110kV輸電線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計的技術(shù)要點分析

方 成 井蘭花

安徽順安電力架線勞務(wù)有限公司

110kV輸電線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計的技術(shù)要點分析

方 成 井蘭花

安徽順安電力架線勞務(wù)有限公司

本文主要通過對桿塔基礎(chǔ)設(shè)計中相關(guān)技術(shù)要點的系統(tǒng)闡述，客觀地明確這些技術(shù)要點對于110kV 輸電線路安全性能及工作效率提高的重要性。

110kV輸電線路；桿塔設(shè)計；技術(shù)要點

前言

輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)是電力架空線路設(shè)施中特殊的支撐結(jié)構(gòu)件，是導(dǎo)線、地線、絕緣子串和基礎(chǔ)的聯(lián)結(jié)紐帶，其基礎(chǔ)設(shè)計將直接影響到整個電網(wǎng)線路的正常、穩(wěn)定、安全運行。因此，對于輸電桿塔的基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)給予重視。

1 110kV輸電線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計要點

1.1 圖紙設(shè)計

110kV輸電線路工程的工作前，我們必須先進(jìn)行圖紙工程的設(shè)計，然后經(jīng)過層層審核，最終運用到實際的施工中。在進(jìn)行圖紙的設(shè)計過程中，設(shè)計者必須要與工作人員和監(jiān)管者共同完成圖紙的設(shè)計工作，目的是在于讓施工者詳細(xì)了解設(shè)計的重要目標(biāo)，然后施工者才能在施工過程中注意到小的細(xì)節(jié)，才能更深層次的提高施工的質(zhì)量，保證施工過程中的技能的完美，設(shè)計者與施工人員在討論的過程中，可以發(fā)現(xiàn)并提出存在的問題，共同商討完成輸電線路的工程。

1.2 桿塔設(shè)計

在設(shè)計桿塔的過程中，我們首先要注意的就是要做定位模板曲線，定位模板曲線是指根據(jù)一定的氣象條件，然后描繪成的曲線，定位模板曲線是指根據(jù)具體的氣象條件下的比例，判斷具體的天氣狀況，然后利用臨界溫度法判斷最大垂直弧下的具體的天氣狀況，然后取得定為模板曲線，進(jìn)行具體的操作。然后選擇具體塔位，挑選桿的類型，并詳細(xì)研究與檔之間的距離。我們在選擇使用桿塔的過程中，應(yīng)該盡量選擇經(jīng)濟型的桿塔的高度，減少占用耕地和農(nóng)田的占地面積。

2 110kV輸電線路桿塔基礎(chǔ)技術(shù)要點

2.1 運用信息化技術(shù)優(yōu)化桿塔結(jié)構(gòu)

110kV 輸電線路正常運行過程中對于各項基礎(chǔ)設(shè)施的工作性能及安全性能的要求非常高，需要相關(guān)的技術(shù)人員在其中桿塔設(shè)計的過程中能夠合理地運用信息化技術(shù)，優(yōu)化桿塔結(jié)構(gòu)，確保桿塔在10kV 輸電線路應(yīng)用中能夠達(dá)到線路生產(chǎn)活動的具體要求，提高輸電線路的安全性能，實現(xiàn)電力企業(yè)發(fā)展過程中效益最大化的戰(zhàn)略目標(biāo)。合理運用信息化技術(shù)優(yōu)化桿塔結(jié)構(gòu)時，需要做到：(1)在可靠的理論支持下，結(jié)合110kV 輸電線路的實際建設(shè)要求，通過計算機網(wǎng)絡(luò)中桿塔三維立體化模型的有效模擬，對桿塔的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行綜合性評估，延長桿塔的使用壽命；(2)對桿塔的尺寸規(guī)格及其它參數(shù)進(jìn)行有效地分析，在信息化技術(shù)的支持下對桿塔設(shè)計中存在的問題進(jìn)行及時地解決，加強對相鄰桿塔之間距離的合理控制；(3)對桿塔的實際設(shè)置方式及分布狀況進(jìn)行合理地分析，運用計算機網(wǎng)絡(luò)為桿塔絕緣性能的提高提供必要的設(shè)計思路，提高110kV 輸電線路工作效率的同時減少電力基礎(chǔ)設(shè)施的減少成本。

