复合材料杆塔概述及特点分析

    输电线路杆塔结构,是电力架空线路设施中特殊的支撑结构件,其结构性能直接影响着线路的安全性、经济性和运行可靠性。随着我国电网的发展,输电线路工程呈现出长距离、规模化、大型化的发展趋势。目前,输电线路杆塔一般由钢材和混凝土组成。特别是大量钢结构杆塔的使用,其对钢材的需求量也在逐年上升,消耗了大量矿产资源,造成生态环境的污染。同时,大量采用钢材作为铁塔材料,也给杆塔的施工运输、运行维护带来了诸多困难。因此,采用新型环保复合材料代替钢材成为输电行业的一种发展趋势。
    利用复合材料的绝缘性,不仅易于解决输电线路的污闪事故,提高线路安全运行水平,减小塔头尺寸与走廊宽度;杆塔轻便,大幅度地降低杆塔的运输和组装成本;杆塔耐腐蚀、被盗可能性小的特点,可降低线路的维护成本;同时由于杆塔颜色可调,增强了线路的环境友好性。因此复合材料在一定程度上是建造输电杆塔结构的材料之一。
    由于复合材料杆塔的绝缘等级高(30KV/mm),可以大幅度的缩小输电通道走廊宽度。图1所示。缩小输电通道走廊可节省宝贵土地资源,输电通道资源紧缺是电网发展过程中的国际性的问题。


    人均耕地面积小,广东珠三角地区电力负荷密度过高,电网建设占地过多的矛盾尤其突出。到2030年西电东送采用交流500 kV送电方案需增加16回线路,走廊宽达960m,占地面积217万亩;采用交流1000 kV送电方案走廊宽度为500m,占地面积110万亩;而采用直流土800 kV送电,走廊宽度为300m,占地仅70万亩。                                           
    随着上海、北京等发展,已经进入国际化大都市行列,城市美化、输电线路绝缘等级提高,也使得复合材料杆塔有了新的应用目标。在过去经济条件不许可下,城市配网线路中主要采用水泥杆,随着使用时间延长,需要大量更换。
    复合材料杆塔具有抗烟雾及酸雨、大风等自然灾害能力强等特点,安装后不需维护,国外的杆塔预测使用寿命长达80年。应用复合材料的耐腐蚀特性,对沿海地区的输电线路的维护要求显著降低。