我国输电线路铁塔结构设计可靠度研究
摘要：随着世界经济的不断发展，人口的不断上升，各个国家的用电压力也越来越大，因此我国输电线路铁塔的数量就直接影响到了发电量的多少，所以需要及时对输电线路铁塔进行不断的设计以及不定期的检修，与此同时，我国输电线路铁塔的设计以及可靠度研究是一个十分繁琐的过程，需要成熟的技术来对每一个输电线路铁塔进行设计和可靠度研究。
关键词：输电线路铁塔；结构设计；可靠度研究
一、输电线路铁塔越来越普及的原因
人们在意识到大量输电线路铁塔在大雪或者其它自然灾害被破坏掉的危害性以后，开始逐渐开始对输电线路铁塔结构设计以及可靠度进行研究，与此同时，科研人员又在想办法在增加输电线路铁塔使用的情况下，能够进一步保证人们的日常生产与日常生活。这就使得输电线路铁塔在输电的过程中，所占的比例越来越大，这也是由输电线路铁塔结构设计以及可靠度的优势所决定的，输电线路铁塔结构设计相较于其它输电设备而言，他对环境的污染程度要小非常多，其中使用输电线路铁塔必须要注意由于环境影响到输电线路铁塔的各项性能，只有能够适应的了环境，才能够使输电线路铁塔能够满足输电的需要。从而使得输电的安全性以及稳定性更好，与此同时，中国为了满足中国用电的需求，开始逐渐增加输电线路铁塔设备的使用，进而对输电线路铁塔结构设计以及可靠度进行研究。
21世纪以来，中国的经济在不断的发展过程之中加强了对输电线路铁塔结构设计以及可靠度进行研究，是因为在近几年之中，几次重大的自然灾害导致中国的输电线路造成严重破坏，造成巨大的经济损失，但是中国在高速发展的同时就已经认识到了这个问题，为了进一步加强输电线路铁塔结构设计以及可靠度进行研究，中国将传统的输电方式逐渐转型成为对环境适应力强的方式进行输电，这种无污染的输电发电方式主要是能够应对各种环境，这种输电方式也成为了中国的主要的新型的输电方式。与此同时，输电线路铁塔结构设计以及可靠度进行研究都受到地区环境影响因素较大，为了进一步使得地区的输电系统更加稳定，就需要对该地区环境问题进行分析和商讨问题解决的对策。与此同时，要对研究的地区的风力发电机组的发电的高峰时间段和低峰时间段，进而使得该地区的输电更加高效。
特高压输电线路风偏特性和风险评估研究
发表时间：2020-09-04T14:39:35.637Z 来源：《中国电业》2020年3月9期 作者： 张佳
[导读] 我国能源需求巨大，资源分布极度不均匀,伴随着经济发展对电力需求的日益增加，跨区域输送电力将不可或缺，特高压线路的建设也越来越重要。
摘 要：我国能源需求巨大，资源分布极度不均匀,伴随着经济发展对电力需求的日益增加，跨区域输送电力将不可或缺，特高压线路的建设也越来越重要。然而，近年来灾害性气候发生较为频繁，输电线路的平稳运行受到严峻的挑战。风偏放电，作为输电线路故障的一大
原因，应该对风偏机理和风偏风险评估方法进行深入的研究。
关键词：特高压，风偏，输电线路，风险评估
1 引言
导线通过绝缘子串悬挂于输电塔上，在横向风荷载的作用下绝缘子串会产生垂直线路方向偏移，导致导线和杆塔或者周围物体间的间隙变小，当空气间隙耐受电压小于线路运行电压时，导线电压将击穿空气而对杆塔放电，发生风偏闪络。闪络会导致电能损耗、线路跳闸
甚至是断股断线等事故，严重影响电网的运行安全。
2 悬垂绝缘子串风偏经验计算方法
输电线路在横向风荷载作用下，导线和悬垂绝缘子串发生横向偏移，导致导线与杆塔塔身间距变小。架空输电线路设计规范中明确规定:工频电压下带电部分与杆塔构件的最小空气间隙，一旦带电部分与杆塔塔身间距小于最小空气间隙，则可能发生风偏闪络。为确定导线
与杆塔塔身空气间隙距离，必须先计算悬垂绝缘子串风偏角。
2.1 风荷载计算
1）绝缘子串风负载
由输电导线设计规范可得绝缘子的风荷载标准值计算公式为:Wl=W0*μZ*B*A。绝缘子串受风面积取值方法：盘径为254mm的绝缘子，单联绝缘子取为0.02m2，大盘经或者双盘径绝缘纸串受风面积取0.03m2，双联绝缘子串受风面积取为单联的1.5~2.0 倍。
2）导线风负载自然风场并不是均匀稳定的，风速在横向和纵向上都会存在着变化,因此输电导线在自然风的作用下所受到的风荷载沿着导线方向并不是均
第３７卷第２９期 ・２６・ ２ ０ １ １年１ ０月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＶｏＩ．３７ Ｎｏ．２９ ０ｃｔ． ２０１ｌ
文章编号：１００９—６８２５（２０１ １）２９—００２６—０３ 超高压输电杆塔结构体系可靠性研究
