特高压交流线双回路铁塔抗震性能研究分析

摘要：随着现代科技的不断发展，人类对资源的获取与利用发生也发生了天翻地覆的变化。无论是对于社会还是人类，电力都已经是一种不可或缺的能源。为了电力能源的顺利输送，国内外许多学者都投入了大量的资金与精力进行研究，特高压电的传输要通过交流线双回路线铁塔作为媒介进行，那么这个建筑本身的抗震能力就需要特别关注。

关键词：特高压交流线双回路铁塔、抗震、分析

Abstract: with the continuous development of modern technology, human resources and the acquisition and utilization is also changed. Whether it is for society or human, the power is a kind of indispensable energy. In order to electrical energy to a smooth delivery, many domestic and foreign scholars have devoted a large amount of money and energy research, special high-voltage transmission through the communication line double return route tower as a medium for, so the building itself seismic capacity requires special attention.

Key words: UHV AC lines, double circuit tower, seismic analysis

[中图分类号] TM753 [文献标识码]A[文章编号]

现代对于电力的需求已经越来越趋向于一种依赖的性质，如果一个城市停电一天，那么造成的经济损失将会是难以估计的，所以要确保电力的安全输送，就要对输送电力的设备进行全面的关注和对潜在危机的分析。特别是负责输送特高压电的铁塔，它们可以说是作为维持城市正常电力工作的关键点，一旦出现损坏，就会对电流的输送造成巨大的阻碍和破坏。而对铁塔的破坏除了人为的因素之外，最经常的原因当然要数是地震，如何提高铁塔本身的抗震能力，这已经成为了一个必须研究的课题。

一、铁塔抗震的计算方法选择

1、地震力对铁塔的影响

特高压交流线双回路铁塔因为地震而发生事故的案例有很多，但是我们如果对这些案例有一个综合的研究的话，就会发现其实地震所产生的力度其实并没有直接的对铁塔本身造成损害。因为地震而损坏了铁塔所在的地基然后间接的让铁塔产生损失，导致输电铁塔不能正常工作。要摆脱地基对于铁塔的约束，我们可以用风荷载的设计方案对特高压交流线路双回路铁塔进行设计，这样相对于地震力来说，是相当安全的。

2、铁塔抗震能力计算方法

但是因为输电线路需要输送的电压过高而且容量太大，特高压电塔并不同于普通的线路铁塔，它线路所要输送的电量比起普通铁塔要更大，这也必然导致对于输电的线路材料要求更好，消耗量也更大，而且为了电力能够安全的输送采用了分裂导线的设计方案，种种设计让输送电力的导线重量提高。有的学者提出了用有限单元法来对动态地震的响应进行分析，但是要进行的对象特高压铁塔它本身具有着特殊的性质，这样的方法明显是不适用，仅仅是从费用这个方面来看，就已经是一种严重的浪费。但如果仅仅使用简易的计算方法又不能充分的对铁塔里面复杂的构造有清楚的清算，其中铁塔和导线是最为关键的，但简易的计算法是不可能算清楚两者之间的关系。

经过反复的试验，本文最终选择了多种计算方法进行复合，其中对特高压铁塔本身特点和导线的复合震动分析最为关键，其它的还有地基复合震动等。当然，最主要的分析法还是铁塔和导线之间的经济有限单元模型绘制方法，还有另一种便是经济的动态分析法。

二、铁塔抗震计算方法分析

1、计算地震力方法

地震力的大小对特高压交流线路双回路铁塔有着直接的影响，所以在研究铁塔抗震能力之前先要对动态地震响应数值有一个精准的计算方法。本文采取的是动态响应分析，使用这种分析主要是因为考虑到铁塔本身和导线之间的复合关系，动态响应分析法当中的历时响应是主要要采用的计算方法，这个是按照模态过渡响应计算法来进行对地震力的计算的。

2、导线单元个数的调整

在对铁塔的抗震性能研究当中，最重要的便是铁塔本身导线复合系的分析。经过一系列的实验和探讨，我们发现按照理论来说，如果把塔身震动模型还有导线震动模型进行一个合理的结合，我们就能够得到一个相对完善的复合系震动模型。但是经过不断的计算，我们依然不能成功。分析之后我们发现导线模型的最佳单元分割数是这个结合当中的障碍，没有确定下来这个数值就不可能可以进行完美的结合。即使只是对一个标准的双回路铁塔来进行数值的确定都并不是一件容易的事情，要解决这个问题就要先将一个相对简单的铁塔塔身和导线复合系模型给制造出来，再通过对模型里面一些数值的细微调控，就能够将我们需要的导线单元个数给调整出来。

3、建立铁塔抗震计算模型

通过上述的方法我们能够得出一个相对准确的导线单元个数，但是所需要的单元数量必然是相当多的。特别是高电压交流线路双回路铁塔，因为它本身的构造相对复杂，单元数要上百个一点都不稀奇，如果要用这种方法对它的抗震能力进行分析，从费用的角度来看属于比较浪费，因此要对分析时候的自由度进行适量的减少，当然前提是不能降低分析的精度。

本文设计出来的方案和过去经常采用的模型法很接近，先对铁塔本身所固有的震动频率还有固有模型先分析出来，当然是以铁塔本身所具有的一个固有值作为线索，在求出模型之后就可以根据这些模型来作出外力的计算还有对其响应进行分析。上述的分析方案当中，对相应的计算只能是铁塔本身的固有模型数值才能和复合系等值进行分析。这种研究方法在很多领域都已经被开始应用，被称为等值外力模型法。

三、总结

我们对铁塔本身的抗震性能是以实用来作为目的而进行的，而且在不断的分析与实践之后也取得了不错的成果。但是这种分析方法还是因为当前的科技还有环境因素的限制而存在着种种的缺点，关于这些缺陷，需要后面的学者不断的研究改善，为人类能更好的使用电力资源而作出贡献。

参考文献：

[1].秋山哲夫.关于线路铁塔抗震设计的研究[J].铁塔杂志.2010（62）

[2].李宏男.地震作用下输电塔体系塑性极限状态分析[J].中国电机工程学报.2006（4）

[3].考虑导线影响的输电塔侧向筒化抗震计算方法[J].震动工程学报.2008（2）