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摘 要：随着城市化进程的不断加快，城市用电负荷也逐渐增大，城市电网的建设正在如火如荼的开展。由于城市土地资源紧张，城市内高压架空输电线路走廊的占地面积就受到限制，这就需要新型杆塔来满足架空输电需求。近年来，很多城市都逐步使用钢管杆作为输电线路杆塔。钢管杆与普通角钢塔、水泥杆相比具有强度高，占地面积小、使用寿命长、安装方便、造型美观等优点，但是钢管杆造价较高。为降低造价，钢管杆的设计显得尤为重要。设计钢管杆必须全面考虑，综合各项影响因素，提高设计合理性，保障电网建设经济效益与社会效益的实现。
关键词：高压架空输电线路；钢管杆结构；优化设计
一、相关理论依据
（一）高压输电线路一般具备特性表述
安全性和可靠性需求较高。由于高压容量的输送电需求较大，在电网系统中负责电源点起始输电和变电站传输运送的主要工作，所以但凡出现事故则能够深切影响经济财产损失。线路结构参数较高。高压输电系统中主要有杆塔、导线、绝缘子串、基础等，杆塔通常较高，基本结构荷载大等等，所以其结构设计参数要求严格，配件性能参数需求也较大；线路运行需求高。高压线路的基本额定电压较大，所以其周围电场强度就大，故而其运行需求也很高；运行环境复杂性。高压线路经常处在地理、地貌较为复杂的山区，有的沿路历经山谷、高山、湖泊等，有的地势险峻，所以其运行维护也相对不便。
（二）钢管杆
钢管杆从其断面型式上分有圆形钢管杆和多边形钢管杆两种。从结构型式上分有单杆和双杆两种。圆形钢管杆不便采用套接方式，现场安装时需要分段焊接，焊接接头在防腐性能方面存在缺陷；多边形钢管杆一般由几段套接，法兰连接而成，可以实现分段热侵镀锌，防腐效果比较好，且现场安装方便。从外形来看，多边形钢管杆具有尺寸紧凑、结构匀称、线条明快、造型美观等优点。综合各方面因素，多边形钢管杆是最常用的一种钢管杆。根据线路使用情况和导地线张力的大小，合理的选择单杆或双杆，目前高压架空输电线路中主要使用单杆结构。
二、输电线路施工安全管理的原则
要对输电线路施工进行安全管理，无疑是要遵守相关的法律法规的，为此就必须要熟悉相应的安全生产文件且能够对安全风险控制措施做到合理的策划。施工单位更应该重视这个问题，不可让不合格的分包方参与到工程里面来，更要依据国家相应的电力行业的法规或法律来处理好安全事故问题。
安全第一是输电线路施工中安全管理的首要原则，再则是电网安全以及机械设备的安全问题。对于施工人员，安全意识以及安全生产技术都是不可缺少的，而对施工设备也要做好安全性能测试以及安全检测保证安全状态。或许一些自然因素无法控制，可是，由于人的并不安全的施工方法或者是违章作业而引发安全事故的现象应该彻底杜绝与做好预防工作。
對于输电线路施工安全管理来说，负责工程项目的经理必然是需要承担相应的安全生产责任的，这是因为他需要负责关于安全生产的组织与策划，更要将安全责任划分落实到位，同时还要负责将安全管理工作的督促做好。在施工的过程当中，不应该因为事情小就不在意，而专业的员工也要将施工现场把关好，及时发现问题并且及时解决妥当，避免酿成安全事故。
三、高压架空输电线路钢管杆结构优化设计
（一）气象条件的选择
气象条件应根据沿线气象资料的数理统计结果及附近已有线路的运行经验确定，110kV～330kV输电线路及其大跨越重现期应取30年，500kV～750kV输电线路及其大跨越重现期应取50年，实际使用中应该避免过大取用。
（二）杆塔的结构重要性和使用寿命的选取
根据规范要求，临时线路取γ0=0.9，一般重要的线路取γ0=1.0，特别重要的线路取γ0=1.1。故合理选择钢管杆的结构重要性系数，可以适当降低钢管杆造价。
