220kV架空输电线路杆塔倾斜的原因分析及处理[A1]

220kV架空输电线路杆塔倾斜的原因分析及处理[A1]

容豪德

河源联禾电力规划设计有限公司    517000

摘要：220kV输电线路是电力系统的重要组成部分，其安全稳定运行直接关系到电力供应的可靠性。近年来，随着电网规模的不断扩大，输电线路杆塔倾斜问题日益凸显，严重威胁着电力系统的安全运行。本文针对220kV架空输电线路杆塔倾斜现象，深入分析了地质因素、外力作用以及设计施工等方面的成因，并提出了相应的处理措施，旨为保障输电线路安全稳定运行提供参考。

关键词：220kV输电线路；杆塔倾斜；原因分析；处理措施；安全运行

引言：随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，电力需求持续增长，电网建设规模不断扩大。220kV输电线路作为电力系统中的重要环节，承担着大量的输电任务。然而，在实际运行过程中，杆塔倾斜问题频繁发生，不仅影响了电力系统的正常运行，还给电力设备带来安全隐患。杆塔倾斜可能导致导线弧垂降低、相间距离改变，严重时甚至会造成杆塔倒塌，引发重大事故。因此，深入研究杆塔倾斜的原因，制定科学有效的处理措施，对确保输电线路安全稳定运行具有重要意义。

1.220kV架空输电线路杆塔倾斜的原因分析

220kV架空输电线路杆塔倾斜问题是电力系统运行中的一项重要安全隐患，其成因复杂多样，影响因素众多（如图1所示）。主要原因可归纳为以下三类：

图1：220kV输电线路杆塔倾斜原因分析图

1.1 地质因素

220kV架空输电线路跨越区域广、线路长，沿线地质条件复杂多变，不良地质因素对杆塔结构稳定性影响巨大。软土地基由于土质松散、压缩性高，在杆塔自重及导线张力作用下极易产生不均匀沉降，导致杆塔发生倾斜。输电线路经过山区时，易受滑坡、泥石流等地质灾害的影响。这些灾害会冲毁杆塔基础，改变杆塔受力条件，使其失去平衡而倾斜。在岩溶塌陷区，地下岩溶洞穴的坍塌会引起地表局部下陷，造成杆塔地基的破坏，进而影响杆塔的稳定性。沙漠、河床等地区，强风及流水会引发杆塔周围土体的流失，削弱地基的支撑作用，导致杆塔出现倾斜。同时，季节性冻土融化引起的塔基位移，以及采空区地表沉降导致的杆塔弯曲变形，也是诱发杆塔倾斜的常见地质因素。

1.2 外力作用

作为户外构筑物，220kV输电线路杆塔长期暴露于各种恶劣的自然环境中，极易遭受外力破坏而发生倾斜。暴雨、洪水的冲刷会导致杆塔基础土质疏松，削弱地基强度，使杆塔丧失稳定支撑而倾斜。在山区，泥石流等灾害性事件会直接冲毁杆塔基础，造成塔身严重倾斜甚至倒塌[1]。强烈的地震会使杆塔连接部位产生裂缝、变形，削弱杆塔结构强度，引发倾斜故障。此外，在沿海地区，台风引起的强风会对输电杆塔产生较大的风载荷，导致杆塔构件疲劳失效而出现永久性倾斜。人为因素如车辆碰撞、基础附近违章施工取土、爆破作业等，也会破坏杆塔地基，改变杆塔受力状态，诱发倾斜事故。输电线路杆塔一旦在外力作用下发生倾斜，如不及时处理，在杆塔自重及导线张力的共同作用下，倾斜程度会随时间不断加剧，最终可能引发杆塔坍塌，后果不堪设想。

1.3 设计与施工问题

杆塔倾斜问题的产生与设计和施工缺陷同样有着密切关系。设计环节中，荷载计算不合理、杆塔选型不当、基础设计与实际地质条件不符等，都会埋下杆塔倾斜的隐患。例如，设计时低估风载荷，会导致杆塔抗风性能不足，在强风作用下产生变形和倾斜。材料选择和构造设计得不合理也会引起杆塔倾斜，如采用强度不足的角钢、螺栓直径偏小、连接方式不当等，会使杆塔在荷载作用下产生局部失稳和倾斜。即使设计合理，如果施工质量控制不严，同样会诱发杆塔倾斜问题。基础开挖深度不够、混凝土浇筑不实、塔材防腐不到位等都会减弱杆塔基础强度，降低其抗倾覆能力。此外，焊接质量不高、螺栓紧固不到位也会使杆塔在运行中因连接松动而逐步倾斜。

