1  绪论

1.1  研究背景

   交流输电电压可以分为高、超高、特高压，国际上，35～220kV 电压通常称为高压；330kV到1000kV的电压称为超高压；特高压的定义是大于等于1000kV的电压。高压直流与特高压直流的区别在于前者是±600kV以下的直流电压，后者是±600kV以上的直流电压[1]。在我国的规定，110kV和220kV电网为交流高压电网；超高压电网指的是330kV、500kV和750kV电网；特高压电网指的是1000kV电网 [2-4]。±600kV以下的直流系统称为高压直流，而±800kV直流系统则被称为特高压直流 [5-7]。

   特高压电网有许多优点，输电容量大、输电功率的损耗小、输电距离远、适用于长距离的输电。研究表明，1000kV特高压交流输电的输送功率很大，大约是超高压输电线路输送功率的5倍左右；而±800kV直流特高压输电功率大约是超高压直流线路的2倍多。在相同的输送功率下，特高压线路的损耗比超高压线路的损耗降低了三分之二左右，而输电距离却高了将近3倍。在相同的输电功率下，采用特高压线路可以比超高压线路节约了6成的土地占用率。我国国家电网公司有着这样的规划：特高压电网建成后，我国将形成以特高压交流输电网和超高压直流系统为中心支架、与各级（国、省、地）电网共同发展、层次脉络明了的新时代电网 [8] 。

随着现今电网建设稳固向前，高压输电塔的建立和完善也在不断的进步。修建输电塔所用的材料逐步由木材进化为钢筋水泥杆，现在的输电塔材料大多选择韧性和塑形高的钢材；输电塔的重量也随着材料的更替和科技的发展越来越重；输电塔的高度也越建越高[9]。随着同塔多回路工程的不断发展建设，输电铁塔上荷载将会越来越大，这就对输电铁塔结构设计理论及分析有着更严苛的要求。

建立主要的输电杆塔较为复杂，有必要进行建模和预先性分析。特别是采用三维可视化模型来描述，这样对输电塔的整体构造有着直观的体现，能够减少修建过程中不必要的失误，对于输电塔的修建很有意义。

1.2  输电杆塔与输电线路概述

输电线路由电缆输电线路与架空输电线路之分。电缆输电线路相对而言较为美观，将电缆埋于地面之下，不影响地面上的空间布局。但是电缆的造价高，修建施工影响地面活动，维修麻烦，所以大多使用在跨江线路中。架空输电线路在我们生活中随处可见，使用极为广泛。导线悬空，导线、杆塔、地面按要求维持一定的安全距离，输电线路在多个输电塔之间通过绝缘子连接进行输电。由于架空线路的经济实用性，所以较为常用。输电塔作为架空输电线路中非常重要的一部分，它结构的稳定性，种类选择的正确性，以及修建时的安全性直接关系到了输电线路的可靠性以及经济性。

输电杆塔有很多种类型式，不同的地形，选择不同型式的杆塔所带来的经济效益也大不相同。相对地势平坦，交通条件和天气环境较好的情况下，对杆塔的强度要求并不苛刻，则使用钢筋混凝土电杆。相对地势复杂，交通不便，工程较难进行的情况下，就要求杆塔具有较高的强度，这时就应当使用铁塔。一般杆塔之间的间隔较小，一般不超过100M，占地面积小，容易安装；铁塔的高度和强度远高于杆塔，而其间隔更是可以达到数千米，然而铁塔的修建难度较大，占地面积也比较大。

1.3  国内外对输电铁塔结构的研究现状

   许多发达国家都进行了特高压交流输电技术的试验研究。后来由于政治经济的束缚，试验研究终止了，只有前苏联和日本成功地进行了交流特高压线路的搭建，现以500kV电压降压运行。由于技术条件和系统要求的不同，我国的特高压技术的发展可谓是独树一帜，在没有其他国家特高压技术的借鉴，一切从头开始，需要进行一系列的研究工作[10] 。