讨论：湖南电力倒塔的原因

竹林踏雨

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，
2 d& L! [" s- t5 X2 y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，
: O4 K8 j3 E3 U% s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：
9 q9 ]. O/ s2 m& ^1 M) I: v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。
' d% Z+ |- E& M5 \: H9 D4 O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。
1 H" \4 X% J- Y7 i1 |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，
6 n+ I$ b( O$ t4 @5 q$ \, V' `4 c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。
0 R/ c2 Y5 P7 k' ^% g* q& D- ~# y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。
! W0 m5 W, J8 f% N: A7 E  ]- N耐张塔身要承受的扭力即为抗拒30吨的扭力力矩。
  C7 Y# W1 b7 R6 y而当履冰达到50mm厚时，代入计算式：y2＝10.85
' e8 T/ K7 m: ~3 ~6 G5 qG＝（10.85+1.511）*1000*4*3＝148.332吨。
当冰厚为100mm时，y2＝35.839
+ k! \$ O3 `5 h5 P( S8 F( XG＝（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。
& L4 Q8 ~# ^; l% o: c9 ]! \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。
4 |) s1 m* ^$ k* W4 U在线路工程的造价中，铁塔投资占20％。
6 O3 ?4 Z/ m$ w, U5 k6 o" V5 y$ \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，
9 c7 ?: ]7 u9 |0 l7 N1 L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。
0 N; U* F. u& a" Y6 v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
$ _  ]2 s8 j8 m. i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。
# B0 w- o( w. F* _; D1 T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，一般在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。
; Z' H7 f" {$ p7 U, F1 g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。
& f+ L3 x0 Y5 h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！
: J  Z" N% i$ p+ Z再有：电力线路工人的工作是十分辛苦的，高山大岭，均要每月到位一次巡线检查。一条线路往往几百公里，全靠人走，还要上塔工作，工作劳动强度很大，而待遇也不过是2k到3k之间。
只是电力的宣传太少，外界了解不多，有所误解，这很正常。
1 k3 `/ j. m3 Q7 m7 l最后向奋战在一线的我的亲爱的同行们致以崇高的敬意，祝你们身体好！家人幸福！工作安全顺利！
向为工作徇职的战友 献上我深切的哀思！好人一生奉献，一路走好！
& b$ |7 [% s8 c. [4 G5 T' O来源于：http://www.haoyuansz.com

bangbangbibo

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。

barnes

张力是不等于重力的，这个算的有问题。

bangbangbibo

规定的铁塔使用条规定的铁塔使用条

leon00531

文章写的好，确实是与成本有很大的关系，很多外界都说是杆塔设计时偷工减料，包括我认识的非电力专业的领导都说这里面肯定有文章，有事情没有报道，估计在后面会处理。

wgang2008

文章写得实在，看后备有收益！！我是学电的，刚开始不太清楚这些，现在好多了！！

andytim

呵呵，我就是搞线路设计的，楼主说的不错，顶一个！

forphd

本来设计的时候就没考虑过天气问题吧

jingjing320

楼主的很细，受益匪浅

andytim

原帖由 forphd 于 2008-2-28 16:53 发表

: \* d+ A4 e9 j4 H, t' K                               
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本来设计的时候就没考虑过天气问题吧

怎么可能不考虑，不过设计中不考虑这种特极端的天气而已

hfy

气候过于极端，为了百年难遇的一次冰冻，要把抗冰设计到70mm以上，在投资审查上是通不过的

qxdong

当时的那个天气情况太适合覆冰的发展了，这么长时间的结果就是铁塔怎么也不可能一直承受这么大的应力，因此倒塔是很正常的

yue02

其实楼主的帖子已经相当中肯了，本来就是嘛，情况太特殊了，倒塔确实不关线路设计的原因