２００９Q/GDW５５９—２０１０ICS２９．２４０ Q/GDW 国家电网公司企业标准 Q/GDW559—2010 输电线路杆塔倾斜监测装置技术规范Technical specification for tower inclination monitoring device on overhead transmission lines 2010-12-27发布2010-12-27实施 国家电网公司发布
Q/GDW５５９—２０１０ 目次 前言...................................................................................................................................................................II 1范围. (1) 2规范性引用文件 (1) 3术语和定义 (2) 4监测内容及装置组成 (2) 5功能要求 (2) 6技术要求 (3) 7试验项目及方法 (4) 8安装、调试与验收 (5) 附录A（规范性附录）杆塔倾斜监测装置数据输出接口 (7) 编制说明 (9) I
Q/GDW５５９—２０１０ II 前言 输电线路状态监测系统是智能电网建设输电环节的重要组成部分，是实现输电线路状态运行检修管 理，提升生产运行管理精益化水平的重要技术手段。为科学规范地建设坚强智能电网输电线路状态监测系统，确保输电线路状态监测系统技术标准和平台统一，装置数据有效、稳定可靠、先进适用，特制定本标准。 本标准的附录A为规范性附录。 本标准由国家电网公司生产技术部提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准主要起草单位：中国电力科学研究院。 本标准参加起草单位：华北电网有限公司、山西省电力公司、河南省电力公司、重庆市电力公司。 本标准主要起草人：于钦刚、李红云、郭志广、李红旗、刘亚新、周国华、李峻峰、罗永勤、郑凯、倪康婷、张帆、裴冠荣。
架空输电线路杆塔基础的几种形式图文 输电线路杆塔的地面以下部分的总体统称为杆塔基础。它的作用是用来稳定输电线路的杆塔，防止杆塔因为承受导地线、风、覆冰、断线张力等垂直荷载、水平荷载和其他外力作用而产生的上拔、下压或倾覆。 基础形式可分为以下几种: 1.岩石嵌固基础
岩石嵌固基础适用于覆盖层较浅或无覆盖层的强风化岩石地基，其特点是底板不配筋，基坑全部掏挖。上拔稳定，具有较强的抗拔承载能力。 需要时，可将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，以减小偏心弯矩，还可省去地脚螺栓。由于该基型充分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。 岩石嵌固基础分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。但对勘测深度要求较高，要求逐基鉴定岩石的稳定性、覆盖层厚度、岩石的坚固及风化程度情况，准确落实相关设计参数。 2.岩石锚杆基础
岩石锚桩基础适用于中等风化以上的整体性好的硬质岩。该基础型式是在岩石中直接钻孔、插入锚杆，然后灌浆，使锚杆与岩石紧密粘结，借岩石本身、岩石与砂浆间和锚筋的粘结力来抵抗上部杆塔结构传来的外力, 以保证对杆塔结构的锚固稳定，从而大大降低了基础混凝土和钢材量。岩石锚桩基础一般宜用于未风化、微风化和中等风化程度的岩石地基, 但随着现在实验和实践经验的积累, 强风化岩石地区亦可做岩石基础。岩石锚桩基础常用型式有直锚式、斜锚式、承台式、嵌固式、半嵌固式5种类型, 应用较为成功。直锚式岩石锚桩基础具有工艺简便、灵活性高、适用性强、造价低等优势, 适用于基础作用力较小的直线塔;斜锚式岩石锚桩基础使用于基础作用力较小的直线水泥杆或直线拉线塔等塔型; 而承台式岩石锚桩基础和嵌固式、半嵌固式岩石锚桩基础使用于基础作用力较大的耐张塔等塔型。 3.掏挖基础
1.22φ14钢筋各符号代表什么？22根一级热轧钢筋公称直径14mm 2.什么叫悬垂绝缘子串风偏角？导线和悬垂绝缘子串在风荷载作用下使悬垂 绝缘子串偏离一定的角度，称为悬垂绝缘子串风偏角φ。 3.什么叫防雷保护角α？防雷保护角是地线与导线的连线在铅直方向的夹角。 4.杆塔纵向水平荷载，杆塔横向水平荷载的定义是什么？纵向水平荷载：垂直 杆塔平面即垂直横担方向。杆塔横向水平荷载：平行杆塔平面即沿横担方向。 5.什么叫直线型杆塔、耐张型杆塔？在正常运行情况下，仅承受导线.地线.绝 缘子和金具等重量的垂直荷载以及横向水平风荷载，而不承受顺线路方向张力的杆塔称为直线型杆塔。除具有与直线型杆塔同样的荷载承载能力外，还能承受更大的顺线路方向的拉力，以支持事故断线时产生纵向不平衡张力，或者承受因施工.检修时锚固导线和地线引起的顺线路方向荷载的杆塔，称为耐张型杆塔。 6.什么叫呼称高度，经济呼称高度？杆塔下横担的下弦边缘线到地面的垂直距 离H称为杆塔呼称高。使得整个线路材料用量最少的最优高度称为经济呼称高度 7.转角杆塔转角大小与角度荷载的关系？一相导线的角度荷载为 Pj=T1sin&1+T2sin&2 T1.T2杆塔前后导线.地线张力。&1.&2导线与杆塔横担垂线间的夹角。转角杆塔及兼有小转角的直线型杆塔在进行荷载计算时,将水平张力分解成横向水平荷载,即为角度荷载.转角杆塔转角越大,角度荷载越大. 8.耐张杆塔的上层拉线和下层拉线的主要作用是什么？