输电线路杆塔结构风荷载分析 肖丁文

深圳电网某 110kV老旧架空线路杆塔抗风能力评估摘要：台风对所登陆地区电网安全运行带来巨大挑战，为满足深圳市对电网运行可靠度不断提高的要求，通过对比不同时期采用不同标准设计建设的线路杆塔风荷载进行对比，利用前人经验，对某110kV线路杆塔进行防风安全评估，为后续工程提供参考。

1引言近年来，随着深圳市经济建设发展，为满足城市建设用地和城市美观要求，已开展部分架空线路下地工作，但仍然存在为数不少的架空输电线路，受温室效应影响，极端天气的日趋频繁，台风灾害给深圳及周边电网造成极大威胁。

如2014年“威马逊”、2015年“彩虹”、2017年“天鸽”、2018年“山竹”等台风均对所登陆地区电网造成重大损失。

深圳市作为我国东南沿海地区发展的龙头，高科技企业不断涌现，用电需求不断提高，对电网运行可靠性提出了更高的要求。

依据南方电网公司的工作要求，为提高深圳电网的运行可靠度，应对台风灾害潜在危险，避免“天鸽风灾”类似事故发生，有必要对深圳电网架空线路的防风能力进行安全评估。

自从改革开放三十多年来我国输电线路行业的设计标准也经历了多次修编。

从《架空送电线路设计技术规程》（SDJ3-79）、《110～500kV架空送电线路设计技术规程》（DL/T 5092-1999）、《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB 50545-2010）到架空输电线路荷载规范（DL/T 5551-2018）。

由于输电线路的建设年代不一，采取的设计标准也不一样，使得现有的线路存在防风能力不一致的情况，越早建设的线路，防风能力普遍越低。

为此，本文针对不同时期建设的架空输电线路，通过对比其设计规范的变化，对杆塔防风能力进行评估。

2不同设计规范风荷载对比为方便比较，本文统一以220kV普通线路工程杆塔，全高不超过60m杆塔，常见B类地形为研究对象。

在线路设计中，风荷载与抗风能力的关联最为直接。

深圳电网220kV架空输电线路建设采用的主要规范风荷载计算对比如下：2.1《架空送电线路设计技术规程》（SDJ3-79）钢结构采用允许应力法设计，设计安全系数1.5。

架空输电塔线体系有限元建模及风载分析摘要：随着电网建设规模的不断扩大，超高压、特高压的输电线路不断增多，其大多途经地质环境复杂、气象条件多变的中、重冰区，覆冰期发生的倒杆、倒塔、断线等事故造成了重大经济损失。

因此，研究并设计以在线监测为基础的输电塔线体系安全状态评估模型并进行短期的安全状态预测，是保证电网安全可靠运行的重要环节。

关键词：架空输电；塔线体系；有限元；模态分析；风载分析引言高压输电线路在运行过程中由于电压等级高，输电线路长，会对周围的环境产生强电磁场，对人体健康和信号通讯造成的影响不可忽视．研究高压输电线路周围电场和磁场分布，对确定输电线路的电压等级有指导意义．同时，输电线路输送电力的能力与电力系统稳定性密切相关，研究学者较多将等面积准则应用于电力系统稳定性的研究中。

1特高压架空输电线路放线的重点以及主要特征特征一：该项技术是特高压架空输电线路中使用频率最广泛的操作方式，可以有效保障线路施工的安全性与稳定性，也可以加快施工整体速度。

特征二：该项技术还可提高施工质量以及速度，降低施工难度。

传统输电线路的架线工作需要人工辅助完成，虽然操作简便，但工作人员在展放导线的过程中会进行拖拽动作，导致导线出现磨损或是损坏问题，降低其使用寿命，同时该种方式施工效率较低。

而张力放线技术主要借助牵引机以及张力机等辅助设备，可以让线路展放时保持张力状态，保证导线的完整性，也加快了导线展放的施工速度。

2铁塔基础本地区电网公司架空输电线路铁塔基础偏心测量难度大，耗时长，亟待调整和优化，其具体表现在:1)预投入高。

施工单位要投入大量的人力进行预试，由于基础中心点偏心定位与基础螺栓中心点偏移验收操作时间长，效率低下，增加了人工成本;2)精确性差。

精确定位基础中心点的偏移单位都是以毫米为单位进行计算，而目前中心点定位均是由手工进行操作，在看尺、划线、计算时容易出现偏差，影响基础中心点的精确度;3)风险较高。

