李振福

摘 要：隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市用電負(fù)荷也逐漸增大，城市電網(wǎng)的建設(shè)正在如火如荼的開(kāi)展。由于城市土地資源緊張，城市內(nèi)高壓架空輸電線路走廊的占地面積就受到限制，這就需要新型桿塔來(lái)滿(mǎn)足架空輸電需求。近年來(lái)，很多城市都逐步使用鋼管桿作為輸電線路桿塔。鋼管桿與普通角鋼塔、水泥桿相比具有強(qiáng)度高，占地面積小、使用壽命長(zhǎng)、安裝方便、造型美觀等優(yōu)點(diǎn)，但是鋼管桿造價(jià)較高。為降低造價(jià)，鋼管桿的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。設(shè)計(jì)鋼管桿必須全面考慮，綜合各項(xiàng)影響因素，提高設(shè)計(jì)合理性，保障電網(wǎng)建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：高壓架空輸電線路；鋼管桿結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

一、相關(guān)理論依據(jù)

（一）高壓輸電線路一般具備特性表述

安全性和可靠性需求較高。由于高壓容量的輸送電需求較大，在電網(wǎng)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)電源點(diǎn)起始輸電和變電站傳輸運(yùn)送的主要工作，所以但凡出現(xiàn)事故則能夠深切影響經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。線路結(jié)構(gòu)參數(shù)較高。高壓輸電系統(tǒng)中主要有桿塔、導(dǎo)線、絕緣子串、基礎(chǔ)等，桿塔通常較高，基本結(jié)構(gòu)荷載大等等，所以其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)要求嚴(yán)格，配件性能參數(shù)需求也較大；線路運(yùn)行需求高。高壓線路的基本額定電壓較大，所以其周?chē)妶?chǎng)強(qiáng)度就大，故而其運(yùn)行需求也很高；運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜性。高壓線路經(jīng)常處在地理、地貌較為復(fù)雜的山區(qū)，有的沿路歷經(jīng)山谷、高山、湖泊等，有的地勢(shì)險(xiǎn)峻，所以其運(yùn)行維護(hù)也相對(duì)不便。

（二）鋼管桿

鋼管桿從其斷面型式上分有圓形鋼管桿和多邊形鋼管桿兩種。從結(jié)構(gòu)型式上分有單桿和雙桿兩種。圓形鋼管桿不便采用套接方式，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)需要分段焊接，焊接接頭在防腐性能方面存在缺陷；多邊形鋼管桿一般由幾段套接，法蘭連接而成，可以實(shí)現(xiàn)分段熱侵鍍鋅，防腐效果比較好，且現(xiàn)場(chǎng)安裝方便。從外形來(lái)看，多邊形鋼管桿具有尺寸緊湊、結(jié)構(gòu)勻稱(chēng)、線條明快、造型美觀等優(yōu)點(diǎn)。綜合各方面因素，多邊形鋼管桿是最常用的一種鋼管桿。根據(jù)線路使用情況和導(dǎo)地線張力的大小，合理的選擇單桿或雙桿，目前高壓架空輸電線路中主要使用單桿結(jié)構(gòu)。

二、輸電線路施工安全管理的原則

要對(duì)輸電線路施工進(jìn)行安全管理，無(wú)疑是要遵守相關(guān)的法律法規(guī)的，為此就必須要熟悉相應(yīng)的安全生產(chǎn)文件且能夠?qū)Π踩L(fēng)險(xiǎn)控制措施做到合理的策劃。施工單位更應(yīng)該重視這個(gè)問(wèn)題，不可讓不合格的分包方參與到工程里面來(lái)，更要依據(jù)國(guó)家相應(yīng)的電力行業(yè)的法規(guī)或法律來(lái)處理好安全事故問(wèn)題。

安全第一是輸電線路施工中安全管理的首要原則，再則是電網(wǎng)安全以及機(jī)械設(shè)備的安全問(wèn)題。對(duì)于施工人員，安全意識(shí)以及安全生產(chǎn)技術(shù)都是不可缺少的，而對(duì)施工設(shè)備也要做好安全性能測(cè)試以及安全檢測(cè)保證安全狀態(tài)。或許一些自然因素?zé)o法控制，可是，由于人的并不安全的施工方法或者是違章作業(yè)而引發(fā)安全事故的現(xiàn)象應(yīng)該徹底杜絕與做好預(yù)防工作。

