技术上说一说湖南电力倒塔的真实原因(转贴)

我是一名电力职工，从事电力线路工作已16年，学的是输配电专业，即是通常讲的电力线路设计及运行检修专业，

看到08年01月26日对湖南电力倒塔抢修徇职3人的评论，以及多数人对对电力常识的误解，

我只想从我所学的专业和工作经历，讲一讲相关常识，尽量客观反映当前电力部门的工作，让所有有良知的人做出自已的正确判断。

首先讲电力线路的杆塔，线路要架空就必须有两种杆塔－－－即一是直线塔、另一种是耐张塔，简单的比喻就是你要晒衣裳拉一根线，两端要固定在墙上，中间用竹杆撑起。

好了，直线塔就有了，竹杆就是直线塔，其作用就是挑起导线，一般只承受导线的自重，专业讲就垂直荷载。

同时耐张塔也有了，即是晒衣裳固定的墙，所以电力线路线路最易出危险的是耐张塔，因为导线受张力架空后，沿导线纵向拉起的力全部挂在耐张塔上，即耐张塔要承受电力线路架空后的张力载荷，也就是要当成墙壁一样承受导线的拉力。

再说说专业名词：

导线的标称截面，400/35，即400表示导线的铝股部分横截面积为400平方mm，35表示钢芯部分横截面积为35平方mm。

当前500kV高压送电线路多为该型导线，然后每相导线有4根，一条线路为3相导线，共12根导线，还有两根避雷线。

湖南的倒塌线路就 是这样的导线结构，架空在天上的共有14根线。

导线的自重，1米400/35导线的自重是1.511kg，
按湖南的多年的气象条件，设计时冰厚为10mm，

导线上履10mm厚的冰后的增加重量计算是：1.04kg.计算式是y2=〔3.14*（d/2+b)^2-3.14*(d/2)^2〕*1000*0.9 b是冰厚，d是导线直径，A是导线横截面积，冰密度0.9

由此：每一米导线的上加冰后的重量是：1.511+1.04＝2.551kg。

耐张塔正常设计时应承受的张力G是：

2.551*1000米*4根子导线*3相＝30.612吨。 取平均水平档距1000米 （多数为500～700米，考虑山区的连续上山档等因素取1000米）

耐张塔的高度一般在20米左右。此30吨纵向拉力挂在塔上，对基础的扭力力距为20米，基础即按此不利的受力条件进行选取。

耐张塔身要承受的扭力即为抗拒30吨的扭力力矩。

而当履冰达到50mm厚时，代入计算式：y2＝10.85
G＝（10.85+1.511）*1000*4*3＝148.332吨。

当冰厚为100mm时，y2＝35.839

G＝（35.839+1.511）*1000*4*3＝448.2吨。

由此可见：
50mm的冰产生的张力是10mm冰的148.33/30.612＝4.85倍。
100mm冰张力是10mm的448/30.612＝16.63倍。

虽然线路设计取了2.5倍的安全系数。但是由于冰厚产生的荷载是平方关系的增长，耐张塔不可能按几十年不遇的天气条件来设计。

如果为了抗拒100mm冰的而设计耐张塔，其塔身强度和基础强度都是不可想像的。

在线路工程的造价中，铁塔投资占20％。

而三峡到上海的线路2000公里，塔量为2000基以上，总造价为40亿元。单位造价为200万元/公里，

如要每基塔均增加投资去抗衡50～100mm冰，电力线路的总体投资翻10倍左右。即达到400亿，

按此推算，当前电力建设每年建设电力线路均在5000公里左右。按10倍的关系，即光电力线路建设即达到1000个亿。

而一个国家级的三峡工程也不过2000亿元，

另外，电网投资均由电力企业自行投资，完全是为了保履冰而这样投资是
不合理的，也不经济的，将会造成极大的浪费。


至于网友质疑，为何导线不断而塔倒的问题，这很好理解，这是因为耐张塔要承受不利的力矩效应（塔高20米），而导线只单纯的承受纵向张力。

在所有的导线中心均用钢绞线进行承力，在履冰时，首先崩溃的一定是耐张塔，再才是倒塔的冲击力挣断导线。

这就好比用绳子拴到一棵树上，用力扯绳子，断掉的一定是树根，因绳子只受纵向拉力，故先断的是树，树断后，对绳子产生冲击，再断绳子。

另有：湖南的事件中，徇职的是在电力线路上除冰时，由于导线受损后，突然断裂，倒塔和导线掉下地面伤到线下的工作人员造成。

因为突然的断线无法预计，不除冰又影响送电运行，故造成事故难以避免。


还有一点我说明的是，北方未倒塔的原因是：天气干冷，塔身不会凝冰，导线上只是有附着积雪，没有大量挂冰，

而且在设计时冰厚就取得大， 般在30mm左右。

而湖南的事故中，导线上全部凝冰达50～100mm，塔身及绝缘子上全结成了水桶。

这样多的额外荷载均由铁塔来承受，远远超出了国家规定的铁塔使用条件。

不倒塔才不正常。

说句极端的话，按100mm冰设计的定型塔图，估计国家当前还没有可选用的定型塔呢！