对于基础露高大的情况，测量人员需要站在基础顶面才能进行测量，而测量中心点的时间长，容易造成验收人员高处坠落的人身安全风险;4)效率低下。

d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2019.03.028耐张输电塔杆件风致应力分析李宗义(武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室,武汉430070)摘 要: 为了研究耐张输电塔的风致响应和应力特点,首先基于有限元理论建立了耐张输电塔的分析模型,建立了其风振响应和应力的计算方法㊂以南部沿海地区某实际耐张输电塔为对象,分析了结构体系的风致响应和杆件应力㊂研究表明:结构的风致响应显著,部分斜材杆件应力超过了屈服强度,结构已经达到了承载力极限㊂关键词: 耐张输电塔; 风致响应; 运动方程; 风致应力I n v e s t i g a t i o no n W i n d -i n d u c e dS t r e s s o f aT e n s i o n i n g T r a n s m i s s i o n T o w e rU n d e r S t r o n g Wi n d L IZ o n g -yi (K e y L a b o r a t o r y o fR o a d w a y B r i d g e a n dS t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g ,W u h a nU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ,W u h a n430070,C h i n a )A b s t r a c t : I no r d e r t o s t u d y t h ew i n d -i n d u c e d r e s p o n s e s a n d s t r e s s o f a t e n s i o n i n g t r a n s m i s s i o n t o w e r ,t h e a n a l y t i c a l m o d e l o f a t e n s i o n i n g t r a n s m i s s i o n t o w e rw a s f i r s t e s t a b l i s h e d b a s e d o n f i n i t e e l e m e n tm e t h o d .T h e a n a l yt i c a lm e t h o d o f w i n d -i n d u c e d r e s p o n s e s a n ds t r e s s e sw a sa l s oc o n s t r u c t e d .T h e n ,ar e a l t e n s i o n i n g t r a n s m i s s i o nt o w e rc o n s t r u c t e di n s o u t h e r n c o a s t a l a r e a s i nC h i n aw a s t a k e n a s a n e x a m p l e t o i n v e s t i g a t e t h ew i n d -i n d u c e d r e s p o n s e s a n d s t r e s s e s .T h e o b -s e r v a t i o n s i n d i c a t e t h a t t h e s t r u c t u r a lw i n d -i n d u c e d r e s p o n s e s i s o b v i o u s .T h e s t r e s s e s o f s o m e s k e w m e m b e r s i s l a r g e t h a n t h e y i e l d i n g s t r e s s a n d t h e s t r u c t u r e r e a c h e s t h eu l t i m a t e s t a t e o f t h e f o r c e -b e a r i n g c a p a c i t y .K e y w o r d s : t e n s i o n i n g t r a n s m i s s i o n t o w e r ; w i n d -i n d u c e d r e s p o n s e s ; e q u a t i o no fm o t i o n ; w i n d -i n d u c e d s t r e s s 收稿日期:2019-03-23.基金项目:南方电网公司科技项目(G D K J X M 20161994(030800K K 52160004))㊁住建部科技计划项目(2017-K 5-003).作者简介:李宗义(1995-),硕士生.E -m a i l :l z y _w h u t @163.c o m 输电线路是全世界分布最广,绵延最长的工程结构㊂由于气候变化,台风天气频率和风速在增高,导致输电杆塔破坏倒塌事故频繁[1,2]㊂这正严重威胁着全世界输电线路的正常运营,严重影响社会的正常秩序,给人民生产生活带来了巨大的经济损失㊂我国每年都有输电杆塔在强台风中因结构构件的风致损伤而发生破坏或倒塌[3,4]㊂特别是在我国广东沿海地区,每年均有强台风引起的输电线路损伤破坏事件发生㊂在强风作用下输电线路的破坏受到社会广泛关注,准确评估输电塔承载力也成了电力系统的一大难题㊂因此,分析研究在强风荷载作用下输电杆塔的破坏效应和破坏倒塌机理,可以了解目前输电线路设计建造和维护过程中的不足,可以进一步提出相关的加固处置措施,这具有十分重要的工程意义㊂但目前针对输电塔线体系风致响应的研究还不完善㊂基于此,该文以南部沿海某实际耐张输电塔工程背景,研究了其在强风作用下的动力响应和杆件应力,为输电杆塔的抗风防灾提供参考㊂1 杆塔风致响应分析耐张输电塔塔线体系的风致响应研究可以基于有限元方法开展㊂首先可采用空间梁单元模拟输电杆塔,其次可以采用索单元模拟输电线㊂塔线体系的刚度矩阵和质量矩阵可表示为[5]K =K t +ðn c i =1K i l (1)201建材世界 2019年 第40卷 第3期M=M t+ðn c i=1M i l(2)式中,n c为导地线数量;M为塔线体系的质量矩阵;K为塔线体系的刚度矩阵㊂M t为耐张塔质量矩阵;K t为耐张塔刚度矩阵;M l为单根输电线质量矩阵;K l为单根输电线刚度矩阵㊂耐张输电塔线体系在风荷载作用下的运动方程为M x㊃㊃(t)+C x㊃(t)+K x(t)=W(t)+G(3)式中,x(t)㊁x㊃(t)和x㊃㊃(t)分别为耐张塔线体系的位移㊁速度和加速度响应;C为塔线体系整体阻尼矩阵;G为塔线体系自重;W(t)为塔线体系的风荷载向量㊂塔线体系作为强非线性体系,在风荷载和自重作用下的动力响应需通过非线性迭代方法进行计算㊂因此通过N e w t o n-R a p s h o n迭代法对塔线体系的风致响应进行分析研究㊂2杆件应力分析输电塔杆件的细部风致应力分析需通过建立局部的精细化有限元模型才能开展㊂在此采用多节点实体单元建立N5023节点的精细有限元模型,研究过程中考虑了螺栓的预紧力和摩擦接触效应㊂该节点精细模型的刚度矩阵K n为K n=ʏΩe B T D B T dΩ(4)式中,D为弹性系数矩阵;B为几何矩阵;Ω为实体单元积分区域㊂作用于节点上的由于风荷载所产生的等效节点载荷P n可表示为P n=ʏΩe N T b dΩ+ʏS e p N T p d A(5)式中,b为体积力向量;p为分布力向量;N为形函数㊂在节点细部风致受力分析中需采用非线性迭代算法进行多次迭代计算,迭代过程采用位移收敛准则x j+1=x j+Δx j(6)若不平衡力足够小并满足设定的标准值则计算完毕㊂如果不满足设定的收敛准则,则重复以上步骤直至满足收敛准则为止㊂3算例研究我国南部沿海地区某实际输电线路为例进行了耐张输电杆塔抗风承载力研究,该输电塔线体系如图1所示㊂图中1号塔为耐张塔,塔高36m㊂右侧2号塔为直线塔,塔高62.5m㊂耐张塔两侧档距不等,其中左侧和右侧档距分别为553m和532m㊂导线型号为L G J Q R e-300,地线型号为G J-50㊂最上层为地线,余下3层为导线㊂杆塔材料为Q235和Q345钢,弹性模量2.01ˑ1011N/m2,密度7.85ˑ103k g/m3㊂该耐张塔划分为1700个单元,1100个结点㊂2号塔右侧档距为短档距为490m㊂垂直于线路方向为x向(平面外方向),顺线路方向为y向(平面内方向),沿高度方向为z向㊂图2给出了耐张塔的结构示意图㊂在此首先进行了1号耐张塔线体系的风致响应分析计算,图3给出了塔顶不同方向的风致响应结果㊂分析研究表明,该结构在强风作用下风致响应显著㊂2号输电塔部分杆件在强风作用下首先由于内力过大而进入塑性状态,杆件的承载力迅速下降并失去承载能力,塔身开始发生明显的倾斜并最终倒塌破坏㊂随后1号耐张塔则在2号输电塔倒塌拉紧导线所产生过大导线动张力和自身强风荷载作用下,部分杆件发生了损伤进入塑性状态并失去承载能力,从而导致整体结构破坏倒塌㊂此外还研究了耐张塔下部N5023节点区域的部分杆件的承载力状况㊂图4显示了该节点区域的斜材杆件连接细部和精细有限元模型㊂图5给出了不同斜材杆件的应力分析结果,并且还考察了导线档距不同的情况下,杆件承载力的变化状况㊂301由图中结果可知:所有档距下,斜材4的应力水平最高,其次是斜材5,斜材6最小㊂斜材4的应力在所有档距下都达到或超过了屈服强度235M P a ,并处于屈服阶段,斜材5的应力随档距的变化而变化,532m 档距下的应力最小,800m 档距下的应力最大,档距不超过600m 时,应力水平相差不大,超过600m 后,随着档距增加,应力明显增加了㊂斜材6的应力随着加载强度系数的增大反而在减小㊂通过此分析可知,斜材4的受力最大,杆件进入屈服阶段㊂4014结语针对耐张输电塔的风致响应和应力特点的研究,首先基于有限元理论建立了耐张输电塔的有限元模型,进一步建立了其风振响应的分析方法和应力计算方法㊂以南部沿海地区某实际耐张输电塔为对象,计算了结构体系的风致响应和杆件应力㊂研究表明:结构的风致响应显著,部分斜材杆件应力超过了屈服强度,结构已经达到了承载力极限㊂参考文献[1] Y a s u iH,M a r u k a w aH,M o m o m u r aY,e t a l.A n a l y t i c a l S t u d y o n W i n d-i n d u c e dV i b r a t i o no fP o w e rT r a n s m i s s i o n T o w e r s[J].J o u r n a l o fW i n dE n g i n e e r i n g a n d I n d u s t r i a lA e r o d y n a m i c s,1999,83(1-3):431-441.[2] H a r i k r i s h n aP,A n n a d u r a iA,G o m a t h i n a y a g a m S,e t a l.F u l lS c a l e M e a s u r e m e n t so f t h eS t r u c t u r a lR e s p o n s eo f a50mG u y e d M a s tU n d e rW i n dL o a d i n g[J].E n g i n e e r i n g S t r u c t u r e,2003,25(1):859-867.[3]李鹏云,陈波,张峰,等.不对称导线对输电转角塔动力性能影响研究[J],武汉理工大学学报,2012,34(8):113-117.[4]陈波,瞿伟廉,郑瑾.输电塔线体系风振反应的半主动摩擦阻尼控制[J].工程力学,2009,26(1):221-226.[5] C h e nB,Z h e n g J,Q uW L.C o n t r o l o fW i n d-i n d u c e dR e s p o n s e o f T r a n s m i s s i o nT o w e r-l i n e S y s t e mb y U s i n g M a g n e t o r h e o-l o g i c a lD a m p e r s[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f S t r u c t u r a l S t a b i l i t y a n dD y n a m i c s.2009,9(4):661-685.501。

