220kV输电线路窄基钢管塔规划与设计分析
作者：管理员 分类：水利电力 时间：2015-11-05 11:46:05

随着科技的发展，电力工程技术不断的进步，在220KV输电线路中加强窄基钢管塔规划与设计是很有必要的。本文主要阐述了窄基塔的规划设计和其中所存在的问题以及相关的对策。

【关键词】窄基钢管塔；规划；设计

0.引言

     随着社会不断的发展，科技不断的创新，220KV输电线路中运用先进的窄基钢管塔能够有效的减少占地面积和经济成本，提升电气企业的电力运输效率和运输水平。加强窄基钢管塔的规划和设计能够满足电力企业的电力运输需求和装换效率的提升。

1.窄基塔的规划设计

在电力工程中，为了减少输电设备所占用的面积，通常选用钢管杆或者电缆埋管的形式。电缆总体投资大小的主要受河流、地形和地下管道路径等影响。钢管杆工程的比铁塔的造价要高。并且根据这些因素，在220KV输电线路中如果使用铁塔那么根开就需要达到4m，因此，采用窄基塔设计理念是很有必要的。为了缩短线路走廊，根据不同的导线比较绝缘子串型和导线布置型，从中选择最优的设计方式。

1.1绝缘子串与导线布置形式的比较

根据常规的回路型导线来进行垂直排列和三角形排列的布置。在导线进行三角形排列的过程中，对于横担的设计是有两层结构，设计中塔的高度较低，但是通过在下层横担布置四相导线，增加了下层横担的长度，进而拓宽了走廊面积。垂直排列塔型的导线横担有着三层的结构，下层横担的导线数量明显减少，并且在宽度方面小于三角形排列的塔形结构，进而，在窄基塔的构造中选用导线垂直排列是能够满足实际的需要的。

1.1.1耐张塔串型

在窄基塔的规划和设计中，对于耐张塔串型主要可以分为跳线串和耐张绝缘子串两种。耐张绝缘子串在使用的过程中对于窄基塔的规划影响不是很大，但是在电力工程中使用比较多的是常规复合绝缘子耐张串。根据一些地区的不同，对于塔型的设计，还需要结合当地的实际情况，如高原地区就需要设计防风偏跳线串。

1.1.2直线塔串型

在设计窄钢管塔规划设计中，串型有多种模式，如全V串、全I串、L型串等，在设计中常用到的是全V串和全I串。根据以往的数据显示，在窄钢管使用L串线路综合走廊面积与V串线路的面积相差不大，使用L串线路能够节省空间，并且有效的减少窄基钢管塔的耗钢量。

1.2窄基钢管塔材料的选择

     在220KV输电线路中窄基钢管塔根开的面积要比一般的铁塔的规模要小很多，在抗弯刚度方面也比常规的角钢塔要小。在规划的过程中，为了能够让窄基钢管塔能够适应各种环境，对主材的规格和材质的选取是非常重要的。为了能够减小塔身控制位移和风荷载，提升铁塔的稳定系数，采用钢管截面作为主要的材质是能够保障窄基塔正常运行。

2.塔型振型结构设计与分析

随着科技的发展，塔型结构的变化。对于当前关于杆塔结构自振周期相关的估算公式不能完全适用于窄基塔的计算当中。220KV输电线路铁塔的结构模式多样，在质量分布、几何形式、刚度计算等方面都存在一定的差异性和变异性。在当前的风振系数的计算中没有考虑这些因素的影响，在常规计算中，风振系数β不能使用全部的塔架结构模式。因此在窄基塔的设计中应该采用相关的软件来初步估算铁塔的构件规格，然后在运用ANSYS进行建模，通过采用子空间迭代法来计算出振型的规格和自振频率，从而获得铁塔的自振周期，结合规范公式来对风振系数β的确定。通过将β带入到VTLA设计软件中加以检验，从而获得铁塔构件的规格。采用多次验证的形式来确保数据的准确性，并且根据线性计算法对铁塔设计的计算结果进行分析。

2.1直线塔2ZA－SZK1 振型分析

采用ANSYS计算软件，对直线塔2ZA－SZK1的空间有限元进行建模，在建模过程中，所采用的计量单位为杆-梁混合单位，选用的主要材料为PIPE16。为了防止体系中的几何变异性，在横隔围杆的材质的检验采用Beam4，对于其它的杆件采用Link8进行模拟检验。对于直线塔2ZA－SZK1振型的分析中采用空间迭代法进行计算，并且根据该振型的特点，确定设计的规格。直线塔2ZA－SZK1的自振周期的计算采用有限元分析计算，结合规范性的公式对风振系数β进行求解。

3.窄基塔结构设计问题

     220KV输电线路窄基钢管塔的设计过程中，设计的好坏直接影响着输电线路的安全运行，为了能够保证窄钢塔的质量稳定，在规划和设计中主要的问题表现在以下几点。

一、窄基塔的风振稳固问题。220KV输电线路的地址一般较为偏僻，气候比较复杂，在窄基塔的规划和选择上带来了技术性难题。如在高山上建立窄基塔时，就要面临和解决窄基塔抗风性问题，也要考虑窄基塔嵌入后的抗拔承载力的问题。

二、窄基塔成本问题。在对220KV输电线路工程进行设计施工时，往往会存在材料运输成本和困难大的问题，这严重影响了基础工程的施工进度和施工水平。为了解决这种问题，施工、技术人员在具体建造中，电力企业要遵循因地制宜的原则，以及现场的实际情况来进行就地取材，合理计算建造规格。窄基塔的结构设计中，也要从实际出来，采用不同的设计方案。

三、耐张力的设计问题。在窄基钢管的规划设计过程中，一般的耐张力的强度要控制值6.5Kpa左右，但是当地形较为复杂，风值较大的话，就可适当加强耐张力的强度。塔型要选择耐张塔，在特殊情况下采用复合式耐张串型塔。

4.窄基塔结构设计对策

      当前，在窄基塔结构设计中还存在一些问题，如窄基塔的风振稳固问题、窄基塔成本问题、耐张力的设计问题等，影响窄基塔的安全性和稳定性。根据这些问题，采取有效的策略来提升220KV输电线路窄基塔规划与设计水平，保障其能够在电力系统中发挥最大的作用。具体对策如下:

一、对窄基钢管塔规划与设计中，根据窄基塔所建造的地形高度比较高，坡度比较陡，安全稳定性工作要做好，加强塔身与横担的风振系数的确定。对技术人员应该加强技术水平培训，提升安全意识，确保在窄基塔施工过程中正常进行，，严格执行正确的安全操作流程，在窄基塔的设计施工中加强防护技术措施。

二、在窄基钢管塔的规划与设计过程中，应该根据该地区的实际情况采用不同的塔型结构或者是综合的检验技术，确保能够更好对窄基塔进行建造。在窄基钢管塔的规划设计中，要加强对设备规格的检测力度，在施工过程中，要制定相关的应急方案，确保在面对突发情况时，能够拿出有效的应对措施和应急预案。

5.结论

     综上所述，加强220KV输电线路窄基钢管塔规划与设计分析是很有必要的。运用硬支撑跳线和L型耐张塔技术设计，来确定窄基塔的风振数值，根据相关技术的比较和相关问题的探究，从而确定窄基塔的设计方案，从而满足电力企业的电力运输需求和装换效率的提升。

参考文献

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