【输电铁塔老化问题概述1800字】

输电铁塔老化问题概述输电铁塔线路为电能输送的载体，是重要的生命线工程，也是国家经济建设与发展的命脉之一。我国能源资源分布不均匀，但电力需求不断攀升。为满足经济的快速发展，适应大规模跨区域输电，实现更大范围的资源优化配置和电网的建设。采用架空输电铁塔线路进行远距离的输送电能，可以极大长度协调地区资源分配，但这也对线路的稳健性提出了高的要求。架空输电铁塔线路由线路铁塔、导地线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。输电铁塔普遍作为架空线路的支撑点，用来支持导线、地线以及其他附件，使导线以及地线之间彼此保持一定的安全距离，并保证导线对地面、交叉跨越物以及其他建筑物具有安全距离。架空输电铁塔通常设计为高格子钢结构，角钢用于所有组成部分，包括支腿、主支撑、以及辅助支撑和横臂构件。通常情况下，输电塔-线体系拥有与高耸塔体、大跨度结构共同的特点，塔体高、跨距大、柔性强，易变性，遭破坏性强。常见的输电铁塔类型如图1-1所示。干字型猫头型大跨越型内拉门酒杯型图1-1常见输电铁塔分类结构图Fig.1-1Classificationstructurediagramofcommonirontransmissiontowers随着时间的推移和规模不断扩大，到现在世界许多国家都出现了输电铁塔基础设施老化的情况。据估计，澳大利亚15万座输电塔中约75%的塔龄已经超过20年，许多已接近50年[1]。原来设计时考虑的最大风速偏低且没有考虑风压高度变化系数，按照DL/T5154-2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》[2]、GB50017-2017《钢结构设计规范》[3]，重新考虑了风压高度变化系数和适当提高最大风速，对该类塔型进行计算校核发现：原塔无法满足实际运行要求[4]。如果采用强度更高的输电铁塔塔型进行整体更换，施工成本极高，并且线路停电检修也将带来巨大的人力、物力的调度工作量。输电铁塔线路工程设计的关键为如何避免或减少灾害的发生，这是输电工程中一直重点研究的方向[5]。输电铁塔常年暴露在野外自然环境中，在役年限较长或外部暴雨、大风、覆冰、暴流环境的影响，导致承载力下降，直接威胁着线路的整体运行能力，倒塌、倾斜和损毁发生频率逐渐增多[6]。此外，由于输电铁塔线路跨越铁路、公路、河道和街道等城市基础设施，线路的可靠性也直接关系着人民群众的生命安全[7][8]。1996年4月，澳大利亚和加拿大的输电铁塔均在暴流中发生倒塌，直接经济损失1000万美元[9]。1998年，湖北省500kV姚双与双凤现中山口大跨越发生舞动。因舞动断线，造成停电5天抢修换线耗资300万元，少送电36GW，直接经济损失1260万元，社会经济损失27250万元[10]。1999年，日本九州地区出现台风，造成4条输电铁塔线路的15基输电铁塔倒塌。2002年，日本又出现了10基输电铁塔连续倒塌事故，导致30万用户停电[11][12]。2006年，8号热带风暴“桑美”对温州电网造成严重破坏，线路跳闸拉停共516回[13]。2008年，部分南方地区因“50年一遇”的大范围、长时间严重的的冰冻雨雪凝冻灾害，输电铁塔线路覆冰最厚达到60mm，多处出现了倒塔、倒杆和线路断线的严重灾难，导致大面积的停电，给人们的生活带来极大不便，直接经济损失超过104.5亿元，灾后重建和改造投入390亿元[14][15][16]。2013年，榆林地区因罕遇大风天气且同时降落暴雨、冰雹，造成输电铁塔线路发生跳闸事故，7基铁塔倾倒，1基铁塔扭转[17]。2016年，台风“莫兰蒂”为厦门地区87年来最强台风，在厦门翔安登录，造成输电铁塔倾倒、塔头变形和横担弯曲等，共有27基。其中，500kV有7基，220kV有15基，110kV有5基[18]。常见的输电铁塔倒塔如图1-2所示。宝邑Ⅱ线39号铁塔风致倒塔覆冰过载导致倒塔断线导致破坏暴流导致倒塔图1-2输电铁塔倒塔实景图Fig.1-2Theactualviewofthecollapsedpowertransmissiontower综上所述，依据输电铁塔出现破坏的程度可以分为三类：一类是结构表面出现轻微损伤，可承受设计工况下的荷载；二类是结构发生了损伤或者主材的承载力已经达不到要求，这种情况进行适当修复后铁塔可以继续使用；三类是主体倒塌，这种情况输电铁塔已经失去了承载力，只能进行重建。对于前两类情况的输电铁塔，如果对在役的这类输电铁塔重新进行整塔拆除更换，花费的总投资费用将占到原来建设的40%左右，费用高，还会造成大量的资源浪费，同时也会造成严重的环境问题[19][20]。如果更换承载力不足的主要受力构件，对冗余度不高的输电铁塔塔架来说，甚至可能会影响安全。这两种方法都是会花费大量的人力、物力和财力，且难度大、费用高、停电时间长，会对人们的正常生活造成很大的影响[21]。那么，可以考虑采用原位加固对输电铁塔进行加固，进行升级补强和修复。并且，科学合理地对输电