特高压输电线路杆塔受力分析与优化一、引言特高压输电线路作为电力系统中的重要组成部分，其传输能力是保障经济社会发展和人民生活所必需的。

而输电线路的杆塔结构是保证输电线路正常运行、安全稳定的重要保障，其受力分析与优化对于保证输电线路的可靠运行至关重要。

二、特高压输电线路杆塔结构1.杆塔结构类型特高压输电线路杆塔结构主要有悬垂塔、耐张塔和绝缘塔三种类型。

其中，悬垂塔适用于直线段和大弯度地形，耐张塔适用于中小弯度地形，绝缘塔适用于引出线和特殊场合。

2.杆塔结构组成特高压输电线路杆塔结构主要由桩基、主塔、悬挂装置、钢绞线和导线组成。

桩基是杆塔的基础，用于固定杆塔；主塔是杆塔的承重部分；悬挂装置用于承载导线的重量和风力荷载；钢绞线用于固定主塔和悬挂装置；导线用于传输电能。

三、特高压输电线路杆塔受力特点特高压输电线路杆塔的受力特点主要有以下几个方面：1.荷载特点特高压输电线路杆塔所受的荷载主要有自重荷载、导线张力、风荷载和温度伸缩等影响，其中风荷载是最主要的荷载之一。

2.变形特点特高压输电线路杆塔在承受荷载时会发生一定的变形，主要表现为杆塔倾斜、垂直位移和水平位移等。

3.疲劳特点特高压输电线路杆塔在长期使用过程中，由于受到重复荷载的影响，易发生疲劳损伤，导致杆塔结构的安全性降低。

四、特高压输电线路杆塔受力分析方法1.有限元分析方法有限元分析方法是基于数值计算理论和方法，对复杂结构进行受力分析的有效手段。

通过建立数学模型，计算出各个单元的受力情况，并进而得出整个结构的受力情况。

2.静力分析方法静力分析方法是通过平衡条件和变形方程来分析杆塔受力情况的方法。

该方法主要适用于杆塔受力简单的情况，对于复杂结构的杆塔分析则不太适用。

3.动力分析方法动力分析方法是将荷载作为外激励，结合杆塔的动态特性和运动方程进行分析的方法。

该方法适用于考虑杆塔动态响应和提高受力分析精度的情况。

五、特高压输电线路杆塔结构优化1.结构轻量化结构轻量化是通过优化杆塔的结构形式和材料，达到降低杆塔自重和减少杆塔荷载的目的。

输电线路杆塔结构风荷载分析摘要：随着社会经济的发展,对电力能源的需求日益扩大,使得国内的高压电网建设也获得了长足的发展,同时,由于大型导线、紧凑型线路、相同塔回来线路等输电新技术的发展、创新和应用,我国输电线路杆塔结构朝大规模、大荷载发展的趋势日益明朗。

