近年来，我国国家电网的建设飞速发展，电力系统也不断完善，在这过程中，铁塔是高压输电线路的重要组成部分，其设计至关重要，本文对输电线路铁塔结构设计进行了分析及探讨。
《电力系统装备》Electric Power System Equipment(月刊)2002年创刊，是一本面向电力工业和电力设备产业，集指导性、信息性、技术性、实用性于一体的大型综合性月刊。经过不断发展壮大，已成为真正缩短电力设备供应商与用户间联络的新干线。&&杂志内容涵盖电力生产、传输、使用及电力设备制造等领域。
引言随着我国经济的飞速发展，国民经济总体水平有了很大的提高。与此同时，电力系统运行和设计所依赖的基础条件也发生了变化。输电线路是形成我国供电脉络的基础，对用户供电起着至关重要的作用，为了实现输电线路铁塔结构设计的安全稳定和经济效益，在输电线路安全运行的基础上，以防止外部损伤，确保输电线路安全运行，必须适时加强对于输电线路铁塔结构设计的深入总结与研究。以下就我国输电线路铁塔结构设计及工程应用过程中常遇到的一些实际问题进行了探讨。
一.输电线路铁塔结构设计的基本原则
输电线路铁塔是我国电力供应与输送环节必不可少的基础设施之一，被广泛应用于各地区电力输送的主干线与分支输电线路上，有效保证了电力输送的安全与稳定，也是全面保障我国现代电力行业供电安全的先决条件之一。在输电线路铁塔结构的设计过程中，设计人员只有坚持按照相关规定原则开展工作，才能保证设计方案更具科学性、合理性。
1.调查沿线工程地质、水文及气象条件
为使输电线路铁塔结构设计能获得较精确的沿线气象条件。应根据规程对观测场、距本线路距离的要求，走访气象站，根据沿线气象资料的数据统计结果，参考风压图以及附近已有线路的运行经验确定，基本风速、设计冰厚按重现期确定，110～330kV输电先例及其大跨越按30年、750kV、500kV按50年。基本风速离地面10米高30年一遇平均的最大风速、极端最低气温、历年平均气温、历年平均雷暴日数，结合沿线现有输电线路、通信线路的运行经验及造成自然灾害等资料情况分析后，获得线路的气象条件结果表。为取得第一手线路地质资料。设计单位可以会同线路所在地区地质勘探部门，对沿线现场钻孔取得土质和水样，并试验确定地质水文特性，也可以在现场进行了静力触探，利用计算机绘制出各层地耐力及其他参数。依据勘探资料，确定所经地区地貌单元，为输电线路铁塔结构设计提供可靠的依据。
2.导地线和金具安全的系数
导地线安全系数不仅影响线路的运行安全，而且关系到耐张铁塔的荷载大小。对于同塔多回输电线路。由于荷载巨大，所以导地线的安全系数选取应更为合理。做到既能满足输电线路的安全运行，又能有效控制工程投资。
3.绝缘配置
输电线路的绝缘配合就是解决铁塔上和档距中各种可能的放电途径，使输电线路能在工频电压、操作过电压、雷电过电压等各种条件下安全可靠地运行。考虑到多回输电线路的重要性和停电检修的困难，尽量减少维护工作量，延长绝缘子清扫周期，同塔多回路的泄漏比距可考虑提高一级进行设计。同塔多回路导线相间距离除应满足《技术规程DL/T5092-1999》的计算公式，在特定的导线布置形式情况下，不同回路间的相导线可能在同侧横担上相邻布置，其回路间水平距离还应比上述要求增加0.5m。
4.防雷特性
根据送电输电线路设计手册推荐，输电线路遭受雷击的次数为：N=rhT，h=hg-2f/3，式中，r为地面落雷密度;h为避雷线平均高度;T为年雷暴日数;hg为避雷线悬挂点高度;f为避雷线弧垂。公式表明，输电线路遭受雷击次数随着地线的平均高度增高而增多。其次是绕击，当地线保护角相同时，塔高增加20m，绕击率增大一倍;至于反击，同塔多回路塔高增加，铁塔的波阻和电感随之增大，雷击塔顶时，沿铁塔传播至接地装置所引起的反射波返回塔顶或上横担所需时间相对延长，电位升高值较大，因此反击引起的绝缘闪络跳闸率比单、双回路高。
5.塔身和基础
