杆塔

杆塔是架空输电线路中用来支撑输电线路的支架。铁塔多由钢材或钢筋混凝土制成，是架空输电线路的主要支撑结构。

杆塔（Pole   and   towers）它是支撑架空输电线路导线和架空地线并使其与大地保持一定距离的杆状或塔状结构。全世界的输电塔都采用钢结构、木结构和钢筋混凝土结构。通常木材和钢筋混凝土的杆状结构称为杆，塔状钢结构和钢筋混凝土烟囱状结构称为塔。没有拉线的塔叫自立塔，有拉线的塔叫拉线。我国木材资源匮乏，没有使用木杆，但在钢筋混凝土电杆和钢筋混凝土烟囱形跨越塔中应用离心原理取得了突出的成就。

杆塔是架空配电线路中的基础设备之一，根据所用材料可分为木杆、有水泥杆和金属杆三种。水泥电杆具有使用寿命长维护工作量小等优点，应用广泛。最常用的水泥杆是拨销杆，锥度一般为1/75分为普通钢筋混凝土电杆和预应力钢筋混凝土电杆。

按结构材料

按结构材料可分为木结构、钢结构、几种铝合金结构和钢筋混凝土结构的铁塔。由于木塔的强度低、寿命短、维护不便，受木材资源限制，在国内已被淘汰。钢结构分为桁架和钢管。格构式杆塔应用最广泛，是超高压以上线路的主要结构。铝合金结构塔因为造价高，只在交通特别困难的山区使用。钢筋混凝土电杆全部采用离心机浇注，蒸汽养护。生产周期短，使用寿命长，维护简单，可节约大量钢材。采用部分预应力技术的混凝土电杆还可以防止电杆开裂，质量可靠。中国用的最多，世界第一。

按结构形式

按结构形式可分为自立塔和拉线塔两种。自立塔是一种依靠自身基础稳定的塔。拉线塔是在塔头或塔身安装对称拉线以稳定支撑杆的塔，塔本身只承受垂直压力。这座塔节省了近40的钢材%但拉线分布占用大量土地，不利于农林机械化耕作，应用范围有限。由于其良好的机械性能，抵抗风暴和线路断线的冲击，结构稳定，电压越高，线路中使用的电缆塔越多。加拿大魁北克省在735 kV线路上创造了一种新的接触网塔，具有良好的经济效益。这种类型的塔是各国研究1000千伏以上线路的主要对象。

按使用功能

按使用功能可分为承重塔、直线塔、换位塔和大跨越塔。根据同塔架设输电线路的回路数，也可分为单回路、双回路和多回路塔。杆塔是输电线路上最重要的结构环节。分段架设，导线的耐张绝缘子串锚挂在杆塔上承载两侧导线、地线悬挂张力和事故时不平衡张力。这种塔便于分段施工，并能限制运行中的事故范围。承重塔可分为耐张塔、转角塔和终端塔。直线塔是这条线路上使用最多的结构。它只承担导线、地线悬挂功能与气象负荷。直塔的技术设计数据是决定全线塔经济指标的关键。换位塔是实现导线换位以平衡输电线路参数的塔。中国以60 ~ 80公里为一个完整的循环换位段(有的国家有200公里的非换位线路)大跨越塔是指跨越通航河流的大跨越塔。这样可以避免在河流中安装铁塔带来的一系列不便（如设计复杂、基础施工费用大、工期长等）通常设计双环交叉线。世界 220千伏、跨度1000米以上的大跨度大概有90座，国内有10座。在我国，跨越塔首次采用钢筋混凝土烟囱塔（跨越长江和汉江的武汉跨越塔）钢材消耗指标低，操作维护方便。后来就用钢管塔了（南京横跨长江，高193米.5米）拉线钢结构塔（黄埔横跨珠江，高190米）

输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要。降低杆塔接地电阻是为了提高线路的耐雷水平、降低线路雷击跳闸率的主要措施。由于杆塔接地不良引起的雷击事故比例相当高，这主要是由于雷电击中杆塔顶端或避雷线时，雷电流通过杆塔的接地装置进入地面，接地电阻大，产生较高的反击电压。这一点可以从110kV线路到500kV线路的雷击事故调查中得到印证，即易遭雷击的杆塔大多具有较高的接地电阻。杆塔接地电阻高的原因很多，包括设计原因施工原因和运行维护原因。但土壤电阻率等外部自然条件较高、地质情况复杂、施工不便是主要原因。

输电线路雷击跳闸率与输电线路杆塔接地电阻密切相关。输电线路杆塔接地电阻高的地区往往地形复杂、交通不便土壤电阻率高的地区。这些地方往往也是雷电活动强烈的地区。因此，研究杆塔接地电阻高的原因，采取有效措施降低接地电阻，是我们面临的一项十分艰巨的任务。

降低杆塔接地电阻的措施主要有：

①水平外延接地。如果塔所在的地方有水平的地方。由于水平放电设施建设成本低，不仅可以降低工频接地电阻，还可以有效降低冲击接地电阻。

②深埋式接地极。如果地下较深处的土壤电阻率较低，可采用竖井或深埋接地极。

塔架结构中存在大量的不确定因素，传统的满应力设计方法很难反映设计参数的不确定因素，由此产生的结构是不安全或不经济的。结构的可靠性设计方法考虑了荷载、基于统计学和可靠性理论的塔架可靠性分析和设计是塔架结构设计的一个新方向。

塔楼结构是超静定结构，一个构件的损坏不可能导致整个结构的损坏只有当受损构件的数量达到一定程度，塔架不能再承受荷载时，才能认为是塔架受损。美国“输电塔设计指南(ASCE)实验塔的破坏情况表明了这一点。传统的满应力设计方法不能满足工程结构的这一特点。有必要研究塔架结构的极限分析方法，确定塔架结构的最大承载能力。

作用在塔架上的载荷主要是风荷载、冰雪载荷、地震荷载和导线自重荷载都是随时间变化的动荷载。对塔架的动力特性研究不深入，在设计过程中盲目选取过大动荷载的影响因素，不仅增加了塔架的重量，而且无法避免动应力、应变引起的塔架损坏。研究塔架结构的动力特性是新型塔架结构设计从静态设计走向动态设计的关键一步。

大型工程结构的极限分析方法、可靠性分析方法和动态分析方法已成功应用于航空航天、航空等项目，取得了显著的经济效益。如何将这些新方法应用到塔架结构强度分析中，是一个值得研究的课题。