架空送电线路铁塔设计分析

电力科技架空输电线路铁塔结构设计要点分析张 琨（国核电力规划设计研究院重庆有限公司，重庆 401121）摘要：随着人们生活水平的不断提升，人们对经济与物质提出的要求也越来越高，对电力程度的依赖性也越来越大。

为了给人们提供安全稳定的输电线路，应当对电网结构进行完善，同时，需要科学设计架空输电线路铁塔设计，输电线路铁塔不仅是架空输电线路的重要组成部分，且在一定程度对导线、地线及附件起着支撑作用，其与我国的电力供应有着密切联系。

本文首先分析了介绍了输电线路铁塔，然后就输电线路铁塔的结构设计方法进行分析，最后探究了铁塔基础设计的优化策略。

关键词：架空输电线路；铁塔结构；设计要点在当前新时代背景下，人们对线路的安全运行提出了较高的要求，架空输电线路铁塔结构设计过程中，不仅能要考虑到其经济效益，还需要对铁塔的安全稳定性进行充分考虑。

在输电线路事故中，不合理的铁塔结构占据重要比例，因此，科学的设计架空输电线路铁塔结构工作具有重要意义[1]。

本文着重分析了架空输电线路铁塔结构设计要点，以此使输电线路铁塔结构的安全稳定得到提高。

1 输电线路铁塔结构设计简介所谓的输电线路铁塔就是电力铁塔，塔头、塔身塔腿是组成整个铁塔的主要部分，根据用途的不同输电线路铁塔的形状也有所差异，比如，耐张塔、直线塔、换位塔等，按照铁塔的形状一般分为五种类型，一是酒杯型，二是猫头型，三是上字型，四是干字型，五是桶型。

几片平面结构是构成输电线路铁塔塔架的主要部分，为了形成一个几何不变的塔架结构，需要组合各片平面桁架，还需要将横隔进行设置，设置的位置在各横截面的地方[2]。

2 输电线路铁塔结构设计要点在电力线路工程建设中，输电线路铁塔结构设计占据重要地位，在实际中，设计师应在相关的原理与方式基础上进行设计，将各种设计理念及思想充分发挥，以此使输电线路铁塔的安全性得到保障，以此更好的推动电力系统的良好发展。

面对不断变化和发展的经济，自然环境不断对输电线路铁塔的设计提出更高的要求，所以，科学的设计架空输电线路铁塔结构具有重要意义。

架空输电线路[110kV架空输电线路初步设计]110kV架空输电线路初步设计目录前言第一章原始资料介绍 1 第二章设计说明书 2 第一节路径的选择 2 第二节导线及避雷线部分 2 第三节导体的应力及弧垂 4 第四节杆塔的选择7 第五节杆塔基础设计11 第六节绝缘子及金具的选择13 第七节防雷防振及接地保护装置的选择16 第三章计算任务书18 第一节导线截面选择及校验计算部分18 第二节导线的应力及弧垂计算20 第三节导线的防振设计27 第四节杆塔头部尺寸校验29 第四章结束语31 参考资料31 附录一弧垂应力曲线图32 附录二杆塔一览图33 附录三杆塔基础34 附录四绝缘配合35 第一章原始资料介绍一、设计情况由于国民经济的高速发展，现有城市电网难以满足工业用电及人民群众生活用电的需求，需新建一110kV架空线路,该输电线路采用单回输电方式，线路总长5km，输送功率20MW，功率因数0.8，最大利用小时数为6000小时。

该地区用电量年增长率为18%。

该地区处于平原，该输电线路经过的地势较平坦，相对高度较小，沿线耕地较少，多为居民区、工厂、道路等，沿线树木较少，土质含沙量大，地下水位较浅。

二、设计气象条件表1-1 线路经过地区的自然条气象条件类别气温（ºC）风速(m/s) 覆冰厚度(mm) 最高气温+40 0 0 最低气温-20 0 0 最大风速-5 30 0 覆冰情况-5 10 10 年平均气温+15 0 0 外过电压+15 10 0 内过电压+15 15 0 安装情况-10 10 0 冰的比重0.9g/cm3 第二章设计说明书第一节路径的选择该线路从110kV（A站）构架出线至110kV （B站）进线构架线路全长5km，全线经过的地区地势较平坦，相对高度较小，沿线耕地较少，多为居民区，工厂，河流，道路等，沿线树木较少。

