输电线路铁塔技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

近年来高压输电网的建设发展迅速，其对相应的输电线铁塔的需求及更高要求促进了输电线铁塔的发展。目前输电线铁塔的技术发展相对完善，其产品的性能也越来越稳定，耐用性及实用性更强。随着各种新材料的运用，各生产企业通过对输电线铁塔材料的研究，使得新型的钢材及各种合金钢运用到铁塔的主要部位，从而在增强铁塔耐用性的前提下，不但其自身的自重减少了，同时生产输电线铁塔的成本也下降了。随着钢铁工业的快速发展和钢结构设计标准的不断完善，为设计人员扩展了思路。近几年来设计人员设计出了许多新的塔型，有为了减少线路走廊宽度的紧凑型塔、有跨越大江大河的大跨越塔、有线路走在城郊附近与城市环境相协调的钢管塔等，充分体现了钢结构在输电塔的广泛运用。

我国输电塔，一般采用角钢塔(塔高约20~70米)。对于输电高塔(一般在100米以上)，多采用组合角钢或钢管塔。目前研制的的单回线路铁塔和双回共架自立式铁塔，其结构的机械强度有足够的裕度，很少发生故障。单回自立式铁塔又分导线水平布置和三角形布置两种，目前意大利研制出导线水平布置的铁塔，塔高52.5米，导线用v型绝缘子串吊挂，塔宽很大，整个铁塔十分行笨重。美、意研制出的导线呈正三角形布置的铁塔，这种铁塔可使线路走廊中产生的电场比较均匀。美国在试验线路中使用了高60米、宽46米的1100kV自立式三角形铁塔。

我国宁夏电力设计院第一次独立设计完成的国家电网公司输变电工程典型设计的铁塔系列3G模块铁塔。其设计主要适用于陕西、甘肃和宁夏海拔高度较高的地区，此次设计在保证安全可靠性的基础上，又进一步合理优化了杆塔结构，充分重视了对环境保护的要求。该模块采用Q420高强钢，比目前铁塔常采用的Q345钢设计强度更高，且可节约塔材，减少塔重，具有明显的经济性。3G模块铁塔将首次应用于太阳山—黄河330千伏送电线路工程中。

第二节 产品工艺特点或流程

1、塔头铰结点的设置

在输电线路铁塔内力分析时，均将杆系节点作为铰结点。塔头铰结点的设置是指两铰拱或三铰拱力学模型的选择及构造模式。如：酒杯型塔头K结点，从力学模型看是纯铰，将其处理成结实的刚性节点，虽不会影响结构的正常工作，但浪费了不少钢材。因此杆塔结构加工图必须与内力计算图保持一致。不得青衣改动结构布置或添加未经计算和可能影响受力的杆件。

2、导线横担下平面斜材布置

为使设计尽可能合理，满足杆系传力的要求，只需设计者将横担下平面交叉斜材杆系布置到导线横担根部时，与塔身横隔面横财的中点相连接，使导线纵向荷载通过塔身横隔材直接传递到塔身上去，就可解决主材和节点板弯曲变形问题。

3、塔腿平连杆的使用

当塔腿采用平连杆时，应作为杆件与塔体同时计算。

4、塔身斜材的布置

塔身斜材和水平面的夹角易取40°~50°，塔身斜材的布置形式还和塔身的宽度有关，应综合考虑优化塔杆布置、充分发挥塔身斜材的承载能力。在塔型选择时，要分析控制选材的条件，塔身主材节间分段情况、主材计算长度，以及不同的接腿配置不同的塔身等多因素，进行优化组合。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

1、自动化锻压生产技术

研究设计自动化锻压生产技术，建设从钢板加工到生产铁塔装配的自动化生产流水线。通过对各阶段工序的技术整合及顺延调整，实现计算机控制系统，对铁塔的生产过程进行简化。同时自动化控制技术在数据积累分析的基础上使得生产的过程数字化，指标化，可以加强对产品质量和性能的进一步精确把握。

2、特高压输电线铁塔技术

特高压输电可以有效地减少远距离输电中的电力损耗。特高压输电线技术及特高压输电线铁塔技术研究是我国“十一五”电力行业发展技术中的关键技术，目前一些大的生产厂商及相关研究部门正在对特高压铁塔的生产材料及建设高度进行研究和试制，由于特高压输电线铁塔的造价成本较高，未来的研究重点是通过改善塔体的设计及材料运用来降低成本，并且对其安全性能将做更深层次的研究。

3、节能技术

加强技术创新，研发节能生产技术，在输电线铁塔生产过程中通过对零部件的改进来减少能源的损耗，对生产过程中产生的余料、角料进行回收再利用，使钢材的利用效率提高，减少企业的生产经营成本。另外研究和改进产品的设计方案，在不影响功能的情况下减少材料的运用，达到在减轻铁塔自重的同时降低生产成本。


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