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浅谈高压输电线路杆塔的设计应用摘要：随着我国电网的不断完善和发展，输电线路工程逐渐向大型化、规模化、长距离的趋势发展。
在输电线路结构设计中，也面临着复合材料的技术革新，本文结合应用实际，以高压架空线路设计中应用最为广泛的角钢塔及钢管杆塔作为切入点，对其设计应用提出一些新思路，为广大输电线路结构设计人员提供参考。
关键词：高压输电线路；杆塔结构优化设计一、杆塔在南方电网标准化设计形势下的设计应用1、杆塔结构设计存在的问题及不足输电线路杆塔结构是电力架空线路设施中特殊的支撑结构件，是导线、地线、绝缘子串和基础的联结纽带，其结构性能直接影响着输电线路的安全性、经济性和运行可靠性。
随着我国电网的不断完善和发展，输电线路工程向大型化、规模化、长距离的趋势发展。
由于我国地理条件复杂、山地及丘陵地貌较多，输电线路设计必须穿越大量的山地及河流，独立运行于人迹罕至的区域，为了保障杆塔的安全稳定性一般会留有裕度，但裕度控制不足则容易造成材料浪费。
大量钢结构杆塔的使用不仅消耗大量矿产资源，也给角钢塔及钢管型杆塔的设计制造、运行维护带来了诸多困难。
因此，杆塔结构设计选型及优化对工程投资起着重要影响。
2、南方电网公司推广标准化设计的背景及优势输电线路的杆塔设计是由工程的特点及工程实际需要所决定的。
其具体的影响因素主要有电压等级、回路数、导线界面、地形条件、气象条件、铁塔型式、线路海拔高度及绝缘子串形式等。
2010年，南方电网公司发布《南方电网公司110～500kV输电线路杆塔标准设计工作大纲》，组织各设计单位及省公司，对电网基建工程常用杆塔模块进行针对性的全新设计并且备案。
其标准化模块设计为广大杆塔结构设计节约了大量的计算及校核时间，优化了设计流程，促进输电线路结构设计的高速和高效发展。
3、积极研究杆塔新型复合材料，抢夺技术制高点。
在推行标准化设计的同时，南方电网公司积极参与新型复合材料在输电线路设计中的应用研究。
2012年深圳供电局组织的“输电线路负荷材料杆塔的应用研究”项目顺利通过验收。
两种新型电杆在35kv线路中的应用文章摘要：两网改造中，经常遇到线路走廊受限制的问题。
我局"城仝35kv线路剖接菜园变电所"工程，就遇到了此类问题。
该工程需将城仝35kv线路在121#杆处剖开，分为两条线路后"п"接进菜园变电所。
若按常规设计，应在同一走廊内平行架设两回35kv线路。
但是，由于线路走廊狭窄，并且途径近2km的经济林苗圃，赔偿费用太高，无论从经济上讲，还是从技术讲，实施都较困难。
对此，我们设计采用单杆架设双回35kv线路。
对于电杆的选择，通过咨询、考察，经过经济技术分析和多方论证，决定采用两种新产品--混凝土大弯矩电杆和薄壁离心......两网改造中，经常遇到线路走廊受限制的问题。
我局"城仝35kv线路剖接菜园变电所"工程，就遇到了此类问题。
该工程需将城仝35kv线路在121#杆处剖开，分为两条线路后"п"接进菜园变电所。
若按常规设计，应在同一走廊内平行架设两回35kv线路。
但是，由于线路走廊狭窄，并且途径近2km的经济林苗圃，赔偿费用太高，无论从经济上讲，还是从技术讲，实施都较困难。
对此，我们设计采用单杆架设双回35kv线路。
对于电杆的选择，通过咨询、考察，经过经济技术分析和多方论证，决定采用两种新产品--混凝土大弯矩电杆和薄壁离心钢管混凝土电杆。
