冰冻灾害对铁塔的影响

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1、冰冻灾害对铁塔的影响冰冻灾害电力倒塔的原因是由于导线结冰太厚拉力增加，大大超过了耐张杆塔的设计承受力而倒塔的，然后才是倒塔的冲击力挣断导线。下面转贴一份材料可以说明这个问题：电力老职工谈长沙电力倒塔的原因我是一名电力职工，从事电力线路工作已16年，学的是输配电专业，即是通常讲的电力线路设计及运行检修专业，看到08年01月26日对湖南电力倒塔抢修徇职3人的评论，以及多数人对对电力常识的误解，我只想从我所学的专业和工作经历，讲一讲相关常识，尽量客观反映当前电力部门的工作，让所有有良知的人做出自已的正确判断。首先讲电力线路的杆塔，线路要架空就必须有两种杆塔－－－即一是直线塔、另一种是耐张塔，简单

2、的比喻就是你要晒衣裳拉一根线，两端要固定在墙上，中间用竹杆撑起。好了，直线塔就有了，竹杆就是直线塔，其作用就是挑起导线，一般只承受导线的自重，专业讲就垂直荷载。同时耐张塔也有了，即是晒衣裳固定的墙，所以电力线路线路最易出危险的是耐张塔，因为导线受张力架空后，沿导线纵向拉起的力全部挂在耐张塔上，即耐张塔要承受电力线路架空后的张力载荷，也就是要当成墙壁一样承受导线的拉力。再说说专业名词：导线的标称截面，400/35，即400表示导线的铝股部分横截面积为400平方mm，35表示钢芯部分横截面积为35平方mm。当前500kV高压送电线路多为该型导线，然后每相导线有4根，一条线路为3相导线，共12根

3、导线，还有两根避雷线。湖南的倒塌线路就是这样的导线结构，架空在天上的共有14根线。导线的自重，1米400/35导线的自重是1.511kg，按湖南的多年的气象条件，设计时冰厚为10mm，导线上覆10mm厚的冰后的增加重量计算是：1.04kg.计算式是y2=〔3.14*（d/2+b)^2-3.14*(d/2)^2〕*1000*0.9b是冰厚，d是导线直径，A是导线横截面积，冰密度0.9由此：每一米导线的上加冰后的重量是：1.511+1.04＝2.551kg。耐张塔正常设计时应承受的张力G是：2.551*1000米*4根子导线*3相＝30.612吨。取平均水平档距1000米（多数为500～700

4、米，考虑山区的连续上山档等因素取1000米）耐张塔的高度一般在20米左右。此30吨纵向拉力挂在塔上，对基础的扭力力距为20米，基础即按此不利的受力条件进行选取。耐张塔身要承受的扭力即为抗拒30吨的扭力力矩。而当履冰达到50mm厚时，代入计算式：y2＝10.85G＝（10.85+1.511）*1000*4*3＝148.332吨。当冰厚为100mm时，y2＝35.839G＝（35.839+1.511）*1000*4*3＝448.2吨。由此可见：50mm的冰产生的张力是10mm冰的148.33/30.612＝4.85倍。100mm冰张力是10mm的448/30.612＝16.63倍。虽然线路设计

5、取了2.5倍的安全系数。但是由于冰厚产生的荷载是平方关系的增长，耐张塔不可能按几十年不遇的天气条件来设计。如果为了抗拒100mm冰的而设计耐张塔，其塔身强度和基础强度都是不可想像的。在线路工程的造价中，铁塔投资占20％。而三峡到上海的线路2000公里，塔量为2000基以上，总造价为40亿元。单位造价为200万元/公里，如要每基塔均增加投资去抗衡50～100mm冰，电力线路的总体投资翻10倍左右。即达到400亿，按此推算，当前电力建设每年建设电力线路均在5000公里左右。按10倍的关系，即光电力线路建设即达到1000个亿。而一个国家级的三峡工程也不过2000亿元，另外，电网投资均由电力企业自

6、行投资，完全是为了保履冰而这样投资是不合理的，也不经济的，将会造成极大的浪费。至于网友质疑，为何导线不断而塔倒的问题，这很好理解，这是因为耐张塔要承受不利的力矩效应（塔高20米），而导线只单纯的承受纵向张力。在所有的导线中心均用钢绞线进行承力，在履冰时，首先崩溃的一定是耐张塔，再才是倒塔的冲击力挣断导线。这就好比用绳子拴到一棵树上，用力扯绳子，断掉的一定是树根，因绳子只受纵向拉力，故先断的是树，树断后，对绳子产生冲击，再断绳子。另有：湖南的事件中，徇职的是在电力线路上除冰时，由于导线受损后，突然断裂，倒塔和导线掉下地面伤到线下的工作人员造成。因为突然的断线无法预计，不除冰又影响送电运行，故

7、造成事故难以避免。还有一点我说明的是，北方未倒塔的原因是：天气干冷，塔身不会凝冰，导线上只是有附着积雪，没有大量挂冰，而且在设计时冰厚就取得大，般在30mm左右。而湖南的事故中，导线上全部凝冰达50～100mm，塔身及绝缘子上全结成了水桶。这样多的额外荷载均由铁塔来承受，远远超出了国家规定的铁塔使用条件。不倒塔才不正常。说句极端的话，按100mm冰设计的定型塔图，估计国家当前还没有可选用的定型塔呢！再有：电力线路工人的工