220 kV输电线路杆塔设计及材料选择分析

张志峰

摘 要：220 kV输电线路杆塔与架空导线的运行存在密切的关系，同时，关系着220 kV输电线路电能供应水平。220 kV输电线路的杆塔设计和材料选择是一项重要的项目，因此，只有优化杆塔设计、材料选择，才能保障220 kV输电线路的安全性、可靠性，促使其达到标准的运行水平。因此，以220 kV输电线路为研究对象，分析了杆塔设计和材料选择。

关键词：220 kV；输电线路；杆塔设计；转角塔

中图分类号：TM862 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.112

随着电网系统的发展，220 kV输电线路成为主要的建设项目。电力企业为了保障220 kV输电线路的安全和稳定，积极强化杆塔建设，主要在杆塔设计、材料选择方面进行优化和控制，以满足220 kV输电线路的运行需求，进而完善220 kV输电线路的发展，确保220 kV输电线路中的杆塔具有稳定性、安全性，规避杆塔中潜在的隐患。

1 220 kV输电线路的杆塔设计

根据220 kV输电线路施工建设的现状分析了杆塔设计。220 kV输电线路杆塔设计集中体现在3个方面：①构造设计。主要指杆塔的具体外形，按照220 kV输电线路的需求设计杆塔的构造，促使其符合线路的支撑需求，完善杆塔的构造和布设，比较常见的杆塔塔形有“上”字型、叉骨型和“V”字型等。②强度设计。杆塔的强度需要以具体设计为主，一般情况下，220 kV输电线路杆塔以设计强度分配混凝土的抗压强度，分解组立塔为设计强度的70%，整体立塔为100%.如果杆塔基础存在水平推力，强度不应小于设计强度的70%.③优化设计。用于完善杆塔设计的细节部分，比如横担选用一点埋式或二点埋式的布置形式，配合构造和强度，找出杆塔设计中潜在的问题，提供细化的设计方式。目前，220 kV输电线路杆塔设计中比较注重信息技术的应用，这是杆塔设计的发展方向。利用智能化的设计方式，可满足220 kV输电线路杆塔设计的基本需求。结合220 kV输电线路中的杆塔设计分析设计中的要点，可全面规划杆塔设计。

1.1 积极引用新塔型

比如转角塔，其在发达地区的使用比例达到30%. 逐步改进220 kV输电线路传统的杆塔类型，转角塔的角度改进后为0°～20°、20°～40°、40°～60°和60°～90°，与以往传统塔形基本不同。根据数据计算的方式适当调整杆塔设计，促使杆塔达到拓扑优化的标准。新塔型设计的实施需要依靠计算机，设计过程中不需要人为干预，这在很大程度上优化了杆塔设计的方法。比如新塔型的载荷设计应按照冲切破坏的方法验算，促使载荷满足F1≤0.7βhpftamh，还能维护新塔型的抗拉强度、规避潜在的冲击破坏、稳定杆塔的椎体基础和强化冲切破坏验算在新塔型中的应用。

1.2 220 kV输电线路杆塔的规划

在水平档距、垂直档距的规划方面，需要根据杆塔的实际情况，通过档距设计满足杆塔所处地形的需求，促使杆塔适应多样化的地形。正常情况下，杆塔塔型设计与实际存有偏差，设计参数要高于实际参数，影响了杆塔的规划效益。因此，规划水平档距、垂直档距应满足杆塔利用系数的需求。通过档距控制，确保利用系数≈1.0，从而保障杆塔规划的经济效益和合理性，确保杆塔数据的真实性，以免影响杆塔规划和设计的基础，确保杆塔设计的科学性。

1.3 控制杆塔的制造模式

深入分析220 kV输电线路杆塔的构造图，利用单线方法绘制杆塔设计中的零件，设计中尽量避免重复作业，并引入智能绘制的方法，积极优化参数选择，致力于连接杆塔生产线，应用自动化的设计方式，从而控制投资成本。

2 220 kV输电线路杆塔的材料选择

2.1 杆塔材料的选择标准

杆塔材料的选择标准有以下2点：①节能标准。杆塔材料的类型较多，且杆塔的性能要求高，应落实材料选择中的节能标准，控制杆塔材料的用量，解决杆塔材料施工中的浪费问题，比如《低合金高强度结构钢》中例举的Q235钢、Q345钢和镀锌粗制螺栓等。②性能标准。220 kV输电线路杆塔在不同的地质、气候中，都应保持相关的性能标准，比如复杂地质下杆塔应具备足够的强度，大风环境中杆塔应稳定受力。

2.2 复合材料的选择

复合材料的综合性强，在强度、耐性和绝缘等方面都具有一定的优势。比较常见的复合材料为聚氨酯复合材料，其中，添加了玻璃纤维，以提高聚氨酯复合材料的性能。经过试验检测后发现，聚氨酯复合材料的性能优势明显。以聚氨酯为例，分析复合材料的选择，由于220 kV输电线路杆塔的设计难度高，所以，在选择复合材料时，应重点考虑3个问题：①复合材料在杆塔中的刚度问题。刚度性能关系着杆塔在220 kV输电线路中的应用效率，选择具有刚度性能的复合材料，比如Q235钢的抗拉、抗压为215和205，Q345为310，295，Q420为380，360.应维护复合材料中的钢材性能，保障杆塔的稳定性。②杆塔老化问题。杆塔老化对220 kV输电线路的影响较大，且增加了杆塔应用的成本，选用复合材料时需要考虑复合材料的使用年限，维护其在输电线路中的应用性能，从而提高杆塔的稳定性。③环境适应性问题。220 kV输电线路位于室外环境中，受到环境的影响较大，比如雷雨、大风天气等，都会增加杆塔的压力。因此，应合理控制杆塔复合材料的选择，以规避环境因素对杆塔的影响，从而体现复合材料在杆塔设计中的优势。

3 结束语

220 kV输电线路是电网系统的基础部分，决定了电网运行的质量。通过对220 kV输电线路的杆塔进行设计，促使其满足220 kV输电线路的需求。220 kV输电线路杆塔建设的重点是设计和材料的选择，因此，应致力于提高杆塔运营的安全性和质量水平，加强杆塔的控制力度，避免其影响220 kV输电线路的运行，从而达到220 kV输电线路高质量运行的目的。

参考文献

[1]郭贤松.刍议220 kV输电线路杆塔设计中的相关问题[J].电源技术应用，2013（02）：67-69.

[2]邓世聪.架空输电线路复合材料杆塔的材料、电气和机械特性试验[J].南方电网技术，2011（05）：14-16.

〔编辑：张思楠〕