杆塔结构是决定输电线路安全、稳定运行的关键因素,而风荷载作为杆塔结构中的几大重要荷载之一,虽然其与一般地震荷载的作用幅度比较而言并不大,但其作用频繁度却远远高于地震荷载的。

由于这些输电线路杆塔基本有一定的高度,受风力的影响较大,因此计算和分析其风荷载变得十分重要。

关键词：输电线路；杆塔结构；风荷载分析目前我国高压电网的建设不断发展和相同塔回来的线路、紧凑型线路、大型导线等输电新技术的应用、输电线路杆塔结构形成大荷载、大规模的趋势越来越明显。

输电线路杆塔结构是重要组成部分、是安全线路稳定运行的基础。

风荷载是输电线路杆塔结构主要荷载之一，尽管它作用幅度比一般地震荷载小，但它的作用频繁与地震荷载相比要高得多。

这些输电线路杆塔都是有出现在一定的高度半空，风荷载计算分析变得越来越重要。

输电线路杆塔结构的安全性和可靠性直接关系到输电线路运行的安全。

有重要的现实意义。

在输电线路的荷载设计中,风荷载的地位十分重要,其设计质量直接决定着项目成本的高低以及杆塔结构的质量。

因此,相关单位和工作人员必须坚持实事求是,不断创新,全面分析各项影响因素的作用,确定最佳的结构风荷载值,确保电网的正常、稳定运行。

1风荷载对输电线路杆塔的影响1.1风的速度会产生结构位移风的作用是紊乱、无规律的，有确定值的风荷载规范适用于体形较规则、高度不高的高层建筑，而低于一定高度高层建筑风荷载值可按照规范方法进行计算风荷载值，只要适量加大风荷载数值的方法来衡量动力效应，而风荷载仍然作为静力荷载来进行计算结构本身内力和位移，但对于硬度不是强的高层建筑，随着建筑物体的高度增加，而风的效应也会加大，位移增加过快因而引起的动力效应这时就不能忽略不计了。

大风作用下输电铁塔受力计算及模态分析摘要:本文在已知工况的情况下，自主进行特高压输电杆塔整体建模以及详细计算外部荷载，并在建立模型的基础上，通过赋材、施加外部荷载和约束等操作对输电杆塔进行静力求解、模态分析与地震谱分析。

在静力求解中，着重对杆塔中的地线支架以及其他部位的危险杆件进行强度校核；在模态分析中，通过读取各阶频率对应的振型，简单剖析杆塔的振型规律，以发现在杆塔建模中存在的问题并加以改进；在地震谱分析中，在合并模态的前提下，主要提取杆塔的前几阶有效频率，并简单分析其振型。

另外，通过利用两种不同的设计规范对同一杆件的不同材料分别进行强度校核，简单分析材料的选取对杆件强度的影响。

关键词：特高压输电杆塔静力求解模态分析1 引言输电塔是一种柔度较大的高耸结构，一般为较高的格构式钢析架塔，作为重要生命线工程的电力设施，输电塔的破坏会导致供电系统的瘫痪，造成严重的后果。

