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摘要：随着我国经济社会的飞速发展，社会各行各业对于城市用电量急剧加大，这极大的促进了高压输电工程建设的发展，本文主要针对特高压输电线路钢管塔加工技术进行了具体的探讨。
关键词：特高压输电线路;钢管塔;加工技术
输电线路铁塔，是一种立体造型的、用于架空高压或超高压送电线路导线和避雷线的构筑物。依据线路回路数量、电压强度、避雷线及导线布设方式，可将铁塔分成不同类型。输电线路铁塔结构的稳定性，将直接影响着输电线路工作的可靠性和安全性。铁塔结构的设计，不仅要考虑地形及气候特点，还需要考虑电压等级、结构形式等因素。因此，加强有关输电线路铁塔结构的设计，对于改善输电线路运行质量具有重要的理论和现实意义。
一、当前我国特高压钢管塔的应用特点
当前，随着我国电力工业的迅速发展，各种新型高压输电铁塔不断出现，20世纪80年代以来，许多国家在开发特高压输电线路时，开始将钢管型材应用到了铁塔结构中，出现了以钢管为塔体主材的钢管塔。其优点表现在：
1）可减小塔身风压;
2）在截面面积相等的情况下，圆管的回转半径比角钢大20%左右;
3）提高了结构承载能力。
经济性分析表明，钢管塔比角钢塔材料用量降低10%-20%，钢管插入式基础柱体的施工费用较常规直柱钢筋混凝土基础节约造价10%左右，同时还可缩短建塔周期，易于结构多样化。
二、输电线路铁塔结构优化设计措施
1. 酒杯型杆塔优化设计
（1）当前，国内500kV以上的输电线路单回路自立式直线铁塔多选用猫头型铁塔和酒杯型铁塔，同时三相导线多使用悬垂串挂线。在同种设计条件下，相比酒杯型铁塔，猫头型铁塔线路走廊宽度及塔头尺寸均较小，线路走廊成本较低，可有效降低电能及电晕损失，但该种铁塔耐雷性能较差，单基耗钢量较大;而酒杯型铁塔导线采用水平布设方式，其铁塔整体高度较低，具有较高的整体刚度和较小的挠度变形，但其线间水平距离较大。（2）对于自立式铁塔，因塔头重量占到整体塔重量的2/5以上，塔头结构的优化可有效改善铁塔结构方式。在此过程中，控制悬垂绝缘子串摇摆角是优化酒杯型塔头尺寸的重要环节。实际设计时，可将立面设计成对称三角形拱形结构，将跨矢比调整到1/4～1/5范围内，保持与普通钢架屋一致，可有效提高其刚度;在起拱后，虽然会在一定程度上增大拱角推力，但因V型串挂点与拱角共点，两串拉力形成的水平力可保持指向横担中心，由此可减少部分拱角推力。采用此种拱形结构，不仅能增大中导线间隙距离，且能使中横担立面斜材转换为理论零杆，可大幅度降低耗钢量，提高企业收益[2]。
2.优化铁塔斜材的布置
斜材计算长度及主材传递到斜材力的大小是决定铁塔斜材的主要因素。而主材传递斜材力的大小，主要由斜材与主材的夹角α决定：当α较大时，斜材受力较小，则相应需求规格也较小;而当α较小时，斜材受力便会增大，相应需求规格则相对较大。根据相关模拟实验数据分析发现，当斜材与主材夹角α调整到60。时，斜材受力相对合理;若斜材长细比低于95时，相比Q235型的角钢，选用Q345型的角钢更能节省重量。
为有效控制塔身交叉斜材的同时受压问题，一般会将正K或倒K布设的斜材安置在塔身横隔面位置，但若选用单肢角钢对斜材进行连接，则会出现偏心受力问题。相关实证数据显示，采用双肢角钢进行连接，可有效消除偏心问题。
3.优化调整塔头及塔身坡度
铁塔通常包含塔身、塔腿及塔头三部分，地线及导线均在塔头部位布设。头部可选型式较多，其尺寸大小则主要由电气间隙和地线双边保护角决定。通常对同种布材类型的塔身，在口宽固定条件下，塔身坡度的差异会对斜材及主材规格大小产生重要影响。当坡度较低时，斜材计算长度也会较低，受力相对较小，由此斜材重量相对较轻，但相应的主材受力会较大，其规格及重量亦会增大。所以在实际设计中应根据具体条件验算选定一个恰当坡度，以控制主材及斜材受力，提高铁塔结构的经济性[3]。
三、高强螺栓加工技术
高强螺栓在我国的输电线路铁塔中得到广泛的使用，而将其应用于钢管塔中也有明显的优势。高强螺栓加工技术要求如下所示：