上层拉线：断线情况 下，承受断线导线张力，承受全部断地线张力。下层拉线：正常情况时承受所有横向水平荷载；断线情况时，承受断导线张力。 9.导线三角形布置与水平布置的的主要优点？从三相导线的电气对称性来说， 三相导线的三角形排列优于水平排列，从运行的技术条件来说，导线采用水平排列时，防雷较好，且在不同时脱冰或导线舞动时所造成的碰线机会大大减少，这对覆冰区有特殊意义。 10.环形截面钢砼受弯构件计算公式的适应条件是什么？含筋率 w=fyAs/fcA<=0.9 11.刚性基础与柔性基础分别适应什么地质条件？刚性基础底板为阶梯式，底板 不变形，不需要配钢筋，适用较硬地质条件。柔性基础底板较大而薄，基础可随土壤变形，适用较软地质条件，基础埋置浅。 12.杆塔的水平档距和垂直档距的作用是什么？水平档距是用来计算导线传递 给杆塔的水平荷载的。垂直档距表示有多长导线的垂直荷载作用在某杆塔上。 13.荷载、材料强度标准值，荷载、材料强度设计值分别用于什么计算？荷载标 准值用于变形和裂缝计算;荷载设计值用于强度计算 14.偏心距增大系数 的物理意义是什么？偏心距增大系数的物理意义是，考虑 长柱偏心受压后产生的二阶弯矩对受压承载力的影响。 15.猫头型铁塔与酒杯型铁塔有何区别，各有什么优点？猫头塔多了下横担;酒 杯型导线呈水平排列,猫头型呈三角形排列.从三相导线的电气对称性,三角形排列优于水平排列,水平排列防雷较好,且脱冰舞动造成的碰线机会大大减小.猫头型导线水平间距减小,断线时受力性好,耗材少
输电线路杆塔基础课程设计说明书 一、设计题目：刚性基础设计 （一）任务书 （二）目录 （三）设计说明书主体 设计计算书是设计计算的整理和总结，是图纸设计的理论依据，也是审核设计的技术文件之一，因此编写设计说明书是设计工作的非常重要的一部分。 1、设计资料整理 (1)土壤参数 （2）基础的材料 （3）柱的尺寸 （4）基础附加分项系数 2、杆塔荷载的计算 （1）各种比载的计算 （2）荷载计算 1）正常大风情况 2）覆冰相应风 3）断边导线情况 要求作出三种情况的塔头荷载图 3、基础作用力计算 计算三种情况荷载作用下基础的作用力，选择大者作为基础设计的条件。 4、基础设计计算 （1）确定基础尺寸 1）基础埋深h0确定 2）基础结构尺寸确定 A、假定阶梯高度H1和刚性角 B、求外伸长度b' C、求底边宽度B D、画出尺寸图 （2）稳定计算 1）上拔稳定计算 2）下压稳定计算 （3）基础强度计算 5、画基础施工图和铁塔单线图 用A3纸（按制图标准画图）见参考图 6、计算可参考例11－3
《输电杆塔及基础设计》课程设计任务书 一、设计的目的。 《输电杆塔及基础设计》课是输电线路专业重要的专业课之一，《输电杆塔及基础设计》课程设计是本门课程教学环节中的重要组成部分。通过课程设计，使学生能系统学习和掌握本门课程中所学的内容，并且能将其它有关先修课程（如材料力学、结构力学、砼结构，线路设计基础、电气技术）等的理论知识在实际的设计工作中得以综合地运用；通过课程设计，能使学生熟悉并掌握如何应用有关资料、手册、规范等，从设计中获得一个工程技术人员设计方面的基本技能；课程设计也是培养和提高学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。 二、设计题目钢筋混凝土刚性基础设计 三、设计参数 直线型杆塔：Z1－12铁塔（单线图见资料，铁塔总重56816N，铁塔侧面塔头顶宽度为400mm） 电压等级：110kV 绝缘子： 7片×－4.5 地质条件：粘土，塑性指标I L＝0.25，空隙比e＝0.7 基础柱的尺寸：600mm×600mm 1．荷载计算（正常情况Ⅰ、Ⅱ，断边导线三种情况） 2．计算基础作用力（三种情况） 3．基础结构尺寸设计 4．计算内容 （1）上拔稳定计算 （2）下压稳定计算 （3）基础强度计算 五、设计要求 1．计算说明书一份（1万字左右） 2．图纸2张 （1）铁塔单线图 （2）基础加工图
三峡大学电气与新能源学院课程设计说明书 学期: 专业:输电线路工程 课程名称：输电杆塔及基础设计 班级学号： 姓名： 指导老师：
《输电杆塔设计》课程设计任务书 一、设计题目: 110ＫV门型直线电杆设计(自立式带叉梁） 二、设计参数: 电压等级：110kV 避雷线型号:GJ一35 电杆锥度:１/7５ 电杆根部埋深:3m 顶径:270mm 气象条件:Ⅳ级 绝缘子：７片×一4.5 地质条件：粘土，γs=16 kＮ/ｍ3，α=20°，β=30°, 三、设计成果要求: １.设计说明书一份(1.5万字,含设计说明书插图） ２．图纸若干 (1)电杆尺寸布置图 (2)电气间隙效验图 （２)正常运行情况下的抵抗弯矩图 （3）事故时的弯矩图