（三）杆塔类型的区分
合理区分线路中的直线杆和耐张杆，尽量避免直线杆承受导地线的拉力。合理规划杆塔使用转角度数，避免实际使用角度远小于设计角度，可以有效降低杆塔承受的荷载。对于终端杆应区分有无进线档的设计情况，对于分支、T接、π线路的杆塔，需要根据实际使用情况考虑荷载组合，避免所有杆塔都按最不利的因素考虑。
（四）使用档距的优化
通过对各种导、地线最大使用张力的计算比较，选取合适的导、地线安全系数，一般取导线安全系数K=6.0～8.0，地线安全系数K=10.0～11.0，使用水平档距Lp=120m～150m，垂直档距Lv=200m～250m，最为经济合理。
（五）杆头高度及呼称高
在满足电气间隙要求的前提下，尽量减小线路走廊宽度，对杆头高度及横担长度进行优化，同时考虑对城区10kV线路、路灯和路边树木的交叉跨越高度的要求，以杆塔重量最轻为优化目标兼顾根径尺寸，单、双回路杆塔的呼称高的极差按3m考虑，多回路杆塔按照2m考虑，可以减少杆塔高度，进而降低杆塔重量。
（六）杆塔结构型式的优化
对于一般杆塔，可采用正多边形单杆设计。对于导地线张力过大，线路回路数较多，转角较大，张力过渡的杆塔，可采用双杆设计。合理布置双杆与导地线在水平面上的投影交叉角度，在承受过大张力的方向上增大计算宽度；控制合适的挠度，优化锥度，杆身合理分段，减少各段壁厚；在横担与杆身的连接处局部补强，将大大降低杆塔重量。
（七）杆塔材料的选用
对于多回路、大截面导地线，数分裂导地线的杆塔，采用高强钢（Q420、Q460）也可以降低杆塔材料的用量。
四、结论
高压输电方式降低了输电损耗，压缩成本，提高了供电稳定性和可靠性。钢管杆优化设计涵盖面广，优化项目多。而钢管杆的应用，不仅进一步提高了供电质量，同时优化了杆塔美观性与安全性。但钢管杆建设成本高，所以在具体应用中，应进行合理的结构设计与优化。
参考文献：
[1]高贺男.浅谈高压输电线路钢管杆结构优化设计[J].黑龙江科技信息，2014，34：40.
[2]方毅.浅谈高压架空输电线路设计的优化方法[J].科技创新与应用，2015，No.13826：220.
关键词：高压架空输电线路；钢管杆结构；优化设计
一、相关理论依据
（一）高压输电线路一般具备特性表述
安全性和可靠性需求较高。由于高压容量的输送电需求较大，在电网系统中负责电源点起始输电和变电站传输运送的主要工作，所以但凡出现事故则能够深切影响经济财产损失。线路结构参数较高。高压输电系统中主要有杆塔、导线、绝缘子串、基础等，杆塔通常较高，基本结构荷载大等等，所以其结构设计参数要求严格，配件性能参数需求也较大；线路运行需求高。高压线路的基本额定电压较大，所以其周围电场强度就大，故而其运行需求也很高；运行环境复杂性。高压线路经常处在地理、地貌较为复杂的山区，有的沿路历经山谷、高山、湖泊等，有的地势险峻，所以其运行维护也相对不便。
（二）钢管杆
钢管杆从其断面型式上分有圆形钢管杆和多边形钢管杆两种。从结构型式上分有单杆和双杆两种。圆形钢管杆不便采用套接方式，现场安装时需要分段焊接，焊接接头在防腐性能方面存在缺陷；多边形钢管杆一般由几段套接，法兰连接而成，可以实现分段热侵镀锌，防腐效果比较好，且现场安装方便。从外形来看，多边形钢管杆具有尺寸紧凑、结构匀称、线条明快、造型美观等优点。综合各方面因素，多边形钢管杆是最常用的一种钢管杆。根据线路使用情况和导地线张力的大小，合理的选择单杆或双杆，目前高压架空输电线路中主要使用单杆结构。
二、输电线路施工安全管理的原则