1两种电杆的特点1.1混凝土大弯矩电杆的特点该电杆是根据国标gb462－94《环形预应力混凝土电杆》技术标准设计制造，钢筋采用φ20螺纹钢。
其外观与一般混凝土拔梢杆基本相同，锥度为75：1；杆头直径则为270mm，杆段制造长度为9m和6m两种，可根据需要任意组合。
杆段与杆段之间采用钢圈焊接，焊接方法以电焊为宜。
混凝土大弯矩电杆最大的特点就是弯矩大，其根部允许弯矩是相同杆型普通混凝土拔梢杆的2～4倍。
与普通混凝土拔梢杆不同的是，混凝土大弯矩电杆的根部采用法兰盘与地脚螺栓相连接，其基础采用现浇混凝土梯形基础。
高强度水泥电线杆在电力线路架设中的应用摘要：随着我国经济的持续快速的发展，我国的电力工业也在不断地发展，同时城乡工农业的发展对输配电线路的要求也在不断的严格，并且随着电压等级与容量的不断提高也对承载电线的水泥混凝土电杆提出了一些新的更高的技术要求。
在电力线路架设中需要引进高强度水泥电线杆。
本文主要研究了高强度水泥电线杆在电力线路架设中的应用探索，为在电力线路架设中使用高强度水泥电线杆提供支持。
关键词：高强度；水泥电线杆；线路架设；应用探索随着社会的不断发展与进步，我国的输电、配电线路由早出的单回路、小档距、线径小，逐步向多回路、大档距、大线经发展。
按现在国标生产的环形水泥电杆其力学性能已很难满足线路使用工况的要求，并且随着我国钢结构铁塔与输电钢管杆快速发展，钢结构铁塔与输电钢管杆在长度与强度等方面有较大的优势，它们的适用范围远远大于目前的水泥电杆，对水泥电杆的应用造成了比较大的冲击。
在这样的条件下，水泥电杆要发展就必须要服自身的缺点，提高水泥电线杆的长度与强度，同时通过与普通混凝土电杆与钢结构杆塔比较，得出高强度水泥电杆将成为输电线路上的主流线路器材，它的出现、推广及使用，必将产生明显的经济效益与社会效益，因此研制与开发高强度水泥电杆将成为必然。
1 配电线路杆塔应用现状普通的水泥电杆常常会由于长期受到垂直、水平方向不平衡张力的作用，出现疲劳现象，进而杆身就会出现浅表性裂纹，这时雨水与潮湿气体就会沿着裂纹逐渐向内部侵蚀，造成裂纹长度与宽度逐渐增加，甚至会在比较短的时间内出现局部酥裂露筋。
而钢结构铁塔在一些重工业区，由于大气污染比较大，空气含有的大量二氧化碳与二氧化硫等酸性物质很容易对防锈层进行腐蚀，所以在这些地区，钢结构铁塔一般会在10年左右就会被破坏，同时钢结构铁塔的造价比较高，后期维修费用也比较高，会在很大程度上增加输电线路施工的预算费用。
因此在这样的条件下，水泥电线杆必须要克服自身的缺点，研制与开发高强度水泥电线杆，尽可能提高电线杆的强度与长度来适应现代输电线路的要求。
杆塔有哪些分类？有什么作用？杆塔是电的桥梁，它支持着导线、绝缘子和横担，把发电厂发出的电输送到用电处。
1.杆塔按所用材质的不同可分为木杆、水泥杆、金属杆三种。
1.1木杆。
木杆重量轻，便于运输与施工，绝缘性能好，可是机械强度低，利用年限较短，日常的维修工作量比较大，我国由于木材资源不足，一般不做推行利用，目前仅用于低压配电线路。
规格上有：（以防腐油杆为例）6米（￠12）7米（￠12）8米（￠14）9米（￠18-20）10米（￠18-20）12米（￠18-20）1.2水泥杆（钢筋混凝土杆）。
目前在我国城乡35KV及以下的架空线路被普遍利用。
水泥钢具有利用寿命长、美观、保护工作量小等长处。
采用分段带拉线水泥杆后，大体可知足各类跨越杆高度的要求。
其缺点是比较笨重，给运输、施工带来不便，山区尤其突出。
在水泥杆中利用最多的是锥型环形水泥杆，也叫拔梢杆。
