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摘要：对国内外架空输电线路设计规范的基本设计原则开展较为深入和系统的比较研究，摸清国内外架空输电线路设计规范的差别和异同，以便为国内相关单位更好地参与国外火电建设工程的竞标，并为工程设计人员利用国外标准进行设计提供参考依据。
关键词：架空输电线路；规范；线路级别；设计工况
架空输电线路设计规范是架空输电线路设计依据，IEC标准、欧盟标准、美国导则及我国规范均是采用的以概率为基础的极限状态设计法，用失效概率或与之相对应的可靠指标度量结构构件的可靠度，按分项系数设计表达式进行设计，只是各个国家规范的分项系数的个数以及取值有些差异。
值得指出的是，美国荷载规范ASCE 7-10以及美国钢结构规范ANSI/AISC 360-16均采用两种设计方法，即荷载抗力系数设计法（LRFD）和容许应力设计法（ASD），即同时认可荷载抗力系数设计法和允许应力设计法；ASD只考虑单一安全系数；LRFD法与我国规范采用的概率极限状态设计法相同，均以概率理论为基础，表达式也都采用了分项系数设计表达式，不同的只是分项系数取值有所差异。而美国输电线路荷载导则ASCE 74-2009中则仅仅采用的前者。因此，在进行国内外规范比较时，可以认为美国输电线路规范采用的是以概率论为基础的极限状态设计法。
1 输电线路级别比较
我国规范在划分输电线路级别时，主要是根据电压等级和线路的重要性。国外规范IEC 60826[1]、ASCE 74-2009和EN 50341等也将输电线路铁塔结构划分了不同的安全级别或可靠性级别，与我国规范有所不同的是，国外规范输电线路铁塔结构的安全级别与冰、风荷载的重现期有关。
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表1 国内外规范输电线路级别和气候荷载重现期的比较
2 极限状态比较
目前所收集到的国内外具有代表性的4套输电线路设计规范中，均将输电线路极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。
承载力极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适合继续承载的变形；正常使用极限状态对应于结构或构件的变形或裂缝等达到正常使用或耐久性能的规定限值。
3 气象荷载取值原则和标准
总的来看，发达国家的取值是建立在长期的观测和大量的统计分析基础上的，必须以长期的数据积累为基础，美国、欧洲发达国家已有细致的冰区划分图，设计中可以查询线路沿线的覆冰情况。我国的气象台、站一般没有覆冰观测数据，只能通过沿线调查、建立观冰点/站根据相邻已运行线路的运行资料和经验来确定设计冰厚，尽管设计标准规定了重现期，设计取值大都能满足标准的要求，但缺乏长期观测数据的支撑和数理模型的推算。
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表2 荷载取值来源
4 设计工况及其荷载组合的比较
目前所收集到的国内外具有代表性的4套输电线路设计规范中，对杆塔设计工况均分类表述。我国规范将设计工况分为正常工况、安装工况、断线工况和不均匀覆冰工况及验算覆冰工况。我国规范中不均匀覆冰工况单独列出的情况只在新修订的GB 50545-2010、DL/T 5440-2009和 GB 50061-2010中出现。
对于正常运行工况，我国规范的正常运行工况与IEC 60826及ASCE 74-2009的气象荷载组合工况及其荷载，除气象荷载重现期不同外，没有明显差异。对于安装工况，我国规范的安装工况与IEC 60826及ASCE 74-2009确定安装工况的基本原则是一致的，均需考虑导线的提升荷载、施工中导线张力、临时拉线的张力、维修荷载等。对于断线工况，各规范的断线张力或纵向不平衡张力都按静态荷载计算，我国规范将断线情况单独列出，而国外规范则习惯将其归于故障工况中。我国新修订的规范GB 50545-2010、DL/T 5440-2009中将不均匀覆冰工况单独列出，而国外规范则在故障工况中考虑。5 设计表达式和分项系数的比较
5.1 设计表达式
我国规范中将输电线路按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别给出了设计表达式。国外规范在确定设计表达式时，并未明确区分承载能力极限状态和正常使用极限状态，只是统一地规定了极限状态的设计表达式。从这方面来说，国内规范较国外规范的规定更加清晰明确，但国外规范则较简单。
5.2 分项系数的种类
IEC 60826和ASCE 74-2009极限状态的分项系数设计表达式均设置了2种分项系数，分别是荷载分项系数
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（包括永久荷载分项系数
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、可变荷载分项系数
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）和材料性能（或抗力）分项系数
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（或 ）
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；EN 50341则多了可变荷载组合系数
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。我国规范承载能力极限状态的分项系数设计表达式，除设置了荷载分项系数
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、
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和可变荷载组合系数
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以及材料性能分项系数
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外，还按不同的结构安全级别设置了结构重要性系数
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。
5.4 材料强度标准值和材料性能分项系数的取值
我国规范和欧洲标准EN 50341都是以95%的保证率作为材料强度标准值的取值依据，且相应的材料性能分项系数取值相差不大。IEC 60826 和ASCE 74-2009规定的材料强度标准值（或构件抗力标准值）的保证率分别为90%和（90～95）%，相应的构件抗力分项系数（相当于我国规范的材料性能分项系数）与我国规范的取值相近。
6结论
（1）国内外规范均划分了输电线路的级别，只是划分的标准差异较大。我国的线路级别划分主要与电压等级及线路的重要性有关，国外规范的线路级别划分则主要与荷载重现期有关，用荷载系数来考虑。
（2）国内外规范对杆塔设计工况大体一致。我国规范将设计工况分为正常工况、安装工况、断线工况和不均匀覆冰工况及验算覆冰工况，在每一个设计工况里考虑若干不同的荷载组合。IEC 60826和EN 50341主要考虑三种设计工况。ASCE 74-2009比IEC 60826则多了一个法定荷载工况。对于故障工况，我国规范规定较为详细，国外规范规定较为简单。
参考文献：
[1]IEC 60826：2003 “Design criteria of overhead transmission lines”，[S].International Electrotechnical Commission，2003
[2]GB 50545-2010《110kV～750kV架空输电线路设计规范》[S].北京：中国计划出版社，2010