同塔多同路由于铁塔的外部荷载及塔身风压与单同输电线路相比，将成倍增加，铁塔的自重、基础作用力均将大幅度增加。为保证可靠性要求，多回路铁塔和基础设计可参照大跨越工程的重要工程乘重要系数的做法，对多同路结构设计的安全系数适当加强。对220KV大截面导线的同塔多回路，为降低材料的体形系数和塔身风压，可考虑采用钢管桁架结构，对跨越塔等特殊型式也可采用高强度钢材。由于多回路塔的导地线很多，因此设计中，可能很多结构材料受安装工况控制，在设计中如适当限制施工作业工序，采用合理的施工手段，甚至加大施工临时拉线的平衡张力，则可以有效降低塔重。同塔多回路的铁塔和基础设计还应该遵循安全可靠的原则。
6.交叉跨越的设计
输电线路铁塔结构设计中，对于跨越杆塔(跨越河流除外)应采用固定线夹。输电线路与弱电线路交叉时.交叉档弱电线路的铁塔，应有防雷措施。另外，输电线路跨11OkV及以上线路、铁路、高速公路及一级公路时，悬垂绝缘子串宜采用双串，或两个单串。
二.输电线路铁塔结构设计的技术要点分析
输电线路铁塔结构设计是整个高压输电线路工程建设的核心部分之一，设计中所涉及的技术项目也相对较多，其中包括：导线放线、弧垂观测、连线工程和系统附件安装等多个部分。
1.铁塔的基础问题
在输电线路铁塔结构设计中，输电线路经由各段基础型式的选择，是一个非常重要的问题，应结合各段地形、承文地质情况、施工条件以及铁塔型式加以确定，并且应在满足规程、规范的前提下，尽可能地降低工程造价。对于运输或浇制混凝土有困难的地区，可采用预制装配式基础或金属基础;对电杆及拉线宜采用预制装配式基础。
设计方案中还要正确分析铁塔基础受力，应首先保证安全，针对轴心受压基础、轴心受拉基础，分别选取不同的K值。对于新基础计算的前提条件是地基承载力满足设计要求，若地质属淤泥或淤泥质土，则必须进行重新设计。另外.通过塔和基础设计的综合优化，以及塔身坡度方案合理，对于转角塔，因采用单腿承台群桩基础。各腿无构造连梁，其效果更加明显。当然，对基础而言，桩径和桩深也是一个合理匹配的优化解。总之，铁塔基础结构设计应满足如下的功能要求：能承受正常施工和正常运行时可能出现的各种工况下的荷载;在正常使用时具有良好的工作性能;正常维护下具有足够的耐久性能：在偶然事件发生及发生后，仍能保持必须的整体稳定。
2.铁塔强度问题
输电线路铁塔结构设计中，影响铁塔强度的因素主要有制选铁塔所用的材料、铁塔的受力形式及铁塔的结构形式。输电线路在长期的运行中，铁塔作为导线和避雷线的支持物，必须能承受一定的荷载，且其变形必须在一定允许的范围之内，即铁塔必须满足一定的强度和刚度要求。环形截面的构件较其它构件，具有各方向承载能力相等，节省材料，便于采用离心机制造以提高质量等优，SEC法制备法浇制的混凝土强度比振捣法浇制的可提高30%。因此，在输电线路中广泛采用环形截面的钢筋混凝土构件。预应力构件浇注前，将钢筋施行张拉，待混凝土凝固后撤出张力，这时钢筋回缩而混凝土必须阻止其回缩，因而混凝土受一个预应压力。当构件承载而受拉时，这种预压力可部分或全部抵消受拉时应力而不致产生裂缝，由此保证铁塔的稳定性和长寿命。
3.连线工程的技术要点
在输电线路铁塔结构的整体没计中，连线工程包括：架空线与压接式耐张线夹的连接、架空导线间互连、导线与跳线间连接以及架空导线因损伤而需的压接修补等。在导线进线工程完成后，需将耐张杆前后的导线进行连接的工程称为跳线工程。如果是导线的跳线，必须满足跳线与导线耐张线夹间保持良好的连接，减少接缝处的接触电阻，防止导线在正常运行工作中剧烈发热。对于接地导线的跳线，则需要与对应铁塔的地线支架进行完好的联结。
结语
高压输电线路铁塔结构设计的质量对整个电力系统的安全运行起到至关重要的作用。因此在工程设计进程中必须严格把关，确保工程质量也是为安全供电增加了一层有力的保障。
参考文献
[1]电力工业部电力规划设计总院.电气系统设计手册[M].北京：中国电力出版社，2007.
[2]赵广林.输电线路铁塔结构设计的要点分析[J].四川电力学报2009，(3).37—38.