對(duì)于輸電線路施工安全管理來(lái)說(shuō)，負(fù)責(zé)工程項(xiàng)目的經(jīng)理必然是需要承擔(dān)相應(yīng)的安全生產(chǎn)責(zé)任的，這是因?yàn)樗枰?fù)責(zé)關(guān)于安全生產(chǎn)的組織與策劃，更要將安全責(zé)任劃分落實(shí)到位，同時(shí)還要負(fù)責(zé)將安全管理工作的督促做好。在施工的過(guò)程當(dāng)中，不應(yīng)該因?yàn)槭虑樾【筒辉谝?，而?zhuān)業(yè)的員工也要將施工現(xiàn)場(chǎng)把關(guān)好，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且及時(shí)解決妥當(dāng)，避免釀成安全事故。

三、高壓架空輸電線路鋼管桿結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

（一）氣象條件的選擇

氣象條件應(yīng)根據(jù)沿線氣象資料的數(shù)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果及附近已有線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定，110kV～330kV輸電線路及其大跨越重現(xiàn)期應(yīng)取30年，500kV～750kV輸電線路及其大跨越重現(xiàn)期應(yīng)取50年，實(shí)際使用中應(yīng)該避免過(guò)大取用。

（二）桿塔的結(jié)構(gòu)重要性和使用壽命的選取

根據(jù)規(guī)范要求，臨時(shí)線路取γ0=0.9，一般重要的線路取γ0=1.0，特別重要的線路取γ0=1.1。故合理選擇鋼管桿的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，可以適當(dāng)降低鋼管桿造價(jià)。

（三）桿塔類(lèi)型的區(qū)分

合理區(qū)分線路中的直線桿和耐張桿，盡量避免直線桿承受導(dǎo)地線的拉力。合理規(guī)劃桿塔使用轉(zhuǎn)角度數(shù)，避免實(shí)際使用角度遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)角度，可以有效降低桿塔承受的荷載。對(duì)于終端桿應(yīng)區(qū)分有無(wú)進(jìn)線檔的設(shè)計(jì)情況，對(duì)于分支、T接、π線路的桿塔，需要根據(jù)實(shí)際使用情況考慮荷載組合，避免所有桿塔都按最不利的因素考慮。

（四）使用檔距的優(yōu)化

通過(guò)對(duì)各種導(dǎo)、地線最大使用張力的計(jì)算比較，選取合適的導(dǎo)、地線安全系數(shù)，一般取導(dǎo)線安全系數(shù)K=6.0～8.0，地線安全系數(shù)K=10.0～11.0，使用水平檔距Lp=120m～150m，垂直檔距Lv=200m～250m，最為經(jīng)濟(jì)合理。

（五）桿頭高度及呼稱(chēng)高

在滿(mǎn)足電氣間隙要求的前提下，盡量減小線路走廊寬度，對(duì)桿頭高度及橫擔(dān)長(zhǎng)度進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)考慮對(duì)城區(qū)10kV線路、路燈和路邊樹(shù)木的交叉跨越高度的要求，以桿塔重量最輕為優(yōu)化目標(biāo)兼顧根徑尺寸，單、雙回路桿塔的呼稱(chēng)高的極差按3m考慮，多回路桿塔按照2m考慮，可以減少桿塔高度，進(jìn)而降低桿塔重量。

（六）桿塔結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)化

對(duì)于一般桿塔，可采用正多邊形單桿設(shè)計(jì)。對(duì)于導(dǎo)地線張力過(guò)大，線路回路數(shù)較多，轉(zhuǎn)角較大，張力過(guò)渡的桿塔，可采用雙桿設(shè)計(jì)。合理布置雙桿與導(dǎo)地線在水平面上的投影交叉角度，在承受過(guò)大張力的方向上增大計(jì)算寬度；控制合適的撓度，優(yōu)化錐度，桿身合理分段，減少各段壁厚；在橫擔(dān)與桿身的連接處局部補(bǔ)強(qiáng)，將大大降低桿塔重量。

（七）桿塔材料的選用

對(duì)于多回路、大截面導(dǎo)地線，數(shù)分裂導(dǎo)地線的桿塔，采用高強(qiáng)鋼（Q420、Q460）也可以降低桿塔材料的用量。

四、結(jié)論

高壓輸電方式降低了輸電損耗，壓縮成本，提高了供電穩(wěn)定性和可靠性。鋼管桿優(yōu)化設(shè)計(jì)涵蓋面廣，優(yōu)化項(xiàng)目多。而鋼管桿的應(yīng)用，不僅進(jìn)一步提高了供電質(zhì)量，同時(shí)優(yōu)化了桿塔美觀性與安全性。但鋼管桿建設(shè)成本高，所以在具體應(yīng)用中，應(yīng)進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化。

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