1）材质：M27及以下螺栓采用40Cr，M30-M64螺栓采用42CrMo。
2）螺栓螺纹采用辗压工艺成型，配套螺母螺纹采用扩孔的方法容纳外螺纹镀层，内螺纹镀后攻丝的工艺进行加工。
3）螺栓与螺母均要求进行调质处理。
4）螺栓与螺母均为热浸镀锌后供货，镀锌过程中要求采用抛丸（喷砂）方法去除表面锈污，采用碱性方法去除表面油脂。严禁采用酸洗的方法除油、除锈及除锌返镀。
5）要求对螺栓在热浸镀锌48h后进行20%无损检测抽检，检测方法可以采用磁粉检测或渗透检测。
四、特高压钢管塔构件薄壁管对接焊缝的检验技术
特高压输电线路工程钢管塔中有大量的薄壁直缝焊管与法兰对接焊的环形焊缝，而目前相关的超声波检验规程均不适合对该类对接焊缝进行超声波检测。据统计，薄壁管对接焊缝约占钢管-法兰对接焊缝的55%，为此，开展了薄壁管对接焊缝超声波检验方法的研究，确定采用爬波检测作为薄壁管焊缝的超声波检验技术，并编制了相应的技术规范，2012年国网公司颁布了企业标准Q/GDW707-2012《输电线路钢管塔薄壁管对接焊缝超声波检验及质量评定》。与传统的横波检测相比，爬波检测有以下不同：
①可以通过单侧检测实现对焊缝整个截面的检测;
②扫查方式为周向直线扫查，而非锯齿型扫查;
③采用专用的爬波探头和专用对比试块。
经射线检测对比验证表明，爬波检测是一种新型高效率的检测方法，具有方法简单、实用、效率高、对仪器适应性强的特点，可以用于输电线路钢管塔薄壁管与带颈法兰对接环焊缝的检测。
五、加强我国钢管塔加工建设的相关措施
综上所述，当前钢管塔是我国特高压输电线路主要使用的结构型式，作为电力系统的重要组成部分，确保其运行安全、稳定具有重要的意义。虽然我国钢管塔加工技术发展迅速，但在钢管塔塔材强度等级、装配精度及互换性、铁塔防腐技术研究等方面都有待加强，因此，必须重视钢管塔的加工制作，确保其焊接质量，做好检测工作，从而确保钢管铁塔的使用稳定性，实现输电线路的正常供电。
参考文献
[1]李斌等;特高壓长线路距离保护算法改进[J];电力系统自动化;2007年01期
[2]付俊峰等;我国特高压输电线路OPGW的设计思路初探[J];电力系统通信;2006年06期
（作者单位：河北省送变电有限公司）
关键词：特高压输电线路;钢管塔;加工技术
输电线路铁塔，是一种立体造型的、用于架空高压或超高压送电线路导线和避雷线的构筑物。依据线路回路数量、电压强度、避雷线及导线布设方式，可将铁塔分成不同类型。输电线路铁塔结构的稳定性，将直接影响着输电线路工作的可靠性和安全性。铁塔结构的设计，不仅要考虑地形及气候特点，还需要考虑电压等级、结构形式等因素。因此，加强有关输电线路铁塔结构的设计，对于改善输电线路运行质量具有重要的理论和现实意义。
一、当前我国特高压钢管塔的应用特点
当前，随着我国电力工业的迅速发展，各种新型高压输电铁塔不断出现，20世纪80年代以来，许多国家在开发特高压输电线路时，开始将钢管型材应用到了铁塔结构中，出现了以钢管为塔体主材的钢管塔。其优点表现在：
1）可减小塔身风压;
2）在截面面积相等的情况下，圆管的回转半径比角钢大20%左右;
3）提高了结构承载能力。
经济性分析表明，钢管塔比角钢塔材料用量降低10%-20%，钢管插入式基础柱体的施工费用较常规直柱钢筋混凝土基础节约造价10%左右，同时还可缩短建塔周期，易于结构多样化。
二、输电线路铁塔结构优化设计措施
1. 酒杯型杆塔优化设计
（1）当前，国内500kV以上的输电线路单回路自立式直线铁塔多选用猫头型铁塔和酒杯型铁塔，同时三相导线多使用悬垂串挂线。在同种设计条件下，相比酒杯型铁塔，猫头型铁塔线路走廊宽度及塔头尺寸均较小，线路走廊成本较低，可有效降低电能及电晕损失，但该种铁塔耐雷性能较差，单基耗钢量较大;而酒杯型铁塔导线采用水平布设方式，其铁塔整体高度较低，具有较高的整体刚度和较小的挠度变形，但其线间水平距离较大。（2）对于自立式铁塔，因塔头重量占到整体塔重量的2/5以上，塔头结构的优化可有效改善铁塔结构方式。在此过程中，控制悬垂绝缘子串摇摆角是优化酒杯型塔头尺寸的重要环节。实际设计时，可将立面设计成对称三角形拱形结构，将跨矢比调整到1/4～1/5范围内，保持与普通钢架屋一致，可有效提高其刚度;在起拱后，虽然会在一定程度上增大拱角推力，但因V型串挂点与拱角共点，两串拉力形成的水平力可保持指向横担中心，由此可减少部分拱角推力。采用此种拱形结构，不仅能增大中导线间隙距离，且能使中横担立面斜材转换为理论零杆，可大幅度降低耗钢量，提高企业收益[2]。
