高压输电线路钢管杆结构的优化设计分析

时间：2024-04-24

朱岩

（石家庄电业设计研究院有限公司，河北石家庄 050000）

由于城市建设高速发展，用电负荷迅速增加，供电网络已不能满足用电负荷发展的需要，势必要新建高压输电线路，对原有的城网线路进行增容改造。传统的铁塔，占地面积大，造型又与现代城市环境不协调。采用高压电缆造价昂贵，采用钢筋混泥土电杆，它的纵向、环向裂纹问题，一直未能很好的解决。

1 高压输电线路钢管结构的特点分析

1.1 稳定性较高

在高压输电线工程当中应用钢管结构进行建设，可以提升高压输电线路整体运行的稳定性，本身钢管结构的尺寸规格是比较小的，高压输电线路建设的地点都是比较空旷的地带，经常会有高强度大风，高压电线路结构就需要承受风荷载，而钢管结构横截面积比较小，在空间当中承受的风荷载也相应的比较小，这样可以降低高压输电线路承受的压力值，也就提高了高压输电线路结构的稳定性。

1.2 占地小，具有美观性

我国城市化建设进程较快，大部分的城市土地资源都被用于发展建设，很少有大面积的空闲土地资源，而传统的高压电线路结构是采取铁塔形式建设的，需要占用的土地面积较大，而采用传统结构建设的话，被占用土地也无法在建设其它的内容，不能重复利用，这样对于现阶段土地资源紧缺的状况来说并不适用。而利用钢管结构进行设计建设可以有效的解决这一问题。

1.3 施工便捷度较高

高压输电线路的钢管结构是需要进行组装，钢管结构施工材料运输非常方便，钢管结构组装操作也非常简单，施工程序较少，施工的便捷度较高。并且高压输电线建设是在外界环境当中，会受强风、强雨的侵袭，为提高钢管结构的强度需要采用高强度的钢材，这样一来造价会更高。

2 高压架空输电线路钢管杆结构优化设计

2.1 杆塔类型的区分

合理区分线路中的直线杆和耐张杆，尽量避免直线杆承受导地线的拉力。合理规划杆塔使用转角度数，避免实际使用角度远小于设计角度，可以有效降低杆塔承受的荷载。对于终端杆应区分有无进线档的设计情况，对于分支、T接、π线路的杆塔，需要根据实际使用情况考虑荷载组合，避免所有杆塔都按最不利的因素考虑。

2.2 杆头高度及呼称高

在满足电气间隙要求的前提下，尽量减小线路走廊宽度，对杆头高度及横担长度进行优化，同时考虑对城区10kV线路、路灯和路边树木的交叉跨越高度的要求，以杆塔重量最轻为优化目标兼顾根径尺寸，单、双回路杆塔的呼称高的极差按3m考虑，多回路杆塔按照2m考虑，可以减少杆塔高度，进而降低杆塔重量。

2.3 杆塔结构型式的优化

对于一般杆塔，可采用正多边形单杆设计。对于导地线张力过大，线路回路数较多，转角较大，张力过渡的杆塔，可采用双杆设计。合理布置双杆与导地线在水平面上的投影交叉角度，在承受过大张力的方向上增大计算宽度；控制合适的挠度，优化锥度，杆身合理分段，减少各段壁厚；在横担与杆身的连接处局部补强，将大大降低杆塔重量。

3 钢管结构设计影响因素的优化控制

3.1 气候环境的优化设计

在进行钢管设计时，要对建设区域的气候环境特点进行调查，掌握气候变化的基本过滤，然后根据高压电线路电压范围对钢管结构之间的跨越度进行控制，以延长高压电线路钢管结构使用寿命，降低钢管结构的损耗，避免钢管结构受恶劣天气影响而出现较大的损耗，影响高压线路的稳定运行。同时也是为了降低后期使用的维修成本，促进其经济效益提升。

3.2 区分杆塔的类型

在高压线路钢管结构设计时，有耐张杆和直线杆两种，在设计时要将两种类型进行分隔，一方面降低高压导地线对直线杆的拉力，如果拉力过大很容易造成直线杆故障或损坏。同时要对塔杆使用角度进行严格的控制，在建设的过程中要按照设计角度进行施工，保证角度的合理性，角度值对钢管结构整体的荷载能力影响较大，要保证各个钢管结构之间保持相对稳定、平衡的状态，提高荷载能力。