要对输电线路施工进行安全管理，无疑是要遵守相关的法律法规的，为此就必须要熟悉相应的安全生产文件且能够对安全风险控制措施做到合理的策划。施工单位更应该重视这个问题，不可让不合格的分包方参与到工程里面来，更要依据国家相应的电力行业的法规或法律来处理好安全事故问题。
安全第一是输电线路施工中安全管理的首要原则，再则是电网安全以及机械设备的安全问题。对于施工人员，安全意识以及安全生产技术都是不可缺少的，而对施工设备也要做好安全性能测试以及安全检测保证安全状态。或许一些自然因素无法控制，可是，由于人的并不安全的施工方法或者是违章作业而引发安全事故的现象应该彻底杜绝与做好预防工作。
對于输电线路施工安全管理来说，负责工程项目的经理必然是需要承担相应的安全生产责任的，这是因为他需要负责关于安全生产的组织与策划，更要将安全责任划分落实到位，同时还要负责将安全管理工作的督促做好。在施工的过程当中，不应该因为事情小就不在意，而专业的员工也要将施工现场把关好，及时发现问题并且及时解决妥当，避免酿成安全事故。
三、高压架空输电线路钢管杆结构优化设计
（一）气象条件的选择
气象条件应根据沿线气象资料的数理统计结果及附近已有线路的运行经验确定，110kV～330kV输电线路及其大跨越重现期应取30年，500kV～750kV输电线路及其大跨越重现期应取50年，实际使用中应该避免过大取用。
（二）杆塔的结构重要性和使用寿命的选取
根据规范要求，临时线路取γ0=0.9，一般重要的线路取γ0=1.0，特别重要的线路取γ0=1.1。故合理选择钢管杆的结构重要性系数，可以适当降低钢管杆造价。
（三）杆塔类型的区分
合理区分线路中的直线杆和耐张杆，尽量避免直线杆承受导地线的拉力。合理规划杆塔使用转角度数，避免实际使用角度远小于设计角度，可以有效降低杆塔承受的荷载。对于终端杆应区分有无进线档的设计情况，对于分支、T接、π线路的杆塔，需要根据实际使用情况考虑荷载组合，避免所有杆塔都按最不利的因素考虑。
（四）使用档距的优化
通过对各种导、地线最大使用张力的计算比较，选取合适的导、地线安全系数，一般取导线安全系数K=6.0～8.0，地线安全系数K=10.0～11.0，使用水平档距Lp=120m～150m，垂直档距Lv=200m～250m，最为经济合理。
（五）杆头高度及呼称高
在满足电气间隙要求的前提下，尽量减小线路走廊宽度，对杆头高度及横担长度进行优化，同时考虑对城区10kV线路、路灯和路边树木的交叉跨越高度的要求，以杆塔重量最轻为优化目标兼顾根径尺寸，单、双回路杆塔的呼称高的极差按3m考虑，多回路杆塔按照2m考虑，可以减少杆塔高度，进而降低杆塔重量。
（六）杆塔结构型式的优化
对于一般杆塔，可采用正多边形单杆设计。对于导地线张力过大，线路回路数较多，转角较大，张力过渡的杆塔，可采用双杆设计。合理布置双杆与导地线在水平面上的投影交叉角度，在承受过大张力的方向上增大计算宽度；控制合适的挠度，优化锥度，杆身合理分段，减少各段壁厚；在横担与杆身的连接处局部补强，将大大降低杆塔重量。
（七）杆塔材料的选用
对于多回路、大截面导地线，数分裂导地线的杆塔，采用高强钢（Q420、Q460）也可以降低杆塔材料的用量。
四、结论
高压输电方式降低了输电损耗，压缩成本，提高了供电稳定性和可靠性。钢管杆优化设计涵盖面广，优化项目多。而钢管杆的应用，不仅进一步提高了供电质量，同时优化了杆塔美观性与安全性。但钢管杆建设成本高，所以在具体应用中，应进行合理的结构设计与优化。
参考文献：
[1]高贺男.浅谈高压输电线路钢管杆结构优化设计[J].黑龙江科技信息，2014，34：40.
[2]方毅.浅谈高压架空输电线路设计的优化方法[J].科技创新与应用，2015，No.13826：220.