目录 一、整理设计用相关数据………………………………．…………………….．1 1 任务书参数………………………………………………………．………１ ２气象条件列表..........．........................................................． (1) 3导线LＧJ-1５０/３5相关参数表．.……………………………………．.……１ 4 导线比载计算................................................................． (1) 5 地线相关参数…………………………………………………………….３ 6 地线比载计算……………………………………………………………．３ 7 绝缘子串和金选择……………………………………………………….３ 8 地质条件………………………………………………………………….４ 9 杆塔结构及材料………………………………………………………….４ 二、电杆外形尺寸的确定 (4) 1 杆的呼称高度……………………………………………………………．4 ２导线水平距离……………………………………………………………．5 3间隙圆校验……………………………………………………………….５ 4地线支架高度确定 (6) 5 杆塔总高度………………………………………………………………．7 三、杆塔荷载计算 (7) 1标准荷载…………………………………………………………………．7 ２设计荷载…………………………………………………………………．9 四、电杆杆柱的强度验算及配筋计算.......................................．. (11) 1配筋计算................．.. (11) 2 主杆弯矩计算………….．…………………………………………..……1１ 3 事故情况下的弯矩计算 (12) 4 裂缝计算...................................................．．.. (13) 5单吊点起吊受力计算 (13) 五、基础设计………….……………….………………………………..……．.14 1 土壤特性...………………………………………………………………．14 2 抗压承载力计算 (15) 3 底盘强度计算……………………………………………………………1５ 八、参考文献…………………………………………………………………．.16 九、附图 附图1尺寸布置图.．....．．．..． (1) ７ 附图2间隙圆校验图 (18) 附图３正常运行最大风情况下的抵抗弯矩图.......................................1９附图４事故时弯矩图.............................................................．....． (20)
一、基本概念题 1、简述输电线路各组成部分及其作用。 1、导线 导线用来传输电流，输送电能 2、避雷线 (1)起到防雷保护作用,使线路绝缘免遭雷电过电压的破坏,保证线路安全运行。 （2）当采用带有放电间隙的避雷线绝缘子时，可用作载流线，起熔冰、检修电源、载波通信通道等。 3、杆塔 杆塔用来支持导线和避雷线及其附件,并使导线、避雷线、杆塔之间，以及导线和地面及交叉跨越物或其他建筑物之间保持一定的安全距离。 4、绝缘子和绝缘子串 绝缘子是线路绝缘的主要元件,用来支承或悬吊导线使之与 杆塔绝缘,保证线路具有可靠的电气绝缘强度。 5、金具 架空线路上使用的金属部件，统称为线路金具。起支持、紧固、连接、保护导线和避雷线作用。 ２、简述输电线路的任务和作用 输电线路的任务是： 把发电厂、变电站及用户有机的联系起来,是输送电能的纽带，是电力系统的大动脉,起着输送分配和交换功率的作用。作用如下： １、输电线路解决了发电厂远离用电中心的问题,能充分利用动力能源，特别是水力资源,减少了煤耗和运输压力 2、把若干个孤立的发电厂及地方电力网连接成较大的电力系统,可以减少系统中总的装置容量；可以安装大容量的机组来代替小机组，减少单位容量建设投资，提高机组效率，减少消耗; 3、能把若干个孤立的地区电力网连接成为大的电力系统，有效地提高了运行的经济性和供电 3、输电线路研究对象是什么?为何架空线路比电缆线路应用广泛? 研究对象： 1、架空线路导线和避雷线的机械计算； 2、杆塔及其基础计算； 3、线路选线与杆塔定位以及施工计算。 架空线路优点: 结构简单、施工周期短、建设费用低、技术要求低、检修维护方便。散热性能好、输送容量大等。 4.什么叫档距，弧垂及限距？三者有何关系？ 基本概念: 1、档距：相邻两直线杆塔中心线间的水平距离称为档距。 ２、弧垂：导线悬挂点到导线最低点的垂直距离称为弧垂。 ３、限距:导线到地面或其他被跨越物之间的垂直距离称 为限距。
输电铁塔倾斜在线监测 【五年专业输电线路倾斜监测系统研发生产经验】 【通过第三方型式检测报告、2011年浙江电网电力研究院测 试报告】 【2011年配合合作伙伴支撑30余次国网、南网输电线路杆塔 倾斜监测招投标、项目合作】 【输电线路杆塔倾斜监测系统遵循国网《Q/GDW559-2010输电线路杆塔倾斜监测装置技术规范》】 业务联络：何小姐①⑤⑧⑧⑨③⑦〇③⑦④ 期待您的来电合作。 一、系统概述 对于输电铁塔采空区，沉降区和不良地质区，通过对输电铁塔进行角度实时倾斜的监测，计算分析输电铁塔倾斜状况并上报监控中心，为电力安全运行部门提供决策依据。在输电铁杆塔倾斜在线监测系统中，我们采用高精度工业级杆塔倾斜探测器对铁塔倾斜进行监，通过GPRS无线网络将输电铁塔的倾斜数据实时上传至监控中心，同时监控中心可远程对监测前端进行各种参数的设置。 二、系统组成 输电线路铁塔倾斜在线监测系统是由前端的监控设备和监控中心监控软件组成。 前端硬件设备主要由无线倾斜监测主机、倾角探测器、太阳能电池板及蓄电池组成。监控中心监控软件为客户服务端软件。 三、系统各组成部分及功能、参数 3.1、无线倾斜监测主机 系统无线监测主机安装在输电铁塔上，是系统运行的核心。主要完成对输电线路铁塔倾斜数据的处理、传输及储存功能，同时接收监控中心远程参数设置的各种命令。