拔梢杆分普通型和预应力两种。
预应力杆由于利用钢筋截面小，杆身壁厚能够薄些，能够节约钢材，还减轻了杆的重量，造价也相应的降低，因些城乡和工矿企业事业单位中取得普遍应用。
电杆的截面形式有方形、八角形、工字形、环形或其他一些异型截面。
最常采用的是环形截面和方形截面。
电杆长度一般为4.5～15米。
环形电杆有锥形杆和等径杆两种，锥形杆的梢径一般为100～230毫米，锥度为1:75；等径杆的直径为300～550毫米；二者壁厚均为30～60毫米。
80年代，中国进展离心法环形预应力混凝土电杆。
其制造工艺主如果将钢丝骨架在钢模内纵向张拉，然后使混凝土在离心力作用下将多余水分挤出，从而大大提高混凝土的密实性和强度。
为了使混凝土能较快地达到设计强度的70%以上，可进行蒸汽养护，以缩短脱模周期。
利用预应力混凝土电杆比用普通钢筋混凝土电杆节约钢材，而且还能提高抗裂性和利用寿命。
按照送电线路的不同，能够分成下面三种1.2.1低压水泥杆，绝大部份用机械化成批生产的拔梢水泥杆，梢径一般是150mm，拔梢度是七十五分之一，杆高8到10米。
大弯矩底部法兰盘电杆及描述
描述：
1、电杆设计弯矩大，承载力大，是普通电杆的3-5倍。
可用于
小角度转角杆或终端杆，无需架设拉线，施工非常方便；
2、在满足线路设计弯矩的条件下，可代替薄壁离心钢管塔，
或与钢管塔配套使用，工程造价低，可大大降低工程成本；
3、当线路经过城区、工业区和居民区等路径走廊或杆塔基础
征地面积受限制地区时，使用该电杆可不需架设拉线，
占地面积小，施工快捷；
4、立杆施工简便，可在施工现场预制基础桩，并预留
地脚螺栓，主杆底部设置法兰盘与基础桩连接，安全
可靠简便，无需敷设底盘、拉线盘和拉线等。
5、线路维修时，可只更换主杆，施工周期短，施工费用大大降低。
技术与市场技术应用２０１９年第２６卷第３期新型高强度水泥电杆在１０ｋＶ线路中的应用戴庆文（河源市电力线路器材厂，广东河源５１７０００）摘 要：城镇配电线路和高压线路不断增多，为了确保架空线路和１０ｋＶ线路安全可靠，在安装搭架时，应高度重视应用新型高强度水泥电杆。
此种新型电杆在使用过程中，可以稳定１０ｋＶ线路，并且无需定期检查就能够长时间确保线路的稳定性。
此外，还可以防水、降低成本及保护线路，有效确保１０ｋＶ线路的安全性和稳定性，保证配电网和１０ｋＶ线路始终平稳供电。
关键词：新型；高强度水泥电杆；１０ｋＶ线路；安全性ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１９．０３．０４１! 引言１０ｋＶ线路因线路交错复杂经常发生故障，致使线路无法稳定供电，导致电力设备停电，还易烧坏线路，中断供电，不仅降低配电网的稳定性，还易发生触电事故，造成人员伤亡，难以确保１０ｋＶ线路安全，为了改变这一现状，文章介绍了一种新型高强度水泥电杆，在实际应用中确保电网线路平稳运行，进一步提高１０ｋＶ线路的可靠性和稳定性。
" 高强度水泥电杆的特点和应用意义过去，电力企业安装的水泥电杆使用寿命较短，需要定期维护，不断增加费用，影响到电力企业的经济效益。
现如今推出了一种新型高强度水泥电杆（如图１所示），此种电杆在１０ｋＶ线路中运用，能够增强１０ｋＶ线路的强度和硬度，使线路不易折断。
在恶劣的天气下，保护各处的线路，确保电流始终平稳传送，该高强度水泥电杆具有实用性和良好的性能。
此种新型水泥电杆弯矩大，这是其主要特点之一。
