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[科普中国]-拉线塔

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拉线塔是架空输电线路来支持导线和避雷线的支持结构。使导线对地面、地物满足限距要求。并能承受导线、避雷线及本身的荷载及外荷载。

类型电力塔架按其形状一般分为:酒杯型、猫头型、上字型、干字型和桶型五种,按用途分有:耐张塔、直线塔、转角塔、换位塔(更换导线相位位置塔)、终端塔和跨越塔等,它们的结构特点是各种塔型均属空间桁架结构,杆件主要由单根等边角钢或组合角钢组成,材料一般使用Q235(A3F)和Q345(16Mn)两种,杆件间连接采用粗制螺栓,靠螺栓受剪力连接,整个塔由角钢、连接钢板和螺栓组成,个别部件如塔脚等由几块钢板焊接成一个组合件,因此热镀锌防腐、运输和施工架设极为方便。对于呼高在60m以下的塔架,在塔架的其中一根主材上设置脚钉,以方便施工作业人员登塔作业。1

结构拉线塔是由塔头、立柱和拉线组成。塔头和立柱一般是由角铁组成的空间衍架构成,有较好的整体稳定性,能承受较大的轴向压力,其拉线一般采用高强度钢绞线,能承受很大拉力,因而使拉线塔能充分利用材料的强度特性,减少材料的耗用量。但拉线占地面积大,不利于农田机耕,所以也较少使用。

就外形而言,拉线塔可分为导线呈三角形排列的“上”字型、猫头型以及导线呈水平排列的门型、拉线V型等,还有纵向能自立的内拉线门型塔等。2

发展近年来,随着国民经济的快速增长,电力行业发展迅速,推动了输电线路塔架行业的快速发展。据统计,我国输电线路塔架行业销售收入从2003年的50亿元上升到2010年的426亿元,年复合增长率达36.68%,行业处于迅猛发展时期。2010年,我国输电线路塔架行业呈现良好的发展态势,行业内企业对成本费用的管理控制能力较高,盈利能力较强。

截至2010年底,我国规模以上输电线路塔架企业有252家;资产总额达到322.50亿元,同比增长25.55%。2010年,我国塔架行业实现工业总产值433.10亿元,同比增长25.36%;销售收入425.91亿元,同比增长29.06%;实现利润总额20.45亿元,同比增长43.09%。

“十二五”期间,我国将加大电网投资,投资约2.55万亿元,占电力总投资的48%,较“十一五”期间约提高3.0个百分点,随着电网投资的不断加大,对输电线路塔架的需求也将不断增多,输电线路塔架行业的发展前景广阔。2011-2012年我国输电线路塔架行业销售收入年复合增长率为28%。

拉线塔设计拉线铁塔的工作,主要靠拉线来维持,因此,在设计中应把拉线与铁塔本体看成同等重要。其设计过程是,首先计算作用于铁塔的外力,再算拉线系统、主柱、横担,最后算基础。为了维持铁塔妥当的直立,拉线应在铁塔未挂线之前设置完善,而且受到初张力的作用。所以在计算中应考虑160N/mm2的初应力。另外,因气温的变化、自重及风荷载等,将会引起内力的增加,所以要增加1.05的增大系数。由于拉线在外力的作用下,会引起地锚、主柱基础土壤的变形及拉线零件滑动,因此在计算拉线结点位移时应考虑由此而引起的拉线伸长。

拉线的对地夹角,从理论上说β=45。最经济。但因拉线与导线间的电气距离以及占地的要求,一般取β=60。。拉线在地平面上的相互夹角α,对于单柱拉线塔,一般设置相互成90。角的4条拉线。3

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所