3.1.1、数据处理模块 内置的数据处理模块是系统的工作核心。主要完成对倾角探测器所探测到的数据进行处理（储存或传输）；同时接收监控中心的命令进行前端各种参数的设置。 并完成系统自身整体工作状态的检测并将数据上传至监控中心。 3.1.2、无线传输模块 铁塔上的监测分机通过GPRS/无线传输模块与监控中心进行远距离无线通信。通过优化天线设计，保证数据采集和通信正常运行。对于没有移动信号的地区可采用无线接力方式将信号传输到有移动信号的杆塔，然后再通过GPRS手机网络进行远距离传输。 3.1.3、电源管理模块 安装在输电铁塔上的倾斜监测分机通过太阳能电池进行供电；并采用太阳能对蓄电池进行浮充供电。电源管理模块根据蓄电池特性的特性严格进行充放电控制。 并且防止过压、过流造成对系统各部件的损坏。 3.1.4、蓄电池 内置的蓄电池为新一代高性能聚合物锂电池，具有工作电压高、体积小、重量轻、比能量高，免维护、寿命长等特点，为系统的稳定和持续运行提供了保障。并可根据用户实际需求选配不同类型电池。 3.2、杆塔倾角探测器 系统采用高精度数字型输出倾角传感器对输电铁塔倾斜度进行探测。 3.3、太阳能电池板 系统采用太阳能电池为设备供电。太阳能电池是一种可以把光能转换成电能的一种器件。主体材质为硅。具有转换电率高、取能方便、寿命长、具有清
输电线路杆塔倾斜在线监测研究及应用 【摘要】本文探讨了输电线路杆塔倾斜监测问题，从监测系统的组成，硬件系统的构造设计等角度，探讨了监测系统的组成，以及相关的硬件选型等。重点针对输电线路杆塔在线监测系统的总体构架、前端数据处理部分硬件设计选型，数据传输部分的硬件设计选型进行了研究。 【关键词】输电线路;杆塔;倾斜在线监测 1.概述 电网安全运行是社会正常运转的重要保障，一旦出现电网事故，将对工农业生产、居民生活造成极大的影响。在各类电网安全事故中，多数都和输电线路的倒塔、断线等有关。输电杆塔倾斜的成因很多，除了大风、洪水、地质灾害外，还和施工质量不过关、地基不均匀沉降、甚至是意外冲撞等，都可能导致杆塔的倾斜。由于输电网络覆盖范围极广，而且数量众多的输电线路杆塔位于城市周边周边、山地、河流等自然环境更为复杂的区域，靠人力来完成对数量庞大的输电线路杆塔、线路的巡检工作效率低下，因此有必要建立起成套输电设备的在线监测，重点针对输电线路杆塔的工况进行监测，对杆塔正常工作关系密切的倾斜、震动、覆冰等工况进行在线监测，为输电线路的安全运行提供帮助。本文将针对输电杆塔运行工况中的倾斜在线监测为对象来展开研究。 2.输电线路杆塔监测概况 输电线路杆塔监测，从原理上是通过在输电杆塔以及其他附属电力设备上安装传感器来获取杆塔运行工况状态，通过对这些监测量的整合分析，来对输电杆塔的运行工况、潜在故障、安全等级等进行评估。 发达国家对输电设备工况的在线监测开展得比较早，建成的监测系统也较为完善。国内在这方面的工作一般都是在事故发生后才进行检修，定期检修和在线状态监测还处于探索阶段。尤其是针对输电线路杆塔的状态在线监测，是在2008年南方冰冻灾害后才引起了足够的重视，并通过国内一些电力研究机构努力，已经取得了初步成果，在部分电网建立了泄露电流监测系统、输电容量监测系统、视频远程监控系统等在线监测系统。 3.输电杆塔状态监测系统组成 从监测数据的完整性角度看，对输电杆塔的状态监测需要对杆塔受迫振动、倾斜状况、杆塔周围气象数据、电缆温度、塔基应力应变等数据进行全方位的监测。而这些监测数据的获取，都需要在杆塔或其附属设备上加装传感器，并在输电杆塔监测区域安装现场中心基站，各类监测数据通过通信模块将数据汇总并传输至电网监控中心，通过在各类专业分析软件来评估监测数据，寻找可能存在的安全隐患，并进行预警，从而保障电力系统的安全运行。
于杆塔基础 杆塔, 基础 输电线路杆塔的地下部分的总体统称为基础。它的作用是用来输电线路的杆塔。 输电线路基础施工的任务就是按设计进行施工。普通土坑的开挖前都必须做好复测和分坑工作。 输电线路施工复测是指线路施工前，施工单位对设计部门已测定线路中心线上的各直线桩，杆塔位中心桩及转角塔位桩位置，档距和断面高程进行全面复核测量。若偏差超过允许范围时，必须查明原因并予以纠正。其后，根据定位的中心桩位，根据基础类型依照设计图纸规定的尺寸进行坑口放样工作，称次为分坑测量。通常把这两步工作统称为复测分坑。分坑，可用经纬仪及皮尺进行分坑。 基础形式可分为以下几种： 1．岩石嵌固基础 该基础型式适用于覆盖层较浅或无覆盖层的强风化岩石地基，其特点是底板不配筋，基坑全部掏挖。上拔稳定，具有较强的抗拔承载能力。需要时，可将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，以减小偏心弯矩，还可省去地脚螺栓。由于该基型充分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。 2．岩石锚杆基础 该基型适用于中等风化以上的整体性好的硬质岩。该基础型式是在岩石中直接钻孔、插入锚杆，然后灌浆，使锚杆与岩石紧密粘结，充分利用了岩石的强度，从而大大降低了基础混凝土和钢材量。但岩石锚杆基础需逐基鉴定岩石的完整性。 3．掏挖基础 该基型分全掏挖和半掏挖两种，适用无地下水的硬塑粘性土地基。在基坑施工可成型的情况下，开挖基坑时不扰动原状土，避免大开挖后再填土。基础承受上拔荷载时，原状土的内摩擦角和凝聚力得以充分发挥作用。这种基础型式也显示了较高的经济效益和环境效益，根据以往工程的统计，由于各线路地质条件的不同等原因，采用全掏挖基础比用阶梯型基础节约钢材和混凝土分别为3～7%和8～20%。