安装过程中与１０ｋＶ线路和焊接杆体固定，支撑各处的电线和电杆，确保各处连接的电线稳固，不易倒塌，保证１０ｋＶ线路安全，防止发生触电和安全事故。
此外，高强度水泥电杆适用于安装分支杆、终端杆，有效增强承重力，有利于保护线杆和电线，还能够降低成本。
图１ 新型高强度水泥电杆图# 一种新型高强度水泥电杆在"!9:线路中的应用２．１ 结合高强度水泥电杆设计线路要想确保１０ｋＶ线路稳定输送电流，应注重安装高强度水泥电杆，在安装之前，相关工作人员应全面了解水泥电杆的高度、优点等，结合安装的高度设计１０ｋＶ线路的长度，保证拉升的线路与电杆连接紧密，如果在实际的工作中没有重视根据电杆高度设计线路，将会导致电杆与各处线路无法连接，无法形成回路，致使线路延伸不到各处，影响各个地区用电。
浅谈超高性能特种大弯矩电杆的应用摘要：本文结合了多年的工作经验，主要对超高性能特种大弯矩电杆的应用进行了探讨分析，可供大家参考交流。
关键词：水泥电杆现存问题技术原理应用前景1、前言目前我国的输配电线路建设逐步向超高压、特高压、大档距、大线径、多回路方向发展，我国常规的水泥电杆可以应用在220kV及以下的输配电线路中，改革开放前期，我国高压输电线路以10kV、35kV、66 kV 输电线路为主，这些等级的输电线路对线路器材的要求相对较低，所以常规水泥电杆可以满足要求。
如果线径加粗、回路增加、增大档距对水泥杆及金具的要求就要提高，所以普通水泥杆的力学性能很难满足线路安全运行的要求。
随着高强度大弯矩环形部分预应力混凝土电杆的出现、推广及使用，可以肯定在今后相当长的一个时期内，在35kV-220kV架空输电和10kV配电线路，以及城市电网建设中，水泥电杆不但不会被钢结构杆塔所淘汰，相反，还会取代相当一部分钢结构杆塔。
2、背景及现存问题目前，由于受海南当地气候环境等条件影响，35kV、110kV新建或改造线路设计基本以铁塔为主,且塔型多采用高跨设计，铁塔呼高较高，耐张塔比例大，10kV线路设计基本以普通电杆为主。
随着塔基占地问题的凸显，包括线路走廊受限、占地理赔难度大、营商环境要求高、线路路径选择难度大等矛盾，选择使用占地面积小的塔基，可有效调和塔基占地问题。
从减小塔基占地面积的角度出发，若不改变杆塔输电线路性能，减小塔基占地面积，需增强杆塔自身材料特性，即采用超高性能度、高耐久性、高韧性和体积稳定性良好的超高性能混凝土电杆材料，使杆塔具有更超高强度的优良性能，耐碳化腐蚀、耐盐腐蚀、抗渗透、耐化学指标等指标高等特点，且操作简单。
最终可达到杆塔占地面积小、施工简单、具有承载负荷大、节约费用、使用寿命长且无需二次维护、防腐能力强、抗台风能力强的特点，组装高度最高可达48m，能减少线路青赔，满足高电压线路大跨越，若遇自然灾害，由于大弯矩杆重量轻质，搬运方便可加快线路恢复抢修进度。
3、采用的技术原理与技术关键点及创新点3.1电杆结构设计的参考标准。
在对电杆结构设计时，《电杆标准》第5.2.1.1条款仅规定纵向受力钢筋用量，应由设计计算确定。
《电杆标准》中没有给出配筋设计加工图等具体要求，仅对荷载等级、力学性能检验方法和出厂检验进行规定，这样便于生产厂家充分利用新材料、新技术、新工艺、新装备。
在具体的杆型设计中必须符合GB5010《混凝土结构设计规范》、DL/T5154-2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》及《电杆标准》的要求。
3.2 具有更超高强度的优良性能，且它的耐老化、耐火性能均优于其他杆塔材料，且价格也远低于其他杆塔材料。
