[发明专利]一种取消地线后输电线路铁塔的设计方法

说明书

本发明公开了一种取消地线后输电线路铁塔的设计方法，包括以下步骤：S1、取消地线和地线支架，获取相关参数；S2、计算取消地线前、后铁塔受到的荷载、抗力，建立仿真模型；S3、仿真计算取消地线前、后铁塔的塔材应力，塔头最大形变量，基础底面压力；S4、计算取消地线后铁塔的可靠性指标；S5、比较取消地线前、后铁塔内应力分布、铁塔最大形变量、基础底面压力和可靠性指标；S6、根据比较结果折减一定比例，获得取消地线后铁塔内应力分布、铁塔最大形变量、基础底面压力小于等于取消地线之前数值且铁塔可靠性指标不小于4.2的最大折减值及对应铁塔结构参数，本发明解决原有铁塔设计方法不适用于取消地线后的铁塔设计问题。

技术领域

本发明涉及输电线路技术领域，尤其涉及一种取消地线后输电线路铁塔的设计方法。

背景技术

随着我国电网建设的迅速发展，因传输距离远、覆盖范围广，输电线路需要经常穿越一些地形复杂的重覆冰高寒山区，冬季覆冰严重。相对于输电导线而言，地线无电流焦耳热效应且位于导线上方，其覆冰相对导线更加严重，极易发生因覆冰引起的地线断裂、导线对地线放电等事故，引发供电中断。而与输电导线融冰不同，地线融冰需要进行绝缘化处理，改造工程量大、成本投入高，现场实施极其困难。因此，取消重覆冰区输电线路地线可以从根本上消除因覆冰引起的地线断裂及导线对地线放电事故，从而提升重覆冰区输电线路抗冰能力。

输电线路取消地线后，输电铁塔地线支架亦可取消，但此时整个输电线路塔线体系结构发生变化，特别是输电铁塔在覆冰条件下的塔材应力、形变和基础压力也将发生变化，原有的输电线路铁塔设计方法已不能应用于取消地线后的铁塔及基础设计，如果铁塔设计时只是简单的将地线支架取消，对于输电铁塔及基础尺寸仍参照有地线时的设计标准—《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154-2012)，使无地线输电线路建设成本增加、经济性降低。因此，亟需提出一种取消地线后输电线路铁塔的设计方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本发明提供一种取消地线后输电线路铁塔的设计方法，适用于取消地线后的输电线路塔线体系，提高重覆冰区输电线路的安全可靠性，降低铁塔塔材消耗、节约线路建设成本。

(二)技术方案

基于上述的技术问题，本发明提供一种取消地线后输电线路铁塔的设计方法，所述设计方法包括以下步骤：

S1、取消输电线路铁塔的地线和铁塔上的地线支架，获取取消地线前、后的输电线路铁塔结构参数，环境气象参数，覆冰参数，输电线路导线和地线参数；

S2、计算取消地线前、后输电线路铁塔受到的导、地线自重力荷载、覆冰力荷载、风压荷载，以及铁塔结构构件抗力，建立取消地线前和取消地线后的铁塔力学性能仿真计算模型；

S3、仿真计算取消地线前、后输电线路铁塔的塔材应力σ_前、σ_后，塔头最大形变量ε_前、ε_后，基础底面压力P_前、P_后；

S4、根据铁塔结构构件荷载和抗力的概率分布函数，计算取消地线前和取消地线后铁塔的可靠性指标β_前、β_后；

S5、比较是否σ_后≤σ_前、ε_后≤ε_前、P_后≤P_前且β_后≥4.2，若结果为是，则继续步骤S6；若结果为否，则进入步骤S7；

S6、将取消地线后输电线路铁塔的尺寸折减一定比例，折减后的取消地线后输电线路铁塔即为新的取消地线后输电线路铁塔，重复步骤S2-S5；