掏挖基础有直柱式和斜插式两种型式。斜插式掏挖基础将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，减小了基础水平力产生的偏心弯矩，还可省去地脚螺栓 4．阶梯型基础 该基础是传统的基础型式，适用各类地质、各种塔型，其特点是大开挖，采用模板浇制，成型后再回填土，利用土体与混凝土重量抗拔，基础底板刚性抗压，不配钢筋。 由于阶梯型基础混凝土量较大，埋置较深，易塌方及有流砂地区难以达到设计深度，因此在此类地区应尽量少用。 5．大板基础 大板基础的主要设计特点是：底板大、埋深浅、底板较薄，*底板双向配筋承担由铁塔上拔、下压和水平力引起的弯矩和剪力，主柱计算与阶梯基础相同。与阶梯基础相比，埋深浅，易开挖成形，混凝土量能适当降低，但钢筋量增加较多。与灌注桩相比，在软弱地基中
输电线路杆塔基础设计分析 摘要：电力是现代社会发展中不可或缺的重要能源，输电线路建设情况直接关 系到供电质量。杆塔是输电线路的重要组成部分，根据相关调查显示，在以往诸 多输电线路安全事故中，基础设计不良是一大重要因素，对此必须做好输电线路 杆塔基础设计工作，切实保证整个电力系统的安全稳定运行。 关键词：输电线路；杆塔；塔基；施工 一、高压输电线路杆塔基础选型分析 现浇台阶基础 此类基础属于刚性基础类型，能应用的地质条件非常的广泛，适用于各种类型的铁塔。 该基础类型的主要特点：混凝土方量较多，但钢材的耗费量较少，且施工工艺简单，为工程 施工的质量提供了很好的保障。以往的工程施工中应用较多，但近年来，为减少混凝土的使 用量，限制了该基础型式大范围应用，仅在受力较大的转角塔中应用，或者是在地下水丰富 容易引起塌方问题的地段中应用。 板式直柱基础 此类基础属于柔性板式基础，采用直立式主柱，连接铁塔时需使用塔脚板和地脚螺栓， 同样适用于各种类型的铁塔。按土重法计算，底板厚度由冲切计算和伸出部分宽厚比小于 2.5 控制，板的上部与下部均配置钢筋。其优点是基础混凝土方量较少，开挖方便，可进行浅埋，在较容易出现流砂或者是地下水位较高的地基中应用居多，能避免基坑坍塌的危险，还可降低深挖水坑的工作难度；缺点是基坑土石方开挖量较大，钢材耗量大。 插入式基础 此类基础不需要地螺和塔脚坂连接，将铁塔塔腿的主材直接插入到主柱之中并在端部进 行锚固。该基础受力简单，基础所承受的偏心弯矩和水平方向作用力较小，底板和立柱处于 压受力状态，该种基础改善了受力状况并且节约材料。另外，由于基础水平力减小，故基础 侧向的稳定性有所提高。该基础适用于有无地下水地段、地基土为硬塑情况。在山区塔位， 由于交通运输条件差，插入式基础弥补了交通运输上的缺陷，是一种更为经济实用、施工简 单方便的基础型式。若按铁塔主材形式划分，可分为钢管类插入式基础和角钢类插入式基础，其中角钢类插入式基础应用较为广泛。 二、输电线路杆塔基础施工要点 基坑开挖前的调查工作 基坑开挖施工之前，必须要对基坑开挖处的环境及地下设施做一个全面的分析调查，开 挖的时候不能破坏各类地线管线设施，特别是国防通讯光缆，保证它们不会遭到破坏。 人工挖孔桩技术 从现阶段输电线路杆塔基础施工的实际状况来看，人工挖孔桩施工是一项复杂且涉及施 工内容较多的一项施工技术。应用人工挖孔桩施工技术进行施工前，相关的施工人员需要明 确当前工程施工的实际状况及施工要求，做好相关的工程施工控制工作，为了确保混凝土的 质量，需要合理的控制混凝土浇灌的时间与力度，尽量避免出现裂缝的情况，如果出现裂缝，
架空输电线路铁塔结构与基础设计 发表时间：2019-09-18T16:59:35.737Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：侯少龙 [导读] 摘要：在我国现代经济社会发展水平不断提升的背景下，电力系统在设计与运行过程中所依赖的基础条件也发生了相应的改变。 （国网乌鲁木齐供电公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐新市区 830000） 摘要：在我国现代经济社会发展水平不断提升的背景下，电力系统在设计与运行过程中所依赖的基础条件也发生了相应的改变。作为我国当前电力供应的基础保障性设施，架空输电线路在电力供应系统中所发挥的作用是非常重要的。但结合我国电力行业实际情况来看，企业目前仍然是电力供应的主要对象，因此，在电力供应经济改善方面的需求仍然是非常明确的。在对架空输电线路铁塔的设计中，除需保障铁塔结构的安全、稳定以外，还需综合考虑设计的经济效益。在目前已发生的各类输电线路安全事故中，因铁塔结构设计不合理所致事故的比例是非常高的。因此，为提高架空输电线路运行安全性和稳定性，做好对铁塔结构与基础的设计、优化工作有着非常重要的意义与价值。 关键词：架空输电线路；铁塔设计；优化 一、架空输电线路铁塔塔型设计 在对架空输电线路铁塔进行内力分析时，可以将铁塔杆系节点看作成铰接点，进而进行有效的内力分析。由于架空输电线路铁塔的工作环境一般较为复杂，为了确保铁塔能够顺利的进行有效的工作，要对铁塔的塔型进行技术经济分析，优选最适宜的塔型。架空输电线路铁塔塔型的选择要充分考虑输电线的导线型号、铁塔的工作环境以及线路的敷设路径等因素，根据铁塔所承受的机械外负荷条件进行塔型的计算和设计工作，进而确保铁塔结构的刚度、强度、稳定性等满足实际工作的要求。 根据铁塔底部宽度的不同，可以将架空输电线路的铁塔分为：窄基铁塔和宽基铁塔两种类型。