然而输电塔受风载破坏发生倒塔等事故屡有发生。

因此,确保风荷载、振动荷载作用下输电线路的正常工作,己成为电力工程与输电工程一个重要的研究课题。

本文对铁塔在平均风载荷下的受力情况进行分析计算，通过分析计算输电塔在平均风荷载下的位移和受力以及形变情况，对输电塔受风力作用的承载能力进行一定的分析和了解。

2 研究对象及对应荷载计算2.1 研究对象及对应工况本文对5C-ZJ1铁塔进行载荷计算，建模，使用 ansys 软件进行内力分析，模态分析以及动载分析。

该类型杆塔的设计条件、使用条件及杆塔单线图可以通过铁塔设计手册查询。

2.2 荷载计算计算设计工况下的输电塔受力荷载，除了考虑塔身角钢所受的风荷载，还需要考虑导地线、金具自重以及所受风荷载对塔身所施加的力。

计算出各部分受力后，将其加载到仿真模型的各个节点上。

其中，按着计算风荷载公式计算各节点受力情况。

（2-1）3 杆塔仿真模型的建立3.1 有限元建模思想本文采用桁梁混合模型对500KV超高压输电角钢塔500ZJ1进行有限元建模。

输电线路杆塔结构的抗风研究与优化设计输电线路是将电能从发电厂或变电站输送到用电点的通道，而杆塔是输电线路的重要组成部分。

杆塔的结构对于输电线路的稳定运行具有关键作用，其中，抗风能力是杆塔结构设计的重要考虑因素之一。

本文将对输电线路杆塔结构的抗风研究与优化设计进行探讨。

一、背景介绍输电线路是能源供应的重要基础设施，为确保电能稳定传输，杆塔必须具备良好的抗风能力。

风是导致输电线路杆塔产生振动的主要原因之一，而杆塔振动会导致线路受力过大，进而影响输电线路的安全运行。

因此，研究杆塔的抗风性能，对于提高输电线路的可靠性和稳定性具有重要意义。

二、抗风研究1. 风荷载计算首先，抗风研究需要进行风荷载计算。

风荷载计算是确定杆塔所受风荷载大小的关键步骤。

计算过程中需要考虑风速、风向、垂直风速梯度等因素，并结合建筑物、地形等情况进行综合分析。

通过合理的风荷载计算，可以为杆塔结构设计提供准确的依据。

2. 抗风设计准则根据风荷载计算结果，制定相应的抗风设计准则是进行抗风研究的关键环节。

不同地区的风力条件不同，因此，针对不同地区开展抗风设计准则的制定是必要的。

这样可以使得杆塔结构在不同风力风荷载下都保持安全稳定。

3. 杆塔结构设计优化基于抗风设计准则，针对具体杆塔结构进行优化设计也是必不可少的步骤。

在设计过程中，需要考虑杆塔的几何形状、材料选择、节点连接等因素，以提高杆塔结构的抗风能力。

通过合理的优化设计，可以有效减小杆塔结构的振动幅值，提高其抗风稳定性。

三、优化设计实例以某输电线路的杆塔结构为例，进行优化设计的实例分析。

该输电线路所在地区风力较大，因此，杆塔结构的抗风能力是设计的重点。

在风荷载计算环节，采集该地区多年风力数据，并进行合理的统计分析。

依据计算结果，制定相应的抗风设计准则。

在杆塔结构的设计优化过程中，通过对比不同几何形状的杆塔结构，选择合适的形状以降低风荷载对杆塔的影响。

同时，优化节点连接方式，采用耐风性更好的连接方式来提高整体抗风能力。

高压输电线路的风荷载优化设计与安全评估一、引言高压输电线路是将电能从发电厂输送到用户终端的重要设施，而其施工与运行过程中常常面临的重要挑战之一就是风荷载的问题。

风荷载对于线路设备和结构的安全运行具有重要影响，因此进行高压输电线路的风荷载优化设计与安全评估是至关重要的。

本文将就高压输电线路风荷载的相关问题进行深入研究，探讨如何优化设计与安全评估，并提出一系列的解决方案。

二、高压输电线路风荷载特点及影响因素高压输电线路受到风荷载的影响，主要表现在以下几个方面：1. 结构受力：风荷载会对线路的杆塔、导线、绝缘子等结构组件施加较大的静载荷，可能导致结构产生变形、应力过大等问题。

2. 振动问题：风荷载会引起输电线路的振动，进而导致导线摆动、振动幅度增大，可能发生摆振和跳线等现象。

3. 导线断线：由于风荷载的作用，导线的应力会增加，如果应力过大、超过其极限，则可能导致导线断线。

影响高压输电线路风荷载的因素主要包括：风的速度、风向、风的频率特性、线路的结构参数、线路的布置等。

在进行风荷载的优化设计与安全评估时，需要综合考虑这些因素。

三、高压输电线路风荷载优化设计针对高压输电线路风荷载的优化设计问题，可以从以下几个方面入手：1. 结构参数优化：通过优化杆塔、导线、绝缘子等结构组件的参数，以减小风荷载所导致的应力和变形。

例如，在设计杆塔时，可以采用更流线型的形状，以减小风的阻力和对杆塔的作用力。

2. 材料选择和处理：选择高强度、耐风荷载的材料，以提高结构的稳定性和抗风能力。

同时，在材料处理上也可以采用防风、防锈等措施，提高材料的耐久性。

3. 强度分析与优化：通过强度分析和结构优化，确定杆塔和导线的合理尺寸和布置，以使得整个输电线路在面对风荷载时的抗风稳定性最佳。

4. 振动控制：采用减振措施，如针对导线的摆振和跳线问题，可以在导线间安装减振装置，以减小导线的振动幅度。

四、高压输电线路风荷载安全评估风荷载对于高压输电线路的安全运行至关重要，因此进行风荷载的安全评估势在必行。

高压输电铁塔塔身背风面风荷载遮挡效应研究引言：高压输电铁塔是电力系统中不可或缺的重要组成部分，其承载着电力输送的重任。

然而，在高空中，铁塔所受到的风荷载是非常大的，这对于铁塔的稳定性和安全性都有着极大的影响。

因此，研究高压输电铁塔塔身背风面风荷载遮挡效应，对于提高铁塔的稳定性和安全性具有重要的意义。

一、高压输电铁塔背风面风荷载的特点高压输电铁塔在高空中所受到的风荷载是非常大的，而铁塔的背风面所受到的风荷载更是巨大。

这是因为在背风面，风速更快，风向更稳定，风荷载更加集中。

因此，研究高压输电铁塔背风面风荷载的特点，对于提高铁塔的稳定性和安全性具有重要的意义。

二、高压输电铁塔塔身背风面风荷载遮挡效应的研究现状目前，国内外学者对于高压输电铁塔塔身背风面风荷载遮挡效应的研究已经取得了一定的进展。

其中，国内学者主要采用数值模拟和实验研究相结合的方法，通过对不同形状、不同高度、不同风速下的铁塔进行模拟和实验研究，探究铁塔背风面风荷载遮挡效应的规律。

而国外学者则主要采用数值模拟的方法，通过对不同形状、不同高度、不同风速下的铁塔进行模拟研究，探究铁塔背风面风荷载遮挡效应的规律。

三、高压输电铁塔塔身背风面风荷载遮挡效应的影响因素高压输电铁塔塔身背风面风荷载遮挡效应的影响因素主要包括铁塔的形状、高度、风速、风向等因素。

其中，铁塔的形状和高度是影响铁塔背风面风荷载遮挡效应的主要因素。

在相同的风速和风向下，不同形状和不同高度的铁塔所受到的背风面风荷载是不同的。

因此，在设计高压输电铁塔时，需要考虑铁塔的形状和高度对于背风面风荷载遮挡效应的影响。

四、高压输电铁塔塔身背风面风荷载遮挡效应的优化措施为了减小高压输电铁塔塔身背风面风荷载遮挡效应，提高铁塔的稳定性和安全性，可以采取以下优化措施：一是采用合理的铁塔形状和高度，减小背风面风荷载的集中程度；二是在铁塔背风面设置遮挡物，减小背风面风荷载的影响；三是采用新型材料和新型结构设计，提高铁塔的抗风能力。

