目前,國(guó)內(nèi)對(duì)處于煤礦采空區(qū)輸電線路鐵塔可靠性的研究較少。山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院在長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)、工代過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),在通過(guò)煤礦采空區(qū)及計(jì)采區(qū)時(shí),根據(jù)輸電線路的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),采取了一定的技術(shù)措施。中國(guó)電力科學(xué)研究院采用有限元軟件關(guān)于煤礦采空區(qū)基礎(chǔ)沉降與傾斜變形對(duì)特高壓桿塔承載能力的影響進(jìn)行了數(shù)值分析。
電塔,呈梯形或三角形等塔狀建筑物,高度通常為25-40米,為鋼架結(jié)構(gòu)。電塔多建設(shè)在野外的發(fā)電廠、配電站附近,它是電力部門(mén)的重要設(shè)施,能架空電線并起保護(hù)和支撐的作用。電力鐵塔的設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)及質(zhì)量檢測(cè)是現(xiàn)代電力系統(tǒng)運(yùn)行與發(fā)展的重要保障。
輸電線路塔的尺寸和檔距須滿(mǎn)足電路要求:導(dǎo)線與地面、建筑物、樹(shù)木、鐵路、公路、河流以及其他架空線路之間,導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與避雷線之間,均應(yīng)保持必要的小安全距離。避雷線對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)角及使用雙避雷線時(shí)兩根避雷線之間的水平小距離應(yīng)滿(mǎn)足有關(guān)規(guī)定。
輸電線路塔主要承受風(fēng)荷載、冰荷載、線拉力、 恒荷載、 安裝或檢修時(shí)的人員及工具重以及斷線、地震作用等荷載。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這些荷載在不同氣象條件下的合理組合,恒荷載包括塔、線、金具、絕緣子的重量及線的角度合力、順線不平衡張力等。斷線荷載在考慮斷線根數(shù)(一般不考慮同時(shí)斷導(dǎo)線及避雷線)、斷線張力的大小及斷線時(shí)的氣象條件等方面,各國(guó)均有不同的規(guī)定。
線路桿塔按結(jié)構(gòu)形式可分為自立塔和拉線塔兩類(lèi)。自立塔是靠自身的基礎(chǔ)來(lái)穩(wěn)固的桿塔。拉線塔是在塔頭或塔身上安裝對(duì)稱(chēng)拉線以穩(wěn)固支撐桿塔,桿塔本身只承擔(dān)垂直壓力。這種桿塔節(jié)約鋼材近40%,但是拉線分布多占地,對(duì)農(nóng)林業(yè)的機(jī)耕不利,使用范圍受到限制。由于拉線塔機(jī)械性能良好,能抗風(fēng)暴和線路斷線的沖擊,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,因而電壓越高的線路應(yīng)用拉線塔越多。加拿大魁北克在735千伏線路上又新創(chuàng)出一種懸鏈塔,經(jīng)濟(jì)效益很好。各國(guó)在研究1000千伏以上線路時(shí),多以這種塔型為主要對(duì)象。
桿塔按用途分為以下7種: (1)直線桿塔:用于支持導(dǎo)線,絕緣子,金屬重量,承受側(cè)面風(fēng)壓。直線桿塔的數(shù)量約占全部桿數(shù)量的80%以上,通常用符號(hào)“Z”表示。 (2)跨越桿塔:用于設(shè)施或與公路,鐵路,河流,電力,弱電線路相互交叉跨越,并交叉跨越距離符合設(shè)計(jì)規(guī)程的要求。用符號(hào)“K”表示跨越桿塔。 (3)耐張桿塔:用于承受導(dǎo)線水平張力,以便施工與檢修,并在斷線,倒桿的情況下限制事故范圍。用符號(hào)“N”表示耐張桿塔。 (4)轉(zhuǎn)角桿塔:用于線路轉(zhuǎn)角地點(diǎn),分直線轉(zhuǎn)角和耐張轉(zhuǎn)角2種。用符號(hào)“J”表示轉(zhuǎn)角桿塔。 (5)T接桿塔:用于線路分支點(diǎn),用符號(hào)“T”表示。 (6)終端桿塔:用于線路起點(diǎn)或受電端的線路終點(diǎn),它的一側(cè)要承受線路側(cè)耐張段的導(dǎo)線拉力。用符號(hào)“D”表示終端桿塔。 (7)換位桿塔:中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)中,當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)100km時(shí),為了使各相電感,電容相等,減少對(duì)鄰行通訊線路的干擾,以平衡不對(duì)稱(chēng)電流,而設(shè)置的換位桿塔。換位桿干塔用符號(hào)“H”表示。