其中，窄基铁塔的底部宽度与塔体的高度之比介于1/14~1/12之间，而宽基铁塔的底部宽度相对较大，其比值介于1/6~1/4之间。窄基铁塔的底部宽度相对较小，在同样的塔高条件下，其主材所承受的各种作用力相对较大，为了确保塔体的安全性，对主材的要求相对较高，该种类型的铁塔设计主要用于档距较小的铁塔之中，其挡距要小于100m；而宽基铁塔其底部宽度较大，能够将铁塔的作用力进行有效的分解，其主材所受到的作用力相对较小，该种类型的铁塔设计主要用于档距较大的铁塔之中，其档距不小于100m。 二、架空输电线路铁塔结构设计 不同类型的铁塔其架空输电线路的结构设计不尽相同，其具体的结构设计如下： 2.1窄基铁塔的结构设计 依据横担以及铁塔支架的通用程度可以采用以下两种类型的结构布置方案：(1)可以将窄基铁塔的塔头区域设置为垂直的形式，对口宽进行固定，塔身开始逐渐起坡，其铁塔的整体高度与底部的宽度参数设置一致，不考虑输电线路回路数量划分的影响；铁塔横担具有良好的通用性，铁塔中所设置的横担数量要根据架空输电线路中实际的回路数量进行有针对性的设计。(2)铁塔塔身与塔头均按照要求设置一定的通用坡度，铁塔的总高度与铁塔的上口和底部宽度保持一致；横担设置成固定形式不进行通用设计，根据导线的数量可以分为单导线回路和 双导线回路两种不同的形式。 2.2宽基铁塔的结构设计 根据铁塔中导线回路数量的不同可以采取不同类型的结构设计方案。其中，对于使用单导线回路的铁塔，其结构布置具有“上”字型的特点；对于使用双导线回路的铁塔，其结构布置上具有鼓型的特点。 三、架空输电线路铁塔基础设计的技术优化措施 3.1加强铁塔的基础 在输电线路铁塔结构设计中，杆塔基础分类三类合计三十三种：①水泥杆基础：分为非原状土无拉线盘基础和非原状土有拉线盘基础两种；②钢管杆基础：分为非原状土台阶式基础、非原状土直柱式柔性基础和非原状土素混凝土基础三种；分为原状土掏挖式基础、原状土套筒式基础、原状土卡盘式基础和原状土复合沉井基础四种；及原状土灌注桩长桩单桩基础、原状土灌注桩长桩多桩承台基础、原状土灌注桩短桩抗倾覆基础、原状土灌注桩短桩位移基础、原状土灌注桩美国算法基础、原状土灌注桩钢管短桩位移基础和原状土灌注桩钢管短桩抗倾覆基础十一种；小计十四种；③直立式铁塔系列基础：非原状土刚性台阶式基础、非原状土直柱式柔性基础、非原状土斜柱式柔性基础、非原状土素混凝土（回填土）基础、非原状土联合式基础和非原状土窄基塔独立式刚性台阶式基础六种；及原状土素混凝土（原状土）基础、原状土灌注桩长桩-单桩带连梁基础、原状土灌注桩长桩-多桩带承台基础、原状土灌注桩短桩抗倾覆基础、原状土灌注桩短桩位移基础、原状土掏挖式基础、原状土岩石基础、原状土复合沉井基础、原状土窄基塔独立式长桩单桩灌注桩基础和原状土窄基塔独立式长桩多桩带承台基础十种；小计十六种。 对于运输或浇制混凝土有困难的地区，可采用预制装配式基础或金属基础；对电杆及拉线宜采用预制装配式基础。设计方案中还要正确分析铁塔基础受力，应首先保证安全，针对轴心受压基础、轴心受拉基础，分别选取不同的K值。对于新基础计算的前提条件是地基承载力满足设计要求，若地质属淤泥或淤泥质土，则必须进行重新设计。总之，基础型式应综合沿线地质、施工条件和杆塔型式并综合考虑基础稳定、承载力、不均匀沉降、基础位移、采空区、基础上拔土重度、上拔角、倾覆、冻土和洪泛区等诸多因数。 3.2降低杆塔的接地电阻 高压送电线路的接地电阻与耐雷水平成反比，根据各基杆塔的土壤电阻率的情况，尽可能地降低杆塔的接地电阻，这是提高耐雷水平的基础，也是最经济、有效的手段。即：①杆塔所在地若有水平放设的条件，可水平外延接地，这样不但可降低工频接地电阻，还可有效地降低冲击接地电阻。②增加埋设深度接地极，就近增加垂直接地极的运用。③合理敷设降阻剂。④增加盐、酸、碱、盐及木炭等物质。如地下较深处的土壤电阻率较低，可用竖井式或深埋式接地极。 3.3优选路径和塔型的最佳搭配 城市紧凑型多回路钢管杆走廊、或钢管塔走廊，它在技术上能满足输电线路的实际要求，且钢管杆造型美观，安装快捷，占地面积省，还与城市地势较为平坦，走廊宽度小，线路施工方便等特点相适应，故得以迅速发展。输电线路的走廊宽度由塔头尺寸、风偏、安全距离三部分组成。减少线路走廊宽度的关键在于控制塔头尺寸和风偏。采用固定挂点的直线杆塔以及固定跳线的耐杆塔，是减少塔头尺寸
随着电网建设的加速和市场经济的推进，输电线路杆塔倾斜对电网安全正常运行的危害越来越大。我国地理分布广泛，地质条件复杂多样，当输电线路经过煤炭开采区、软土质区、山坡地、沙漠地带、河床地带等不良地质区时，在自然环境和外界条件的作用下，杆塔基础市场会发生滑移、倾斜、沉降、开裂等现象，从而引起杆塔的变形、杆塔倾斜、甚至倒塔断线。杆塔倾斜将造成杆塔导地线的不平衡受力，引起杆塔受力发生变化，造成电气安全距离不够，影响线路正常运行，给人们的正常生产和生活带来严重影响，并造成了巨大的经济损失。 我司研发的FH-9001型杆塔倾斜在线监测系统利用最新的MEMS传感器技术和无线通信技术，对位于冰灾、雪灾、泥石流、山体滑坡多发区、煤矿采空区等不良地质区域内电线杆塔，进行双向倾斜角度（平行于线路方向和垂直于线路方向）实时监测。当杆塔倾斜角度超过设定的阈值时，系统能够通过 GSM/CDMA/GPRS/4G网络及时将预/告警信息发送给监控中心，提醒线路运行负责人对线路运行状况予以关注并采取相应处置措施。 该系统采用太阳能电池板+蓄电池供电方式，安装方便。投入运行后，可使运营部门及时掌握杆塔工作情况，以有效防止因杆塔倾斜而引发的事故。 本设备也可应用于桥梁、大坝、建筑物等对象的倾斜监测. 产品特性 采用进口双轴MEMS传感器，测量精度高； 采用太阳能供电系统供电，安装维护方便； 通信方式灵活，支持ZIGBEE/WIFI/GSM/CDMA/GPRS/4G网络；