2.优化铁塔斜材的布置
斜材计算长度及主材传递到斜材力的大小是决定铁塔斜材的主要因素。而主材传递斜材力的大小，主要由斜材与主材的夹角α决定：当α较大时，斜材受力较小，则相应需求规格也较小;而当α较小时，斜材受力便会增大，相应需求规格则相对较大。根据相关模拟实验数据分析发现，当斜材与主材夹角α调整到60。时，斜材受力相对合理;若斜材长细比低于95时，相比Q235型的角钢，选用Q345型的角钢更能节省重量。
为有效控制塔身交叉斜材的同时受压问题，一般会将正K或倒K布设的斜材安置在塔身横隔面位置，但若选用单肢角钢对斜材进行连接，则会出现偏心受力问题。相关实证数据显示，采用双肢角钢进行连接，可有效消除偏心问题。
3.优化调整塔头及塔身坡度
铁塔通常包含塔身、塔腿及塔头三部分，地线及导线均在塔头部位布设。头部可选型式较多，其尺寸大小则主要由电气间隙和地线双边保护角决定。通常对同种布材类型的塔身，在口宽固定条件下，塔身坡度的差异会对斜材及主材规格大小产生重要影响。当坡度较低时，斜材计算长度也会较低，受力相对较小，由此斜材重量相对较轻，但相应的主材受力会较大，其规格及重量亦会增大。所以在实际设计中应根据具体条件验算选定一个恰当坡度，以控制主材及斜材受力，提高铁塔结构的经济性[3]。
三、高强螺栓加工技术
高强螺栓在我国的输电线路铁塔中得到广泛的使用，而将其应用于钢管塔中也有明显的优势。高强螺栓加工技术要求如下所示：
1）材质：M27及以下螺栓采用40Cr，M30-M64螺栓采用42CrMo。
2）螺栓螺纹采用辗压工艺成型，配套螺母螺纹采用扩孔的方法容纳外螺纹镀层，内螺纹镀后攻丝的工艺进行加工。
3）螺栓与螺母均要求进行调质处理。
4）螺栓与螺母均为热浸镀锌后供货，镀锌过程中要求采用抛丸（喷砂）方法去除表面锈污，采用碱性方法去除表面油脂。严禁采用酸洗的方法除油、除锈及除锌返镀。
5）要求对螺栓在热浸镀锌48h后进行20%无损检测抽检，检测方法可以采用磁粉检测或渗透检测。
四、特高压钢管塔构件薄壁管对接焊缝的检验技术
特高压输电线路工程钢管塔中有大量的薄壁直缝焊管与法兰对接焊的环形焊缝，而目前相关的超声波检验规程均不适合对该类对接焊缝进行超声波检测。据统计，薄壁管对接焊缝约占钢管-法兰对接焊缝的55%，为此，开展了薄壁管对接焊缝超声波检验方法的研究，确定采用爬波检测作为薄壁管焊缝的超声波检验技术，并编制了相应的技术规范，2012年国网公司颁布了企业标准Q/GDW707-2012《输电线路钢管塔薄壁管对接焊缝超声波检验及质量评定》。与传统的横波检测相比，爬波检测有以下不同：
①可以通过单侧检测实现对焊缝整个截面的检测;
②扫查方式为周向直线扫查，而非锯齿型扫查;
③采用专用的爬波探头和专用对比试块。
经射线检测对比验证表明，爬波检测是一种新型高效率的检测方法，具有方法简单、实用、效率高、对仪器适应性强的特点，可以用于输电线路钢管塔薄壁管与带颈法兰对接环焊缝的检测。
五、加强我国钢管塔加工建设的相关措施
综上所述，当前钢管塔是我国特高压输电线路主要使用的结构型式，作为电力系统的重要组成部分，确保其运行安全、稳定具有重要的意义。虽然我国钢管塔加工技术发展迅速，但在钢管塔塔材强度等级、装配精度及互换性、铁塔防腐技术研究等方面都有待加强，因此，必须重视钢管塔的加工制作，确保其焊接质量，做好检测工作，从而确保钢管铁塔的使用稳定性，实现输电线路的正常供电。
参考文献
[1]李斌等;特高壓长线路距离保护算法改进[J];电力系统自动化;2007年01期
[2]付俊峰等;我国特高压输电线路OPGW的设计思路初探[J];电力系统通信;2006年06期
（作者单位：河北省送变电有限公司）