很多方面需要深入探究，而今后我国输电线路杆塔设计的发展趋势主要表现在以下几点：
（一）设计理论体系
就现阶段我国输电线路杆塔结构设计的理念来讲，依旧采用传统的设计理念。为了可以真正满足电力系统的发展需求，需要融入更加完善的理论体系。因此，怎样在杆塔结构设计中合理应用现代结构分析方式，还是在不断探索和研究中。并且需要着重探究分析加工误差以及初应力等等对杆件承载力造成的影响。
（二）荷载取值
当前，我国针对杆塔风荷载的计算与取值，以静力风荷载为主，在动力风荷载方面，尚未形成完善的理论体系[4]。在研究覆冰荷载时，由于地域跨度相当大以及地形条件较为复杂等等多方面原因，只是结合数据推论以及运行经验来完成经验性的取值。因此，就杆塔风荷载来讲，不管是研究还是取值，都必须要进一步深入的论证以及研究。
（三）节点构造的计算方式
与其他国家的输电线路杆塔相比之下，我国输电线路杆塔在设计理念、性能、体积以及重量等等方面都存在差异，而且在节点构造上也是不同的[5]。现阶段，对杆件承载能力造成影响的因素中，对于节点构造以及新性能节点等等，都仍旧需要进行深入研究，让其不断完善。
（四）设计软件的运用
现如今，我国采用的线路杆塔结构设计软件依旧存在诸多问题，导致许多成功的经验以及最新的研究成果无法得到合理运用[6]。今后输电线路杆塔的维护以及设计等等工作，应该倾向于数字电网化的发展趋势。就该方面来讲，我国电力系统发展空间还是相当大的。
结语：
对于输电线路来讲，输电线路杆塔是重要的支点，在系统运行中发挥着关键的作用。由于工业的日益发展，经济的不断进步，环境也不断发生变化，这样必定影响我国输电设备和电力输送系统的安全性，在施工中也出现越来越多的问题。对于新时期的挑战，需要深入探索分析关于输电线路杆塔结构设计的问题，进而为确保输电线路安全运行打下良好的基础。
参考文献：
[1]曲以楠.输电线路杆塔结构优化设计分析[J].中国新技术新产品,2018(24):116-117.
[2]廖高慧.输电线路杆塔结构优化设计的探讨[J].通讯世界,2017(13):221-222.
[3]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):13.
[4]张晓迎.架空输电线路杆塔结构设计相关问题分析[J].民营科技,2010(05):53.
[5]杨靖波,李茂华,杨风利,韩军科.我国输电线路杆塔结构研究新进展[J].电网技术,2008(22):77-83.
[6]张斌.输电线路杆塔塔身结构设计优化研究[J].电气传动自动化,2018,40(04):25-27.