近年来，由于广泛采用高强度钢筋和高等级混凝土，钢筋混凝土电杆的抗弯强度值很容易满足，但挠度通常满足不了，如φ190×12×M级钢筋混凝土电杆，如果仅从抗弯强度计算完全满足标准要求，但是如果过度抽筋，挠度就满足不了，配筋10根12米长、两根10.5米长、两根9米长、两根7.5米长，方可满足挠度要求；而许多大弯矩部分预应力混凝土电杆抗弯强度和挠度能满足，但开裂检验系数满足不了。
因此，在设计、生产、检验混凝土电杆时，抗弯强度、开裂检验系数、裂缝宽度、挠度等指标必须同时符合标准要求，方可判定为力学性能合格。
随着低碳、环保、高效、节能、降耗、资源共享等政策的提出，普通水泥和等径预应力混凝土电杆因其开裂弯距较小，在许多情况下，普通混凝土电杆需要打拉线来满足线路使用要求，而打拉线会占用大面积的土地，为节约土地资源，需要能承受更大弯距的电杆出现。
一般大弯矩混凝土电杆属于部分预应力结构，电杆直径为230-290mm的大弯矩电杆，无拉线，多应用在承力杆型中，要求在长期荷载作用下不能出现裂缝，电杆在运行过程中，长期荷载一般为短期荷载的50%-70%，不超过80%，所以部分预应力电杆开裂检验系数允许值≥0.8，这也要求大弯矩部分预应力电杆的开裂检验系数必须合格。
因此在研究超高强混凝土电杆在直线杆和转角杆的试验方案中，侧重对杆进行真型力学试验分析试验荷载，对杆身风荷载、杆身风荷载和地线荷载叠加、杆身风荷载和导线荷载叠加三种方式增加50%、75%、90%、95%、100%顺序的纵向荷载，垂直荷载一次缓加至100%，垂直荷载一次卸至0%，以验证杆设计的正确性、合理性、可靠性。
经过对混凝土大弯矩电杆与钢管杆的比较可发现，大弯矩混凝土电杆在做直线杆时，单基重量比钢管杆单基重60%-70%；大弯矩混凝土电杆在做直线耐张杆时，单基重量比钢管杆重1倍，但大弯矩混凝土电杆比钢管杆节省钢材80%左右，单基价格要比钢管杆降低20%-30%。
3.3 超高性能度、高耐久性、高韧性和体积稳定性良好的超高性能混凝土电杆材料，使用独特的专利工艺技术研制而成。
近几年钢筋混凝土制品用原材料飞速发展，工艺不断完善，选择范围越来越广，如减水剂、减气剂，耐腐蚀添加剂，水泥纤维的应用，高强度钢筋的出现，预应力混凝土用钢棒的应用，高标号水泥的应用等为水泥电杆的发展提供了基础条件。
改进混凝土配合比，掺入特殊外加剂及活性材料，提高混凝土强度等级，大大提高了产品抗腐蚀性和耐久性，延长产品的使用寿命。
本项目采用超高强混凝土，是通过砼配合比试验，将水泥强度由C80提高到C100。
3.4 操作简单，组装杆分焊接组装和法兰组装，焊接杆采用钢板圈焊接方式组装，法兰杆是以镀锌法兰圈作为连接头的组装电杆，不打拉线，完全可以替代钢管杆、铁塔，可作直线、转角和终端杆。
该电杆是根据国际GB462-94《环形预应力混凝土电杆》技术标准设计制造，钢筋采用直径20mm螺纹钢，其外观与一般混凝土拔梢杆基本相同，锥度为75:1；杆头直径为270mm，杆段制造长度为9m和6m两种，可根据需要任意组合，杆段与杆段之间钢圈焊接，焊接方法以电焊为宜。
混凝土大弯矩电杆最大的特点就是弯矩大，其根部允许弯矩是相同杆型普通混凝土拔梢杆的2至4倍。
与普通混凝土拔梢杆不同的是，混凝土大弯矩电杆的根部采用法兰盘与地脚螺栓相连接，其基础采用现浇混凝土梯形基础。
横担是钢板焊接的弧形横担，焊接抱箍与杆体固定，两只组合为一层横担，现场安装非常方便，这种电杆适合做直线杆使用，也可以做直线耐张杆使用。