为工业级产品，采用防水金属外壳，适应于各种恶劣气候的环境； 系统采用低功耗设计，采用动态电源管理策略以满足节电要求； 配备完善的后台软件，具有数据存储、历史数据查询、报表、打印、曲线图绘制等功能，可对杆塔状态进行趋势分析； 支持受控采集方式和自动采集方式，可通过后台软件设置采样间隔（5分钟-24小时），支持采样手机进行数据查询和报警接受； 满足国家电网公司企业标准《输电线路状态监测装置通用技术规范》 （Q/GDW-242-2010）。 技术指标 倾角测量范围：双轴±30°（可选±15°、±60°或±90°）； 倾角测量误差：≤±0.1°； 倾角测量分辨率：±0.01°； 工作环境：温度：-40℃～+85℃；相对湿度：≤100％；大气压力：550hPa～1060hPa； 防护等级：IP65； 工作功耗：≤1W；待机功耗≤0.1W； 供电方式：太阳能+蓄电池，输入电压＋12～24V； 电池使用寿命：≥3年，无外部充电时最多可连续供电30天以上； 重量：≈3kg；(不包含蓄电池) 适用对象：10KV~500KV输电线、通信铁塔、广告牌、塔吊、建筑物等
输电线路的基本知识线路 一、送电线路的主要设备： 送电线路是用绝缘子以及相应金具将导线及架空地线悬空架设在杆塔上，连接发电厂和变电站，以实现输送电能为目的的电力设施。主要由导线、架空地线、绝缘子、金具、杆塔、基础、接地装置等组成。 1．导线：其功能主要是输送电能。线路导线应具有良好的导电性能，足够的机械强度，耐振动疲劳和抵抗空气中化学杂质腐蚀的能力。线路导线目前常采用钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线。为了提高线路的输送能力，减少电晕、降低对无线电通信的干扰，常采用每相两根或四根导线组成的分裂导线型式。 2．架空地线：主要作用是防雷。由于架空地线对导线的屏蔽，及导线、架空地线间的藕合作用，从而可以减少雷电直接击于导线的机会。当雷击杆塔时，雷电流可以通过架空地线分流一部分，从而降低塔顶电位，提高耐雷水平。架空地线常采用镀锌钢绞线。目前常采用钢芯铝绞线，铝包钢绞线等良导体，可以降低不对称短路时的工频过电压，减少潜供电流。兼有通信功能的采用光缆复合架空地线。 3．绝缘子：是将导线绝缘地固定和悬吊在杆塔上的物件。送电线路常用绝缘子有：盘形瓷质绝缘子、盘形玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子。 （1）盘形瓷质绝缘子：国产瓷质绝缘子，存在劣化率很高，需检测零值，维护工作量大。遇到雷击及污闪容易发生掉串事故，目前已逐步被淘汰。 （2）盘形玻璃绝缘子：具有零值自爆，但自爆率很低（一般为万分之几）。维护不需检测，钢化玻璃件万一发生自爆后其残留机械强度仍达破坏拉力的80%以上，仍能确保线路的安全运行。遇到雷击及污闪不会发生掉串事故。在Ⅰ、Ⅱ级污区已普遍使用。 （3）棒形悬式复合绝缘子：具有防污闪性能好、重量轻、机械强度高、少维护等优点，在Ⅲ级及以上污区已普遍使用。 4．金具 送电线路金具，按其主要性能和用途可分为：线夹类、连接金具类、接续金具类、防护金具类、拉线金具类。 （1）线夹类： 悬式线夹：用于将导线固定在直线杆塔的悬垂绝缘子串上，或将架空地线悬挂在直线杆塔的架空地线支架上。 耐张线夹：是用来将导线或架空地线固定在耐张绝缘子串上，起锚固作用。耐张线夹有三大类，即：螺栓式耐张线夹；压缩型耐张线夹；楔型线夹。
输电线路工程杆塔基础 输电线路基础施工的任务就是按设计进行施工。普通土坑的开挖前都必须做好复测和分坑工作。 输电线路施工复测是指线路施工前，施工单位对设计部门已测定线路中心线上的各直线桩，杆塔位中心桩及转角塔位桩位置，档距和断面高程进行全面复核测量。若偏差超过允许范围时，必须查明原因并予以纠正。其后，根据定位的中心桩位，根据基础类型依照设计图纸规定的尺寸进行坑口放样工作，称次为分坑测量。通常把这两步工作统称为复测分坑。分坑，可用经纬仪及皮尺进行分坑。 基础形式可分为以下几种： 1．岩石嵌固基础 该基础型式适用于覆盖层较浅或无覆盖层的强风化岩石地基，其特点是底板不配筋，基坑全部掏挖。上拔稳定，具有较强的抗拔承载能力。需要时，可将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，以减小偏心弯矩，还可省去地脚螺栓。由于该基型充分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。 2．岩石锚杆基础 该基型适用于中等风化以上的整体性好的硬质岩。该基础型式是在岩石中直接钻孔、插入锚杆，然后灌浆，使锚杆与岩石紧密粘结，充分利用了岩石的强度，从而大大降低了基础混凝土和钢材量。但岩