沿途有公路到达，交通运输方便，有利于施工、运行、维护。

经工作人员对本地地形反复考察绘制出的路径图如下所示。

第七卷35kV架空线路标准设计第一篇总论第1章总论1.1设计依据1.1.1 设计依据性文件南方电网公司关于配网工程标准设计的编制原则和指导意见。

1.1.2 主要设计标准、规程规范GB 50061-2010《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB 50009《建筑结构荷载规范》GB50545-2010《110kV〜750kV架空输电线路设计技术规范》GB50010-2002《混凝土结构设计规范》GB/T16434-1996《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》GB/T 4623-2006《环型混凝土电杆》DL/T5154-2002《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T5130-2001《架空送电线路钢管杆设计技术规定》DL/T5219-2005《架空送电线路基础设计技术规定》DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 599-1996《城市中低压配电网改造技术导则》DL/T 621-1997《交流电气装置的接地》Q/CSG 10012-2005《中国南方电网城市配电网技术导则》Q/CSG 10703-2009《110kV及以下配电网装备技术原则》Q/CSG 11501-2008《35kV及以下架空电力线路抗冰加固技术导则》Q/CSG 11503-2008《中重冰区架空输电线路设计技术规定（暂行）》1.2设计内容35kV架空线路标准设计包括杆塔的标准设计、机电组装图及加工图的标准设计。

杆塔的标准设计，即对于不同的杆塔材质、气象条件、导线截面、回路数等条件的组合，设计出一套系列化的标准设计杆塔。

机电组装图及加工图标准设计则包含张力弧垂放线表、金具组装图和接地装置图、铁附件加工图和等径杆加工图。

1.3模块划分及命名原则1.3.1 模块划分原则在本次标准设计中，架空线路针对一定电压等级、材质、气象条件、导线截面和回路数的组合而设计的一系列杆塔称为一个模块；张力弧垂放线表、金具组装图、接地装置图、铁附件加工图和等径杆加工图各为一个模块。

山区35kV架空输电线路的设计分析作者：庞晓峰来源：《科技资讯》 2012年第10期庞晓峰(安徽滁州供电公司安徽滁州 239000)摘要:35kV架空线路作为山区供电线路外送电源的主要线路,对保障山区供电具有重要影响。

本文阐述了山区35kV架空输电线路的设计内容,针对设计的初步工作和施工图设计分别进行了分析,并结合山区的实际情况,提出了设计时应注意的事项。

关键词:电力系统 35kV架空线路设计分析中图分类号:TM724 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(a)-0125-01对35kV架空输电线路的设计主要分为初步设计和施工图设计两部分,其主要内容为:选择合理的输电线路路径和导线型式,选择合理的杆塔型式,进行杆塔的受力计算和分析,计算导线和避雷线的应力弧垂,最后进行工程的预算分析。

所设计的35kV架空线路应保证运行的安全稳定性和经济合理性,保障山区的可靠供电。

1 设计的初步工作作为工程设计的重要阶段,设计的初步工作是明确设计原则,通过比较不同35kV架空线路路径的技术经济性选择最佳的设计方案,完成前期的准备工作,35kV架空线路设计的初步工作主要以下几方面。

1.1 确定导线和避雷线首先应结合山区的实际情况对电网规划的基础负荷资料及预先选定的导线截面进行分析和校验。

在当前的经济发展速度下,用电量需求增长迅速,因此一般情况下都是当线路投运后很快就会达到标准负荷甚至满负荷运行,但如果线路长期在超标准负荷的情况下运行,则会由于连接点的发热导致其运行寿命急剧下降,而且也给正常的安全运行带来了隐患。

因此,在选择35kV架空线路的导线截面时,应采用适中的原则,既不偏大也不偏小,且在确定完导线型号后根据相关规程的要求确定避雷线的型号。

1.2 合理分析气象条件35kV配电线路的设计基础之一就是当地的气象条件,应综合当地的气象资料和已有线路的运行情况综合分析,主要考虑以下气象条件。

(1)最高温度值:最高温度值用于架空线路最大弧垂的计算,此条件可保证架空线路的对地的安全距离;(2)最低温度值:最低温度值保证了导线的最大应力;(3)夏季最热月的平均温度值:此条件确定了导线的安全载流量;(4)最大风速值:此条件确定了架空线路受力部位的外负荷值,根据其可验证导线的安全距离水平;(5)雷电的日数:此条件是防雷设计的基础资料;(6)覆冰的厚度:此条件用于计算架空线路的机械强度。