输电线路的风荷载及结构安全分析输电线路是电力系统中至关重要的组成部分，它承担着将发电厂产生的电能输送到各个用电单位的重要任务。

然而，在输电线路的运行过程中，除了电缆自身的电气性能以外，还存在着一些其他的因素可能会对其运行产生不利影响，其中风荷载是较为常见且重要的一项。

本文将就输电线路的风荷载及结构安全进行分析，并探讨可能的应对措施。

1. 风荷载对输电线路的影响输电线路往往需要长跨越大面积地理范围，因此会受到气候因素的直接影响。

风荷载作为这些气候因素中的重要一项，对输电线路的安全性产生了重要影响。

首先，风荷载会对输电线路的塔架结构及导线产生直接的力学影响。

当强风吹袭时，输电线路所承受的风压力将会增加，导致传输塔架出现倾斜或者变形的情况。

同时，强劲的风还会导致输电线路导线产生振动，进而引发由于摆动造成的磨损、腐蚀等问题。

其次，风荷载还会对输电线路的绝缘子产生影响。

输电线路绝缘子作为输送电能的主要通道，其工作状态的可靠性对于输电系统的正常运行至关重要。

然而，在风大的条件下，由于绝缘子受到风压力的影响，产生外倾或者撞击，导致其绝缘性能下降，进而降低整个输电系统的工作效率。

2. 输电线路结构安全分析针对输电线路在受到风荷载作用下可能出现的问题，需要进行结构安全分析，以确保输电线路的稳定和正常运行。

首先，需要对输电线路的塔架结构进行合理设计和计算。

采用合适的材料和结构设计，以应对可能的风压力和其他外力的作用，确保塔架的稳定性和可靠性。

其次，应对输电线路导线的振动问题进行研究。

导线的振动会影响输电线路的稳定性，并可能加速导线疲劳和腐蚀的发生。

因此，需要采取一系列措施，如增加导线的悬挂点，加装减振器等，以减少振动的发生。

另外，绝缘子的结构和性能也需要进行充分的考虑。

通过合理的选择绝缘子的材料和结构，以及建立可靠的绝缘子状态监测体系，可以有效提高输电线路的工作效率和可靠性。

3. 应对措施为了确保输电线路的结构安全和正常运行，在设计和建设中需要采取一系列应对措施。

输电线路杆塔结构风荷载分析摘要：随着我国高压电网建设的迅速发展，新的输电技术如同塔双回线路、紧凑线路、大截面导线等，都使输电线路杆塔结构产生大负荷的趋势日益突出。

输电线路杆塔是线路的重要组成部分，是线路安全、可靠的重要组成部分。

风荷是输电线路杆塔所要承担的最大载荷，但其影响范围较大。

因此，在输电线路杆塔的设计中，对其进行风载荷的计算和分析就显得尤为重要。

关键词：高压电网；输电技术；杆塔结构；风荷载引言：架空传输线杆塔是一种柱状或塔状结构，它支撑着架空传输线的导线和地线，并使两者与地面保持一定的间距，其安全可靠度对整个输电系统的安全运行有着重要的影响。

在架空输电线路中，杆塔造价占总投资的30%或更多，它直接影响到线路的经济效益。

随着我国特高压电网的不断发展，同塔多回线路、紧凑线路、大截面导线等新技术的普及，线路杆塔大荷载、大型化的发展趋势日益显现。

随着我国建设“节约型、环境友好型”社会，电网安全稳定，气候变化复杂，对杆塔的安全可靠性、经济性和环保性能的要求越来越高。

文章就国内输电线路杆塔结构的受力取值、结构优化及新材料应用等方面的最新研究成果进行了综述，并结合国内外的实际情况，指出了今后的发展方向。

1.风荷载对输电线路杆塔的影响1.1风的速度会产生结构位移对于某一特定高度以下的高层建筑，可以采用标准的方法进行计算，采用适当增加的风荷载来度量其动态影响，而风荷载仍以静力形式计算其自身的内力和位移。