费继萍 张学礼秦 力 摘要：应用载荷增量最小准则法识别超高压输电杆塔结构体系的主要失效模式，同时结合Ｍａｔｌａｂ优化工具箱。编制可 靠度计算程序，工程算例计算结果表明现行超高压输电杆塔结构体系可靠度指标偏低，应适当提高。 关键词：超高压输电杆塔，失效模式，结构可靠度，失效概率 中图分类号：ＴＵ３１１．２ 文献标识码：Ａ ０ 引言 超高压送电线路是重要的生命线电力工程设施，杆塔及基础 投资约占线路总投资的３０％，其结构安全可靠性意义重大。近几 年我国５００ ｋＶ输电线路倒塔事故呈上升趋势，给我国经济造成了 巨大损失…。尤其是２００８年１月的低温冰雪灾害使得我国大量 电网输电线路杆塔倒塌、变形和存在隐患。因此对已建高压输电 杆塔进行结构可靠性分析具有重要意义。 １ 载荷增量最小准则法识别系统主要失效模式 载荷增量最小准则法是在优化准则法的基础上，通过考虑内 力反向现象而改进的识别结构系统主要失效模式的方法 Ｊ。 由ｎ个单元组成的结构系统中，设ｒ】，ｒ：，…， 一。共（ｋ一１）个单 元已相继失效，它们对应的载荷增量因子分别是ＡＦｔ，￣ ，ＡＦｒ？ ，…， …ＡＦ（ ｔ，－１ 。在失效历程第ｋ阶段，通过式（１）计算单元 ［ ∈（１， ２，…，ｎ）， 孽（ｒ ，ｒ２，…，ｒ ）］的有效强度 和载荷增量比。 Ｉｔ ＝ｓｉｇｎ［８ ］ Ｒ ＜ ｋ’＝ 一厶× ×∑ａ ’△ ｍ
：筹
ＡＦ２１＝ｍｉｎ［ＡＦ（ ｋ ］ 其中，Ｒ 为单元 的考虑拉压差异的单元强度；△ 为在 失效历程第ｋ阶段对应于单元 失效的外荷载增量因子；ｍ ．为材 料选择参数，当失效单元ｒｌ由理想弹塑性材料组成时，ｍ ．＝１；当 失效单元ｒｉ由理想脆性材料组成时，ｍ ＝０； 为算法选择参数。 给定分枝一约界参数ｃ （１≤Ｃ ＜∞），满足下式的单元 在 失效历程的第ｋ阶段将成为失效候选单元。 △碟’≤ｃ ｍｉｎｉ ＡＦｔ：’］ （２） 由于ＡＦｔ： 对应的是沿着失效路ｒ】一ｒ２一…一 由失效历程 的第（ｋ一１）阶段演变到失效历程第ｋ阶段的载荷增量因子，当 取满足条件△ ：ｍｉｎ［△ ］所对应的单元时，系统的外荷载 增量取值最小。显然，式（２）保证了在失效历程的任意阶段，总是 使系统外荷载增量取值较小的那些单元进入主要失效模式。在 失效历程第ｋ阶段，沿失效路ｒ 一ｒ２一…一 ，系统所能承受的最 大外载（以广义外载为一个计量单位）为： ｋ—ｌ （ ）＝△ ’＋∑ＡＦｔ：’ｍ （３） ｆ＝ｌ 设ｒ，，ｒ２，…， 共ｋ个单元已相继失效，由系统失效判据知此 时结构已失去继续承受所加外载的能力。根据增量加载理论，结 构系统的加载过程可表示为： 尺 ｔ Ｒ ： ● ０ 口 ： ● ０ ’ （４）
第 40 卷第 2 期2024 年4 月结构工程师Structural EngineersVol. 40 ， No. 2Apr. 2024
±800 kV特高压输电塔动力特性分析
董新胜1 任顺恩2，* 冯浩琪3
（1.国网新疆电力公司电力科学研究院，乌鲁木齐 830011； 2.郑州大学土木工程学院，郑州 450001； 3.中国联合工程有限公司，杭州 310022）
摘 要 针对在输电塔杆塔结构设计和动力特性的研究中难以通过理论分析和数值模拟准确获得塔身
动力响应的问题，基于±800 kV特高压直流输电工程直线塔，建立塔-线-基础体系有限元模型，采用p-y
曲线法建立离散非线性弹簧模拟土体对结构的影响，对比分析了单塔、三塔两线、塔-线-基础体系等不
同计算模型的特高压输电塔的动力特性，并与现场试验结果进行对比。结果表明，输电线的质量和刚度
对输电塔的动力特性有一定的影响，塔线耦合作用不可忽略。考虑桩-土相互作用使输电塔自振频率降
低。与单塔模型相比，塔-线-基础体系模型计算得到的频率相对较小，与实际测试频率更为接近，验证
了塔-线-基础体系模型的合理性。关键词 输电塔， 塔-线-基础体系， 动力特性， p-y曲线， 计算模型
Analysis of Dynamic Characteristics of ±800 kV
UHV Transmission Tower
DONG Xinsheng1 REN Shunen2，* FENG Haoqi3
（1.Xinjiang Electric Power Research Institute，Urumqi，Wulumuqi 830011， China； 2.School of Civil Engineering， Zhengzhou University， Zhengzhou 450001， China； 3.China United Engineering Corporation Limited， Hangzhou 310022， China）