浅析220kV架空输电线路杆塔间隙设计要点摘要：本文介绍一种较精确的计算方法，计算导线与直线塔塔头各部位的空气间隙距离，供设计新型直线杆塔及对已运行的输电线路杆塔在调整爬距后验算间隙裕度时使用.通过对绝缘架空地线并联间隙发生火花放电故障的处理和成因分析，暴露出线路切改工程中，原线路上新形成的耐张段分段绝缘地线缺少直接接地点的问题。

应充分考虑切改工程进行的改动对原线路地线运行方式的改变，并对此提出应对方案。

关键词：输电线路；绝缘架空地线；并联间隙前言近年来220kV及500kV高压、超高压输电线路大面积污闪事故时有发生，各地供电企业都在重新划分污秽区域及污秽等级，对已建成运行的输电线路进行绝缘子串爬距调整。

在污秽严重地区普遍增加绝缘子片数以加大爬距。

而我国目前采用的500kV超高压输电线路第二代杆塔的塔头尺寸比较紧凑，220kV、110kV输电线路杆塔塔头尺寸大都是60年代确定的.因此线路运行及设计人员在调整爬距及设计新线路时都需要进行大盈的塔头验算。

此外，设计尺寸经济合理的新杆塔也是线路设计人员的基本工作之一。

由于导线的几何形状是悬链线，邻近导线的塔头部位构件（通常称为曲臂）是空间直线，用常规的方法计算准确的空气间隙是很困难的.对于直线杆塔的塔头间隙，通用的计算方法是将空间间隙问题简化成平面间隙来考虑，即先计算导线悬垂绝缘子串的摇摆角，然后以绝缘配合要求的间隙距离为半径作平面间隙圆图，检查塔头各部位的间隙是否满足要求.在计算中对于塔身厚度，通常引入一个裕度B的方法来考虑其对间隙的影响。

由于各种直线塔的塔身厚度、坡度不同杆塔的使用条件不同，在不同的工艺下取用但不能准确地反映塔身厚度的影响。

若对于各种工况下的各种塔型的塔头均用手工作图法来确定间隙裕度（特别是对拉线杆塔的拉线间隙）则作图的工作里较大且很不方便。

1架空地线及其作用架空地线是架设在被保护的导线上方，保护导线免于遭受雷击的装置，又称避雷线，简称地线。

输电线路铁塔设计规范 篇一：输电线路铁塔 输电线路铁塔 输电线路塔是支持高压或超高压架空送电线路的导线和避雷线的构筑物。

类型根据在线路上的位置、作用及受力情况分类如表： 还可根据不同的电压等级、线路回路数、导线及避雷线的布置方式、材料及结构形式来确定塔的名称，例如:220千伏单回路导线水平排列的门型耐张跨越塔。

常见的悬垂型塔或耐张型塔如图。

500千伏台山电厂至香山输变电工程的崖门大跨越钢管塔，该塔位于新会区西江崖门边，在两岸各建一高塔，两座高塔跨越距离公里，塔高米，所用钢管直径达米，单塔重1650吨。

常见的悬垂型塔或耐张型塔, 崖门大跨越钢管塔 塔的尺寸和档距须满足电路要求：导线与地面、建筑物、树木、铁路、公路、河流以及其他架空线路之间，导线与导线、导线与避雷线之间，均应保持必要的最小安全距离。

避雷线对导线的保护角及使用双避雷线时两根避雷线之间的水平最小距离应满足有关规定。

荷载输电线路塔主要承受风荷载、冰荷载、线拉力、恒荷载、 安装或检修时的人员及工具重以及断线、地震作用等荷载。

设计时应考虑这些荷载在不同气象条件下的合理组合，恒荷载包括塔、线、金具、绝缘子的重量及线的角度合力、顺线不平衡张力等。

断线荷载在考虑断线根数（一般不考虑同时断导线及避雷线）、断线张力的大小及断线时的气象条件等方面，各国均有不同的规定。

结构计算 塔一般均简化为静态进行分析，对于风、断线、地震等动荷载，通常在静力分析的基础上，分别乘以风振系数、断线冲击系数、地震力反应系数来考虑动力作用。

输电线路塔的内力计算，与塔式结构和桅式结构相同，但须考虑下列两个问题： ①导线风荷载对塔的作用。

由于导线的支点间距较大（一般为200～800米）而横向摆动的周期较长（一般为5秒左右）,故应考虑风沿导线的不均匀分布及导线对塔的动力效应。

20世纪60年代初，许多国家的电力部门曾用实际的试验线路来测定导线在大风作用下的最大响应，并据此制订了实用计算法，其中有的已纳入本国的规程，但是由于受地形、测量仪器的精度、分析水平等各种因素的限制，这些实用计算方法还不能精确反映出真实情况。