但在高层建筑中，由于建筑物的高度越高，受风影响越大，由于位移太快所产生的动态影响就越小。

在考虑了动力作用的情况下，必须采用经验公式对顶点速度的影响进行估计。

因为铁塔所支持的导线和上部结构的高度都很高，而且导线的自重和拉力都很大，所以必须进行风洞实验来判断风向和风荷的影响，以弥补规范的缺陷。

1.2风作用下输电线路杆塔的刚度影响在输电线路杆塔结构的设计中，应该考虑到在普通暴风雨影响下，杆塔也能正常工作。

这就是在结构的弹性和小位移条件下，风力可以发生不同的角度，例如-10到+10度。

输电线路杆塔结构设计与安全分析1. 引言输电线路是将电能从发电厂输送到用户的重要途径，其中杆塔是支撑输电线路的重要组成部分。

杆塔的结构设计和安全分析对于确保输电线路的可靠运行至关重要。

本文将探讨输电线路杆塔结构设计与安全分析的相关问题。

2. 输电线路杆塔结构设计2.1 杆塔的类型和功能杆塔的类型根据输电线路的特点和需求决定，主要有悬垂塔、耐张塔和角钢塔等。

不同类型的杆塔承受不同的应力和荷载，因此其结构设计需要根据实际情况合理选择。

悬垂塔用于支撑输电线路的过渡杆塔，主要作用是承受电线重量和保持电线在合适的高度。

耐张塔用于承受输电线路的张力，主要作用是保持电线的水平张力，并通过绝缘子串将电线与杆塔绝缘。

角钢塔用于支撑输电线路在角点和转角处，主要作用是承受电线的拉力和侧荷。

2.2 杆塔的结构设计要考虑的因素杆塔的结构设计要考虑多个因素，包括荷载、持久性、地基条件、风荷载、地震荷载和冰荷载等。

在设计过程中，需要通过强度计算、稳定计算和刚度计算等方法，确保杆塔能够承受各种荷载条件下的力学和结构要求。

3. 输电线路杆塔安全分析3.1 强度安全系数强度安全系数是评估杆塔结构安全性的重要指标。

强度安全系数是指杆塔承受外力作用下的最大应力与杆塔材料的屈服强度之比。

通常情况下，强度安全系数应满足设计规范的要求，以确保杆塔在设计寿命内不发生延性破坏。

3.2 稳定性分析稳定性分析是评估杆塔结构在外力作用下抵抗倾覆、屈曲和滑移等破坏形态的能力。

稳定性分析主要包括几何稳定性分析和结构稳定性分析。

几何稳定性分析主要考虑杆塔倾覆和滑移的问题，通过计算抵抗倾覆和滑移的稳定性安全系数来评估结构的稳定性。

结构稳定性分析主要考虑杆塔抵抗屈曲现象的能力，通过计算抵抗屈曲的稳定性安全系数来评估结构的稳定性。

3.3 风荷载分析输电线路杆塔在风力作用下会受到风荷载的影响，因此风荷载分析是杆塔结构安全分析的重要内容。

风荷载分析需要考虑杆塔的几何形状、表面粗糙度、地理位置以及风力特性等因素。

输电线路杆塔结构风荷载分析【摘要】随着国民经济的不断发展和各行业用电需求的不断增加，它在有效保障输电线路安全运行方面发挥着重要作用。

在架空输电线路中，最严重的自然威胁是风荷载。

为了有效地解决和避免风荷载对输电线路的影响，有必要在线路设计中对风荷载进行合理的计算，并将其应用于线路建设中。

在风荷载计算中，由于各国、地区和标准的差异，需要进行合理的分析和设计，通过有效的比较，做出最合理的规范。

【关键词】输电线路;风载荷;计算方法;比较一、前言架空输电线路桅杆结构是我国架空输电线路工程建设中架空输电线路的重要组成部分，是保证输电线路安全的重要基础。

整个输电线路杆塔直接承受的各种电力负荷和风力发电机组的负荷不仅是最重要的负荷，也是对整个输电线路杆塔最严重的威胁之一。

通过对我国《输电系统线路工程设计规范》和国外《输电系统线路工程设计规范》中常用的风速和负荷测量计算方法进行更有效、更有针对性的分析比较，我们可以充分了解和看到我国输电系统线路设计中的风速和负荷测量，输电系统线路设计中的风速和负荷计算理论方法与其他发达国家的风速和负荷测量计算理论方法存在较大的技术差距。

通过这一比较，我们也希望能够初步完善我国输电线路风速和负荷测量计算的理论方法体系。

为工程设计之初输电系统线路结构的有效规划提供保证。

二、风载荷与输电线路的利害关系在导致输电电缆线路运行所受直接影响的自然灾害中,由水和风活动引起的风对输电电缆线路的严重损坏可能是最严重的并且由风占据了绝大部分的危险因素。

因此,对于台风电机在电气输电系统线路的潜在危害中也还是不能被过分疏忽的,还是必需及时引起人们足够的认识重视。

保证整个输电风机线路不会遭受风速和载荷的较大影响,需要对线路所受的风载荷大小做一个严格的风力测算,从而可以提高整个输电风机线路的综合抗风载荷能力,并且这样能有效率地减少因输电风机在载荷较大威胁下而产生的电力损失。

对于台风载荷运动产生的这些危害我们主要可以从影响风速、风向两两个方面对其进行深入分析。

电力线路铁塔自身风荷载计算
张玉海
【期刊名称】《华北石油设计》
【年(卷),期】1993(000)002
【总页数】5页(P39-42,46)
【作者】张玉海
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM753
【相关文献】
1.高耸异型铁塔风荷载作用下结构的分析计算 [J], 蔡铭
2.输电铁塔风荷载作用下剩余寿命的计算方法分析 [J], 陆国威
3.高压输电铁塔塔身背风面风荷载遮挡效应分析 [J], 郭艳军;吴数伟;于强
4.输电铁塔强风荷载模型及设计规范比较研究 [J], 张维伦;晏孝强;黄日星
5.风荷载作用下输电铁塔螺栓连接松动特性研究 [J], 姬俊国;闫宏伟;汪新康;郝修明;刘炳
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浅析风荷载对输电线路杆塔的影响一、风荷载对输电线路杆塔的影响1、风具有不稳定和无规律性，风速的大小会产生物体位置的移动，风荷载是空气流动对工程结构所产生的压力。

风荷载不是固定不变的，它与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度，及建筑体型等诸因素有关。

对于外形规则、楼层不高的建筑物，我们可以通过规范找到确定的风荷载，对于高层的建筑物，风的效应会加大，这时需要考虑风对建筑物的影响，可以按照规范中的公式方法进行计算风荷载。

输电线路杆塔支撑的电线位置较高，风力较大，加之电线和设备本身的重量较大，所以需要试验来确定风荷载的作用。

2、风作用下输电线路杆塔的刚度影响在设计输电线路杆塔时，必须考虑到暴风对杆塔的影响、线路和杆塔自身的重量和杆塔所承受的上、下和水平方向的拉力，在风的作用下，杆塔可以有±10度的变化，在结构上可以有小的位移变化，但当风力过大，导致杆塔的加速度过大，很容易造成线路和杆塔的损坏，为了克服暴风对杆塔线路的破坏，需要在杆塔安装阻尼器或纵向结构来提高输电线路杆塔的刚度，保证输电线路的有效运行。