石锚杆基础需逐基鉴定岩石的完整性。 3．掏挖基础 该基型分全掏挖和半掏挖两种，适用无地下水的硬塑粘性土地基。在基坑施工可成型的情况下，开挖基坑时不扰动原状土，避免大开挖后再填土。基础承受上拔荷载时，原状土的内摩擦角和凝聚力得以充分发挥作用。这种基础型式也显示了较高的经济效益和环境效益，根据以往工程的统计，由于各线路地质条件的不同等原因，采用全掏挖基础比用阶梯型基础节约钢材和混凝土分别为3～7%和8～20%。掏挖基础有直柱式和斜插式两种型式。斜插式掏挖基础将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，减小了基础水平力产生的偏心弯矩，还可省去地脚螺栓 4．阶梯型基础 该基础是传统的基础型式，适用各类地质、各种塔型，其特点是大开挖，采用模板浇制，成型后再回填土，利用土体与混凝土重量抗拔，基础底板刚性抗压，不配钢筋。由于阶梯型基础混凝土量较大，埋置较深，易塌方及有流砂地区难以达到设计深度，因此在此类地区应尽量少用。 5．大板基础 大板基础的主要设计特点是：底板大、埋深浅、底板较薄，底板双向配筋承担由铁塔上拔、下压和水平力引起的弯矩和剪力，主柱计算与阶梯基础相同。与阶梯基础相比，埋深浅，易开挖成形，混凝土量能适当降低，但钢筋量增加较多。与灌注桩相比，在软弱地基中应
1.什么叫杆塔倾斜？什么叫杆塔倾斜率？ 由于基础不平引起杆塔中心偏离铅垂位置的现象叫杆塔倾斜。杆塔倾率就是杆塔倾斜值S与杆塔地面上部高度H之比的百分数 2. 杆塔倾斜度。
杆塔顺线路倾斜值S2和横线路倾斜值S1. 另一种计算倾斜度的方法 Gx=tan?x Gy=tan?y Gs=（Gx2+Gy2）1/2 ?x：杆塔在顺线路方向的倾斜角； ?y：杆塔在横线路方向的倾斜角； Gx：杆塔在顺线路方向的倾斜度； Gy：杆塔在横线路方向的倾斜度； Gs：杆塔综合倾斜度。 3. 杆塔倾斜、横担歪斜的最大允许范围怎样计算? 类别钢筋混凝 土杆 铁塔 杆塔倾斜度(包括挠度) 1.5％ 0.5％(适用于50m 及以上高度 的铁塔) 1.0％(适用于50m 以下高度的 铁塔) 横担歪斜度 1.0％1％ 铁塔主材相邻接点间弯曲度>0.2％ 不同高度的铁塔，不同长度的横担的最大允许倾斜按下式计算 杆塔最大允许倾斜范围△L=杆塔高度(H)×杆塔允许倾斜度 横担最大允许歪斜范围=横担固定间长度(L)×横担允许歪斜度 4.杆塔倾斜测量 1)使用经纬仪测量时，测量横线路方向倾斜，应将仪器支在距杆塔高度约1.5倍的地方， 与前后杆塔对应三点成一线的位置确定测量桩位。
2)经纬仪镜中线瞄准电杆边缘线，俯视电杆根部，测量其偏移的差值，即为电杆的倾斜距 离。 3)经纬仪镜中线瞄准铁塔中线挂线点螺栓1/2处，或铁塔纵向轴线位置，俯视铁塔根部， 做一标志，然后测量铁塔基准根开距离，取根开1/2作基准标点，测量标点与其准标点的差即为铁塔的倾斜距离。 4)顺向倾斜测量法同上。 输电线路GSM杆塔倾斜监测仪的应用 测量元件采用加速度传感器，采用增强型的51系列单片机W78E54B作为微控制器，GSM短信模块采用进口工业级短信模块，采用太阳能电池和铅酸阀控型蓄电池（12V/14Ah）混合供电方案，循环检测杆塔顺线路和横线路两个方向的倾斜角度、机箱内温度和内置电池电压，在预定时间以短信方式上报杆塔倾斜测量数据，当杆塔顺线路或横线路倾斜角度超过预定报警值时，按顺序向手机发出报警信息。 名词解释 采空区：指地下矿产被采出后留下的空洞区 杆塔的水平档距：杆塔两侧档距的平均值称为该基杆塔的水平档距 杆塔的垂直档距：杆塔两侧档距中导线弧垂最低点间的水平距离称为该基杆塔的垂直档距 中导线弧垂：见下图——
输电线路的基础种类是多少呢？经过查找资料统计应该有12种； 一、基础型式 1、复合式沉井基础 2、联合式基础 3、灌注桩基础 4、斜插式基础 5、大板式基础 6、阶梯式基础 7、岩石锚杆式 8、掏挖式基础 9、岩石嵌固式基础 10、金属基础 11、装配式基础 12、底拉盘基础 二、基础的作用（只叙阜阳地区常用的基础） 1、混凝土阶梯式基础 这种基础是传统的基础型式，适用各类地质，各种塔型，特点是大开挖，采用模板浇制。成型后再回填土，利用土体与混凝土重量抗拔，基础底板刚性抗压，不配钢筋。 缺点：由于阶梯式基础混凝土量大，埋置较深，易塌方，在流砂地区难以达到设计深度，固经常出现设计变更。 2、大板式基础 大板式基础的主要特点是；底板大，埋置浅，底板较薄，靠底板双向配筋，承担由铁塔上拔下压和水平力引起的弯矩和剪力。 优点是；易开挖成型，混凝土量能适当降低。 缺点是；钢筋用量大，占地面积大。 3、灌注桩基础 对于地质条件为流塑型的，地基持力层较深且基础作用力较大的耐张塔或直线塔，使用钻孔灌注桩基础，它主要靠桩周与土的摩擦力和桩端承载力承担基础上拔力和下压力。 优点是；施工方便，安全可靠，占地少，适合城区用。 缺点是；施工费用较高，用人工施工时危险因素大，施工量越少费用越高。 杆塔是支承架空线路导线和架空地线，并使导线与导线之间，导线和架空地线之间，导线与杆塔之间，以及导线对大地和交叉跨越物之间有足够的安全距离。 常规杆塔型号表示方法： （1）按杆塔用途分类代号含义：
（2）按杆塔外形或导线布置型式代号含义： （3）杆塔材料和结构代号含义： （4）分级代号含义 同一种杆塔型式按荷重不同进行分级，其分级代号用角注1、2、3……表示。 （5）高度代号含义 杆塔高度是指横担对地面的距离（m），称为呼称高，一般用数字表示。 （6）铁塔型号表示方法 铁塔型号由字母及数字共六个部分组成： 上例中表示，该塔为220kV直线酒杯型自立铁塔，第一级呼称高33m。 （7）钢筋混凝土杆型号表示方法 钢筋混凝土电杆型号与铁塔型号的表示方法基本相同，通常不写出线路电压等级的代号。例：NMeG2—21，表示无拉线耐张门型钢筋混凝土电杆，第二级呼称高为21m。 导线与建筑物之间的最小垂直距离（DL/T741-2001） 导线与山坡、峭壁、岩石最小净空距离（DL/T741-2001）