关于500kV同塔三回架空输电线路杆塔方案的探讨作者：江巳彦来源：《城市建设理论研究》2013年第06期摘要本文尝试对500kV同塔三回输电线路的杆塔方案进行充分的技术经济比较，推荐出满足技术要求且经济合理的塔头布置型式。

Abastract: This paper attempts to technical and economic comparison of full 500kV three loop transmission lines on same tower project, recommends meet technical requirements and economic and reasonable arrangement of column head type.中图分类号：TM621.5 文献标识码：A文章编号：1.0 前言由广东电网公司建设的“大运会保供电”重点工程--500kV鲲鹏至宝安送电线路在局部地段拟利用现有线路走廊建设500kV同塔三回输电线路。

本文针对三回路线路的杆塔方案进行全面的研究比较，探讨在技术和经济上最优的塔头布置型式。

2.0 杆塔型式比较2.1塔头布置条件2.1.1 塔头空气间隙根据《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB 50545-2010）（以下简称“设计规范”）相关要求，线路所经地区海拔均不超过1000m，带电部分与杆塔构件的间隙，在相应风偏条件下，不应小于表2.1.1所列数值。

表2.1.1带电部分与杆塔构件的最小间隙2.1.2导线相间最小距离档距中央导线水平相间最小距离主要取决于较大的风引起的导线不同步摆动（或舞动）的条件，此时正常运行的工频电压不应使相间空气间隙击穿。

当导线采用水平排列时，对1000m以下档距，水平线间距离按以下公式计算：(2.1.2-1)当导线采用垂直排列时，采用公式(2.1.2-1)计算结果的75％。

2.1.3地线支架高度线路档距中央导线和地线间的最小距离按照设计规范中的经验公式来校验。

表B.0.1 施工组织设计/专项施工方案报审表★工程名称：秀峰（重坡）110kV变35kV送出工程编号：PD-SJXFX-008本表（含附件）一式 4 份，监理项目部存 2 份，建设单位（业主项目部）存 1 份，承包单位存秀峰（重坡）110kV 变35kV 送出工程：丙午35kV 变～凯口35kV 变35kV 线路π接入秀峰（重坡）110kV 变35kV 线路工程合同编号：060900〔2016〕01JJ11四川省南充市水电工程有限公司2016年07月铁塔组立专项施工方案铁塔组立施工方案批准：审核：编制：一、编制依据 (1)二、工程概况 (1)2.1施工项目及负责人 (1)2.2施工地点、时间 (1)2.3施工内容、等级、影响及限速范围、设备变化 (2)三、施工组织机构 (2)3.2施工单位组织、配合单位及配合内容 (3)3.3施工任务划分、工期及劳动力安排 (3)四、工序施工方法 (3)4.1 工艺流程 (3)五、铁塔组立前准备工作 (4)2、技术准备 (4)3、人员准备 (5)4、机具准备 (5)5、材料准备 (6)6、组立现场准备 (6)六.铁塔组立 (7)1、铁塔组装工艺流程 (7)2、铁塔的组装前准备工作 (7)3、吊主材及片材 (11)4、塔身的吊装 (12)5、曲臂的吊装 (13)6、横担的吊装 (14)七.组塔注意事项 (15)绝缘子的金具安装 (15)一、编制依据：1 GBJ50233-2005 《110-500KV架空电力线路施工及验收规范》2 Q/CSG10017.1-2007 《110-500KV送变电工程质量检验及评定规范》3 DL-408-91 《电力建设安全工作规程》（架空电力线路部分）4 JGJ160-2008 《施工现场机械设备检查技术规程》5 电力建设工程安全和环境管理设施规范应用手册6 安全生产监督规定安全生产工作规定7 《安规》、《行规》的相关规定；8 本线路相关施工图纸9 依据现场实际调查及设备现状。