3.5 中间连接法兰设计应注意四方面问题。
《电杆标准》第5.2.2.1条款规定：电杆接头可采用法兰盘连接，法兰盘应按设计图纸制造，其质量应符合GB50205-2012《钢结构工程施工质量验收规范》的规定，法兰盘应进行热浸镀锌或热喷涂锌防腐处理。
许多企业的法兰盘没有委托专业设计院设计，多为自行设计或模仿制造。
3.5.1在满足螺栓间最小容许距离的情况下，尽量增加法兰连接螺栓的数量，因为根据DL/T5130-2001《架空送电线路钢管杆设计技术规定》8.3.3中有关计算公式可知，螺栓数量越多，法兰板上均布荷载越小，法兰板及加劲板的板厚越薄。
这样不仅能增加法兰盘的承载能力，还可以减轻法兰重量，节约成本。
3.5.2法兰螺栓尽可能采用高强度螺栓，以减少螺栓直径规格。
因螺栓直径越小，法兰盘的宽度才能减得越小，螺栓更能接近管壁，附加弯矩值随之减小，对提高法兰承载力，减小法兰盘厚度很有利，而且加工出来的法兰更加经济、小巧、美观。
10.9级高强螺栓建议谨慎使用，因DL/T284-2012《输电线路杆塔及电力金具用热浸镀锌螺栓与螺母》中指出，10.9级螺栓热浸镀锌后，氢脆风险较大，设计时要谨慎选用，采用时供需双方应探讨采取有效的预防氢脆措施。
3.5.3平面法兰分为有加劲板法兰即刚性法兰和无加劲板法兰即柔性法兰两种。
刚性法兰由法兰盘、加劲板及钢管端部焊接成整体，具有较大的强度和刚度，能够较好地满足承载力要求。
建议设计中采用刚性法兰连接方式。
3.5.4中间连接法兰分为内法兰和外法兰两种，建议弯矩值较大的、杆长超过21米的部分预应力混凝土电杆采用外法兰连接。
4能解决的主要问题及应用前景目前，已有类似超高强混凝土电杆在河北省任丘市临河至七间房35kV等项目应用。
当前研究的超高性能特种大弯矩电杆，在电力线路应用中属于较为实用的新型设备，设计出来的大弯矩电杆和传统用的混凝土电杆，从外形上看并没有很大的区别。
从角度方面来看，锥度比是75：1，混凝土的弯矩电杆杆头的直径大约在265mm左右。
用混凝土弯矩电杆可以更好的进行电力线路设计的铺设，主要因为混凝土大弯矩电杆的最大的特点就是弯矩大，电杆组合起来就会非常便捷。
在进行电力线路施工建设的时候，我们可以把多个混凝土大弯矩电杆自由的进行组合，多个电杆相互之间能够直接用电焊等来焊接，有效提高了电杆质量，由于弯矩电杆弯矩比较大，电力线路在施工建设的过程中，混凝土大弯矩电杆安装起来比传统混凝土弯矩电杆相比有着简单、快速、省时等特点，适合用在工程力度比较大，工程项目比较紧的高压电力工程项目。
实现具有线路土建占地面积小、免打拉线、节约占地补偿费用，施工简单、缩短工期，具有承载负荷大的优势，可根据用户提供的线路条件选定杆型。
大弯矩电杆采用套筒插入技术，开挖量小，无需钢筋基础，使用寿命长且无需二次维护，避免钢结构杆塔因长时间而生锈所导致的影响市容。
采用特殊生产工艺，防腐能力强、抗台风能力强。
组装高度最高可达48m，能减少线路青赔，能解决高电压线路大跨越，若遇自然灾害，由于大弯矩杆重量轻质，搬运方便可加快线路恢复抢修进度。
5结语随着社会的不断发展，输配电线路建设越来越多，高强度大弯矩电杆的生产一定会给工程带来更好的运行保障，使之成本更低、应用更耐久、运行更安全，在节能、降耗、资源共享、节约土地等方面更符合政策要求，相信高强度大弯矩电杆的推广及使用，必将产生明显的经济效益和社会效益。
参考文献：[1]曹文典,吴婷.超高强混凝土研究现状及在电杆中的应用研究[J].江西电力,2020(10):49-53.。