二、输电线路杆塔结构的风荷载杆塔的稳定是输电线路正常运行的重要保障。

输电线路的杆塔多处于地势空旷且较高地区，是一个高耸的建筑物，环境因素对风荷载的计算有重要影响，在输电线路塔杆的设计中，必须将环境因素考虑进去。

当前我国输电线路的建造荷载规范及设计并没有对本身所受的风荷载给出明确合理的计算规定。

输电线路的杆塔由于外力的拉力和自身的重力，会引起动力反应，杆塔本身是由多个自由度结构组成的，由于风是无规律，不规则的，风载产生的振动周期大概在30S-60S之间，时间持续几分钟或是更长时间，我们可以根据静力方法根据公式求取各个截面的内力。

三、输电线路杆塔结构风荷载的计算1、荷载系数荷载系数是用来调整线路的安全等级的，除我国规范外，其他三者都是通过调整线路设计风速的重现期得到荷载系数。

我国规范没有直接采用荷载系数的概念，与其相当的是结构重要性系数和计算设计值时的风荷载的荷载分项系数，这里把两者乘积作为荷载系数与其他3种规范进行比较。

高压输电线路杆塔的抗风优化设计高压输电线路是将电能从发电厂传送到用电地点的重要基础设施。

而在输电线路中，杆塔的抗风性能对于保证线路的安全稳定运行至关重要。

本文将重点探讨高压输电线路杆塔的抗风设计优化，以提高线路的可靠性和稳定性。

1. 抗风设计背景和意义抗风设计是为了确保杆塔在恶劣的天气条件下能够承受风力的挑战，保持线路的稳定运行。

风力是杆塔的主要外部荷载之一，特别是在高海拔、山区和沿海地区，风的作用更加突出。

因此，杆塔的抗风设计优化对于提高输电线路的可靠性和稳定性至关重要。

2. 杆塔抗风设计的准则和指标在高压输电线路的抗风设计中，应遵循以下准则和指标：2.1. 建筑物设计标准：参照国家和地方相关建筑设计标准，确保杆塔的结构强度和稳定性。

2.2. 风荷载设计规范：采用合适的风荷载设计规范，如《GB 50009-2012建筑结构抗风设计规范》等，确定杆塔所在地区的风压和风荷载。

2.3. 结构稳定性分析：通过有限元分析等方法，评估杆塔在不同风速和风向下的位移、应变和结构稳定性，以确定合适的设计方案。

3. 杆塔抗风设计的优化措施为提高高压输电线路杆塔的抗风性能，以下是几项优化措施的建议：3.1. 结构形式优化：选择合适的杆塔结构形式，如悬垂塔、耐张塔或组合塔等。

针对不同地形和工况，合理选择杆塔的高度、角度和支撑方式，以减小风力对杆塔的作用。

3.2. 杆塔材料优化：采用高强度、耐腐蚀的杆塔材料，如钢、铝合金等，以增加杆塔的抗风能力。

3.3. 结构加固措施：对于现有线路中的弱点杆塔或处于风力集中地区的杆塔，采取加固措施，如增加支撑杆或加固耐张点等，以提高其抗风能力。

3.4. 抗风配件安装：安装合适的抗风配件，如风向标、风速仪、防风线等，对杆塔进行实时监测和风力反馈，及时采取措施应对风力的挑战。

4. 抗风设计的效果评估对于优化设计后的杆塔，需要进行抗风效果的评估和验证。

4.1. 结构安全性评估：通过结构有限元分析，评估杆塔在不同风速和风向下的抗风能力，判断其结构安全性。

高海拔输电线路风荷载特性及杆塔结构优化研究一、技术类别实用关键技术。

二、总体目标针对高海拔风场特性实测数据缺乏、无法支撑高海拔输电线路精益化抗风设计的问题，通过开展高海拔风环境现场实测、理论分析和杆塔结构优化研究，掌握空气密度及风压随海拔高度的变化规律，揭示高海拔地区反映输电线路几何尺度的风剖面、湍流积分尺度特征，提出高海拔输电线路空气密度、风压高度变化系数和阵风响应系数等风荷载参数的计算方法和推荐取值，优化高海拔输电线路杆塔塔型，制定高海拔输电线路抗风设计技术导则，为实现高海拔输电线路差异化设计、提高线路安全性和经济性提供理论依据和技术支撑。

三、课题设置情况1、高海拔风环境全要素实测及风压修正方法研究；2、高海拔杆塔风荷载特性及计算方法优化研究；3、高海拔导线风压不均匀特性及风荷载计算方法研究；4、高海拔杆塔结构抗风优化设计技术研究。

四、项目实施期限本项目研究的起止时间为 2021 年 1 月至 2023 年 12 月。

五、课题内容课题1：高海拔风环境全要素实测及风压修正方法研究主要研究内容：（1）研究高海拔输电线路风速及气温、湿度和压强测点的优化布置方案，开展高海拔输电线路风环境全要素同步测试研究；（2）研究相同海拔高度平原、山丘两类地貌下风速及气温、湿度和压强的差异，研究地貌类型对高海拔空气密度及风压的影响；（3）研究海拔高度、气温、湿度和压强对空气密度及风压的影响规律，研究高海拔输电线路空气密度及风压的修正方法。

预期目标：提出海拔 3000～5000m 输电线路空气密度及风压的修正方法，为基于实际风压的高海拔输电线路差异化抗风设计提供理论依据。

考核指标：（1）获得 3000～5000m 海拔、5 个梯度高度、平原和山丘两类地貌，1 年以上风速/风向及气温、湿度和压强实测数据；（2）提出 3000～5000m 海拔、反映高海拔地貌类型、海拔高度影响的输电线路风压修正方法；（3）申请发明专利 1 项；（4）发表核心期刊或三大检索论文 1 篇。