随着我国社会经济的快速发展，我国各个行业领域在发展过程中都取得了不容小觑的成就，经济发展也与在不断地与发达国家拉近距离。同时人们生活水平也在不断提高，电力系统逐渐成为了人们日常生活中不可缺少的一部分，因此人们也开始对电力生产与输出效率要求越来越高，而这样大负荷的用电需求必须要有强大的电力建设来满足。其中，输电线路铁塔结构设计的好坏直接影响着输电线路运行的稳定性和经济性，因此相关工作人员必须要优化铁塔结构设计来确保输电系统工程的可靠性。
一、输电线路铁塔结构设计原则
在我国电力输送与供应过程中，输电线路铁塔是其中关键的基础设施之一，在各地区电力输送主干线与分支输电线路中得到了广泛应用，在一定程度上提高了电力输送的安全性和稳定性，同时它也是保证我国新时代电力行业供电安全的条件之一[1]。对此相关设计人员在设计输电线路结构时，必须要遵循相关原则来展开工作，这样才能够确保设计方案更加科学合理。具体原则有以下几点：
（一）设计气象条件
现如今，根据输电线路级别的不同，现行规程对设计气象条件也确定了不同的重现期，通常情况下要求不超过330KV的输电线路按十五年一遇，500KV电压需要按三十年一遇。针对回路较多的输电线路，必须要参考回路中的最高电压等级来确定重现期，然后还需要按照多回输电线路在电力系统中的重要性来决定是否需要提高取值，如果在电力系统中的重要性已经达到甚至超过了上一等级的电压水平，就必须要适当地提升气象条件的取值标准。
（二）导地线与金具的安全系数
在输电线路铁塔结构设计过程中，导地线安全系数直接影响着线体本身运行的安全性，同时还决定着铁塔荷载大小[2]。从同塔多回输电线路而言。因为荷载较大，因此需要合理选取导地线的安全系数，必须要确保输电线路安全运行的同时，还能够合理控制工程投资。
（三）合理优化绝缘配置
输电线路结构设计中的绝缘配合指的就是解决铁塔上与档距中可能存在的各种放电途径，确保输电线路能够在操作过电压、雷电过电压等条件下安全运行。由于多回输电线路本身的关键性与停电检修的难度较大，所以需要尽可能地减少维护工作量，合理延长绝缘子清扫周期，在设计同塔多回路泄漏比距时可以提高一个级别进行[3]。同塔多回路输电线路导线相间距离应该严格遵循《技术规程DL/T5092-1999》中的计算公式，在保证导线布置形式特殊性的情况下，不同回路之间的相导线可能在同侧横担上邻近分布，回路间的水平距离需要在上述要求的基础上适当增加0.5m。
（四）防雷性
参考相关输电线路设计手册可以得知，输电线路可能遭受雷击的次数为：N=rhT，h=hg﹣2f/3，在此公式中，r代表着落雷密度，h代表着避雷线的平均高度；T代表每年雷暴天数；hg代表避雷线所悬挂的挂点高度；f指的是避雷线的弧垂。同时公式代表着输电线路所遭受雷击的次数会随着地线平均高度的提高而增加，比如：在500KV同塔四回路中的导线高度要比双回路导线高度要多处将近40m，比单回路导线高度要高出近45m，所以产生的雷击次数也是双回路的2倍，是单回路的3倍。再有就是绕击，在地线保护角相同的情况下，塔高会适当的增加15m，绕几率多出将近一倍。而对于反击来讲，随着同塔多回路塔高的不断增加，铁塔结构的波阻与电感也会随之加大，当雷击接触塔顶结构时，电位升高值也会随之增大，所以在反击影响下导致的绝缘闪络跳闸率要比单回路和双回路输电线路高得多。
（五）铁塔结构选型
不同结构类型的铁塔型式在工程造价、占地以及施工运行方面的安全性都存在差异，通常铁塔建设工程费用占整个工程的30%左右，所以合理挑选输电线路铁塔类型十分关键。针对新建工程而言，如果在投资允许的情况下通常会挑选一种或两种直线水泥杆，跨越与转角尽可能地要选择角铁塔，因为该类型铁塔结构材料十分简单，施工过程也更加便捷，输电线路的安全水平也大大提高[4]。但是对于同塔多回线路且处于规划路建设方位的铁塔，通常会应用一些占地面积较小的铁塔结构，采用较大的转角塔很容易在结构因素的影响下，导致杆定挠度发生形变，这时的基础施工费用也会远远超过角铁塔。此外在线路添加高度施工过程中，输电线路设计要选择占地面积小且安装便捷的Y型铁塔结构，这样施工周期要比传统铁塔施工周期要缩短至少一天，所以也就能够减少施工过程的停电时间。
二、输电线路铁塔结构优化设计
（一）优化输电铁塔结构强度
影响输电铁塔结构强度的主要因素有：铁塔结构形式、铁塔材料以及受力特点等等。在输电线路长期投入使用过程中，作为避雷线与导线的关键支持物，则必须要具备承受一定荷载的能力，同时形变程度要控制在允许的范围之内，简单来讲就是铁塔结构必须要满足一定的强度和刚度。在众多铁塔结构材料中，环形截面构件与其他构件相比，材料得到了充分节省，同时通过SEC制备法浇筑的混凝土材料强度要比振捣法浇筑的混凝土材料强度高出近40%。所以环形截面的钢筋混凝土材料被广泛应用于输电铁塔结构设计过程中。此构建类型分为预应力构件与普通构件两种类型。其中，在预应力构件浇筑之前，需要先张拉钢筋材料，等到混凝土完全凝固之后在撤除张力，这时候钢筋材料就会回缩，那么混凝土结构材料就要阻止这种回缩，所以混凝土结构会受到一个预应压力，当构件承载受拉时，这样的预应力就会被全部抵消而不会产生任何裂缝，这样输电铁塔的使用寿命和稳定性就会大大延长。
（二）优化铁塔结构坡度设计
在输电线路铁塔结构设计过程中，塔身坡度等结构设计也面临着诸多要求，对塔身坡度进行优化设计，对于塔身主材料、斜材料的规格与根本作用大小有直接影响。对输电线路铁塔结构本身坡度进行设计，能够使铁塔建设材料更好地分布，在此基础上还能够提高铁塔的耐用性能，满足了输电线路铁塔结构设计中的重点要求。
结束语：
综上所述，伴随着社会经济的快速发展，人们日常生活离不开电力能源的支持，这也使电力输送在电力行业发展过程中地位越来越重要。同时，输电线路铁塔作为电网线路的重要支点，具有十分重要的作用。随着我国经济的快速发展，自然环境也在不断发生变化，这也对我国电力行业输电设备安全造成了十分严重的影响，因此相关电力行业部门需要对输电线路铁塔结构进行优化设计，提高线路杆塔结构的稳定性和科学性，尽最大可能来保障电力安全，在此基础上还要考虑经济型和视觉美观性，最终使输电线路铁塔结构能够为我国电力行业的发展提供重要保障。
参考文献：
[1]顾鹏.架空输电线路铁塔结构与基础设计[J].现代工业经济和信息化,2020,10(12):53-54+58.
[2]马涛.浅析输电线路大跨越铁塔结构设计[J].中国新技术新产品,2020(23):83-85.
[3]孟德浩.输电线路铁塔结构设计的发展和现状研究[J].新型工业化,2020,10(02):41-44.
[4]刘倩倩.浅析我国输电线路铁塔结构设计[J].科技创新导报,2018,15(04):67-68.