2.处理措施

2.1 强化设计与施工

科学合理的设计和规范严谨的施工是防治220kV架空输电线路杆塔倾斜的重要前提。在设计阶段，应充分收集并分析输电线路沿线的地形、地质、气象等资料，合理选择杆塔类型和基础形式。针对软土、岩溶塌陷等不良地质条件，可采用桩基础或对基础进行加固处理，提高地基承载力和稳定性。当线路经过滑坡体、泥石流沟等高风险区域时，应进行专项勘察与评估，优化杆塔布置方案。必要时可采用抗倾覆杆塔或加大基础埋深等措施，增强杆塔抵抗自然灾害的能力。杆塔结构设计时应对荷载进行精确计算，选用满足强度和刚度要求的材料，并通过优化构件布置和连接方式，提高结构的整体稳定性。

在施工过程中，要从原材料进场到竣工验收实施全过程质量控制。基础施工要严格控制开挖深度和宽度，并采用符合要求的混凝土配合比，充分振捣密实，确保基础强度。杆塔组立时应严控焊接质量，并使用专用扭矩扳手进行螺栓紧固，确保连接可靠，塔身垂直。同时，加强现场施工管理，及时发现并处理施工缺陷，从源头上消除杆塔倾斜隐患[2]。

2.2 采取纠偏措施

对于监测中发现的轻微倾斜杆塔，可采取适当的纠偏措施，控制倾斜的进一步发展。常用的纠偏方法包括利用螺旋千斤顶整体顶升、在倾斜一侧塔腿加装单腿箍等。采用螺旋千斤顶顶升时，应对各塔腿的顶升高度进行精确控制，同步匀速顶升，直至塔身恢复至垂直状态。顶升过程中应对杆塔变形情况进行实时监测，如发现新的倾斜迹象，应立即停止顶升并分析原因。

利用单腿箍纠偏时，应在倾斜方向的塔腿上焊接特制的钢板或型钢，利用反向弯矩使杆塔恢复至垂直状态。在加装单腿箍的过程中，应注意平衡各塔腿所受力，避免在消除倾斜的同时引入新的应力集中。纠偏施工中要密切关注杆塔及基础的受力状态，如出现基础开裂、塔材屈曲等异常情况，应及时采取加固措施或停止施工。对于倾斜角度较大的杆塔，若纠偏后仍不能满足运行要求，应及时更换杆塔，重建基础，消除安全隐患。纠偏施工结束后，应对杆塔进行载荷试验，确认其能够安全运行后再恢复送电。

2.3 加强监测预警

建立健全220kV架空输电线路杆塔倾斜的监测预警体系，是及时发现和处置倾斜问题的有效手段。可在线路关键杆塔上安装倾斜监测传感器，实时监控杆塔的倾斜状态[3]。当监测数据超过预设阈值时，系统自动报警，维护人员即可快速响应，采取措施控制事态发展（如图2所示）。同时，要创新监测手段，充分利用无人机巡检、激光雷达扫描等先进技术，对输电线路全线进行精细化巡视，及时发现外力破坏、地质变异等异常情况。在汛期、地震高发期等特殊时段，应根据实际情况适当加密巡视频次，提高数据采集精度，为防灾决策提供支撑。

此外，要加强监测数据的分析应用，建立基于大数据和人工智能的杆塔倾斜预警模型，通过关联分析杆塔本体状态、环境因素等多源数据，提前识别杆塔倾斜风险，动态调整防灾策略和应急预案。一旦预警系统发出危险信号，运维人员要立即启动应急机制，及时采取停送电、抢修加固等控制措施，最大限度地减小事故影响，确保输电线路的安全稳定运行。

图2：220kV输电线路杆塔倾斜基础监测预警流程

结语：

220kV架空输电线路杆塔倾斜问题成因复杂，防治难度大。从地质、外力、设计施工等方面深入分析杆塔倾斜的影响因素，采取强化设计施工、落实纠偏措施、健全监测预警体系等针对性的处置方案，能够显著提升杆塔抗倾覆能力，降低倾斜风险。同时，各相关方应加强协同配合，完善杆塔倾斜事故的应急处置机制，最大限度减少事故损失。未来，随着新材料、新工艺的广泛应用，数字化、智能化技术的深度融合，输电线路杆塔的设计、建设、运维水平将不断提升，为电网安全和高质量发展提供有力支撑。

参考文献：

[1]黄晨忱,殷坤龙,梁鑫,等.极端工况下滑坡区超高压输电线路杆塔基础失稳评估分析[J].安全与环境工程,2021,28(04):139-147.

[2]杨斌,王磊,张紫丹,等.基于杆塔倾斜和振动状态监测的灾害预警系统[J].云南电力技术,2020,48(04):7-11.

[3]刘洋,刘桦,李志伟,等.输电铁塔应变及倾斜监测研究[J].工程质量,2020,38(08):50-54.

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