2.2 加強對不同類型桿塔的有效選擇

結(jié)合現(xiàn)階段我國110kV 輸電線路整體的發(fā)展現(xiàn)狀，可知選擇不同類型的桿塔對于輸電線路供電穩(wěn)定性起著重要的保障作用。常用的輸電線路桿塔有：混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土桿、鋼管混凝土桿、鋼管桿和角鋼鐵塔等，其中角鋼結(jié)構(gòu)的鐵塔一般用于受力較大、高電壓等級和施工條件困難的地方。結(jié)合110kV 輸電線路的建設(shè)要求，可知選擇FRP 材料制成的桿塔實際應(yīng)用效果良好。這種材料作為一種復(fù)合型材料，有著一定的脆性，適用于110kV 及其以下輸電線路桿塔選擇中。從桿塔的建設(shè)成本、老化程度、抗壓性能、使用效果等方面進(jìn)行綜合地評估，促使110kV輸電線路建設(shè)中能夠在桿塔等不同基礎(chǔ)設(shè)施的支持下，不斷完善其服務(wù)功能，為現(xiàn)代化電力系統(tǒng)生產(chǎn)水平的提高及安全事故發(fā)生率的降低提供可靠地保障，促進(jìn)我國經(jīng)濟社會的不斷向前發(fā)展。因此，在110kV 輸電線路的桿塔選擇過程中，技術(shù)人員應(yīng)該結(jié)合輸電線路的功能特點增強桿塔選擇的合理性，逐步完善電力系統(tǒng)的服務(wù)功能，實現(xiàn)110kV 輸電線路建設(shè)過程中的更多發(fā)展目標(biāo)。

2.3 建立輸電桿塔結(jié)構(gòu)構(gòu)件的失效模型

建立較為合理的構(gòu)件失效模型，是建立較為合理的結(jié)構(gòu)體系失效模式的判別準(zhǔn)則的基礎(chǔ)。對于輸電桿塔結(jié)構(gòu)體系，在判斷每根構(gòu)件是否破壞時，是通過其極限承載力是否達(dá)到規(guī)范規(guī)定的限值來進(jìn)行判別。在輸電桿塔結(jié)構(gòu)體系中，拉桿和壓桿的破壞模式是不同的，一般情況下，拉桿為強度破壞，壓桿大多為穩(wěn)定破壞。在很多有關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件失效模式識別的文獻(xiàn)中，一般是假設(shè)失效后桿件的應(yīng)力-應(yīng)變曲線為一個平臺或突降為零。對于受壓構(gòu)件而言，這兩種失效模型可能會過高或過低地估計了受壓構(gòu)件失效后所能承擔(dān)的內(nèi)力，容易產(chǎn)生失效路徑的偏差。

在輸電桿塔結(jié)構(gòu)體系中，較為合理的構(gòu)件失效模型是拉桿采用彈-塑性單元失效模型，構(gòu)件屈服后保持其屈服點應(yīng)力不變，但該構(gòu)件對結(jié)構(gòu)體系剛度矩陣已無貢獻(xiàn)；而壓桿則可采用半彈-塑性單元失效模型，假定構(gòu)件失穩(wěn)后仍有一定的繼續(xù)承載的能力，其所承擔(dān)的內(nèi)力將有部分內(nèi)力需分配到其余未失效的構(gòu)件上。通過對軸力桿單元常用模型的承載力與位移關(guān)系曲線的有效分析，有利于優(yōu)化桿塔的服務(wù)功能，增強桿塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

在桿塔設(shè)計的過程中，采取有效的設(shè)計方法構(gòu)建出符合110kV輸電線路建設(shè)要求的桿塔失效模型，將會為輸電線路輸電水平的提高及系統(tǒng)運行能力的增強奠定堅實的基礎(chǔ)，促進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)步伐。同時，由于模型中桿塔的承載力折減系數(shù)與相關(guān)構(gòu)件的尺寸規(guī)格有關(guān)，需要技術(shù)人員在桿塔失效模型構(gòu)建中成分地考慮各種構(gòu)件的技術(shù)指標(biāo)。

2.4 突出節(jié)能環(huán)保理念

110kV 輸電線路實際應(yīng)用中為社會各行業(yè)整體生產(chǎn)力水平的不斷提高帶來了重要的保障作用，客觀地加大輸電線路相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施實際應(yīng)用效果的要求。其中，在輸電線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計的過程中，為了增加110kV 輸電線路使用過程中的環(huán)境效益，應(yīng)采用可靠的設(shè)計理念增強桿塔的節(jié)能環(huán)保效果，促使輸電線路在實際的應(yīng)用中能夠?qū)χ車鷳B(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善產(chǎn)生積極的影響，實現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)。

3 結(jié)束語

綜上所述，輸電線路中的桿塔是現(xiàn)代電網(wǎng)中的不可缺少的重要支點，因此，在桿塔的基礎(chǔ)設(shè)計上是否科學(xué)、合理、規(guī)范將直接影響著輸電線路的安全性、經(jīng)濟性和運行可靠性。

[1]范玉森.淺析110kV輸電線路規(guī)劃設(shè)計中桿塔定位及路徑選擇[J].電子測試，2016，20：136-137.

[2]吳姝雯，張化昭，趙淳.110kV雙回輸電線路復(fù)合材料桿塔防雷優(yōu)化設(shè)計研究[J].科技通報，2015，10：258-261.