杆塔

用来支撑输电线的支撑物

杆塔是架空输电线路中用来支撑输电线的支撑物。杆塔多由钢材或钢筋混凝土制成，是架空输电线路的主要支撑结构。

简介

杆塔（Pole and Tower）是支承架空输电线路导线和架空地线并使它们之间以及与大地之间保持一定距离的杆形或塔形构筑物。世界各国线路杆塔采用钢结构、木结构和钢筋混凝土结构。通常对木和钢筋混凝土的杆形结构称为杆，塔形的钢结构和钢筋混凝土烟囱形结构称为塔。不带拉线的杆塔称为自立式杆塔，带拉线的杆塔称为拉线杆塔。中国缺少木材资源，不用木杆，而在应用离心原理制作的钢筋混凝土杆以及钢筋混凝土烟囱形跨越塔方面有较为突出的成就。

杆塔是架空配电线路中的基本设备之一，按所用材质可分为木杆、水泥杆和金属杆三种。水泥杆具有使用寿命长，维护工作量小等优点，使用较为广泛。水泥杆中使用最多的是拨梢杆，锥度一般均为1/75，分为普通钢筋混泥土杆和预应力型钢筋混泥土杆。

分类

按结构材料

按结构材料可分为木结构、钢结构、铝合金结构和钢筋混凝土结构杆塔几种。木结构杆塔因强度低、寿命短、维护不便，并且受木材资源限制，在中国已经被淘汰。钢结构有桁架与钢管之分。格子形桁架杆塔应用最多，是超高压以上线路的主要结构。铝合金结构杆塔因造价过高，只用于运输特别困难的山区。钢筋混凝土电杆均采用离心机浇注,蒸汽养护。它的生产周期短,使用寿命长，维护简单，又能节约大量钢材。采用部分预应力技术的混凝土电杆还能防止电杆裂纹，质量可靠。中国使用最多，占世界首位。

按结构形式

按结构形式可分为自立塔和拉线塔两类。自立塔是靠自身的基础来稳固的杆塔。拉线塔是在塔头或塔身上安装对称拉线以稳固支撑杆塔，杆塔本身只承担垂直压力。这种杆塔节约钢材近40%，但是拉线分布多占地，对农林业的机耕不利，使用范围受到限制。由于拉线塔机械性能良好，能抗风暴袭击和线路断线的冲击，结构稳定，因而电压越高的线路应用拉线塔越多。加拿大魁北克在735千伏线路上又新创出一种悬链塔,经济效益很好。各国在研究1000千伏以上线路时，多以这种塔型为主要对象。

按使用功能

按使用功能可分为承力塔、直线塔、换位塔和大跨越高塔。按同一杆塔所架设的输电线路的回路数，还可分为单回、双回和多回路杆塔。承力塔是输电线路上最重要的结构环节。它分段设立，将导线的耐张绝缘子串锚挂在塔上，承担两侧导线、地线的挂线张力和事故时的不平衡拉力。这种杆塔便于分段施工，可制约运行中发生事故的范围。承力塔又可分为耐张塔、转角塔和终端塔。直线塔是线路上用得最多的结构。它只承担导线、地线的悬挂作用以及气象荷载。直线塔的技术设计数据是决定全线路杆塔经济指标的关键。换位塔是实现导线换位，以使输电线路参数平衡的杆塔。中国以60～80公里为一个整循环换位段(有的国家有200公里不换位的线路)。大跨越高塔指跨越通航的江河的大跨度高塔。这样可以避免在江河中安装铁塔所带来的一系列不便（如设计复杂、基础施工费用大、工期长等），通常设计双回路跨越线路。世界上 220千伏、档距在1000米以上的大跨越约90处，中国有10处。中国在跨越塔中最先采用钢筋混凝土烟囱式塔型（武汉跨长江和汉江的跨越塔），耗钢指标低，运行维修方便。以后又采用钢管塔（南京跨长江,高193.5米）、拉线钢结构塔（黄埔跨珠江，高190米）。

杆塔接地

输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要。降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平、减少线路雷击跳闸率的主要措施。由于杆塔接地不良而发生的雷害事故所占线路故障率的比例相当高，这主要是由于雷击杆顶或避雷线时，雷电流通过杆塔接地装置入地，因接地电阻偏高，从而产生了较高的反击电压所致。这一点从110kV线路到500kV线路雷害事故调查可以得到证实，即易发生雷击故障的杆塔，大都接地电阻偏高。杆塔接地电阻偏高的原因是多方面的，既有设计方面的原因，又有施工方面的原因，还有运行维护方面的原因。但外界自然条件如土壤电阻率较高、地质情况复杂、施工不便是其主要原因。

输电线路的雷击跳闸率与输电线路杆塔接地电阻密切相关。输电线路杆塔接地电阻偏高的地段，往往是地形复杂、交通不便，土壤电阻率较高的地段。这些地方往往也是雷电活动强烈的地区。因而，研究杆塔接地电阻偏高的原因并采取有效的降阻措施是摆在我们面前函待解决又非常艰难的任务。

降低杆塔接地电阻的措施主要有：

①水平外延接地。如杆塔所在的地方有水平放设的地方。因为水平放设施工费用低，不但可以降低工频接地电阻，还可以有效地降低冲击接地电阻。

②深埋式接地极。如地下较深处的土壤电阻率较低，可用竖井式或深埋式接地极。

杆塔结构强度的分析方法

杆塔结构中存在有大量的不确定因素，传统的满应力设计方法很难反映设计参数的不确定性因素，由此所得到的结构是不安全或不经济的。结构的可靠性设计方法，考虑了载荷、结构中的不确定因素，从统计学与可靠性理论出发，对杆塔的可靠性进行分析与设计是杆塔结构设计的一个新方向。

杆塔结构是一种超静定结构，某一杆件的破坏并不能导致整个结构的破坏，只有当破坏的杆件达到一定数目时，杆塔不能再承受载荷，才算杆塔破坏。美国“输电铁塔设计导则(ASCE)”对实验铁塔的破坏条件就表明了这一点。传统的满应力设计方法无法满足工程结构的这一特征。研究杆塔结构极限分析方法，确定杆塔结构的最大承载能力是必要的。

作用在杆塔上的载荷主要有风载、冰雪载荷、地震载荷和导线自重载荷，它们都是随时间变化的动载荷。对杆塔的动力学特性研究不深，而在设计过程中盲目地选取过大动载荷影响因子，不仅增加了杆塔的重量，而且也不能避免由动态应力、应变引起的杆塔破坏。研究杆塔结构的动力学特性是新型杆塔结构设计由静态设计走向动态设计的关键步骤。

大型工程结构的极限分析方法、可靠性分析方法和动力学分析方法已成功应用到航天、航空等工程中，取得了显著的经济效益。如何将这些新方法应用到杆塔结构强度的分析中是一个值得研究的课题。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省