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， 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， 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：
　　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。
　　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。
　　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，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。
　　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。
　　耐张塔身要承受的扭力即为抗拒30吨的扭力力矩。
　　而当履冰达到50mm厚时，代入计算式：y2=10.85
　　G=(10.85+1.511)*1000*4*3=148.332吨。
　　当冰厚为100mm时，y2=35.839
　　G=(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。
　　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。
　　在线路工程的造价中，铁塔投资占20%。
　　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，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。
　　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 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。
　　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。
　　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。
　　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!
　　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。
　　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!
　　http://www.haoyuansz.com

vib001

真的不容易

wanyeqing2003

我觉得楼主有些描述不太准确。
关于铁塔设计年限问题，论坛里已经有过讨论。请看下帖：
http://forum.vibunion.com/forum/ ... p;extra=&page=1
一般情况，应该按照50年的设计周期来考虑，有人介绍，这里的铁塔是按照30年设计的。而天气情况是已经超过了50年，这应该算是天灾了。总之受灾地区的人们受苦了。

wanyeqing2003

这里还有关于规范问题的讨论，请看：
http://okok.org/forum/viewthread ... arch=true#pid796917

szdlliuzm

谁都没有后眼睛，谁也无法预计到10年、50年或是100年后的事情。着眼未来，怎样提高防灾抗灾的能力才是当务之前。

rodge

同意3楼的，有些说的不准确

gonghai88

我从小就跟着电力部门的工人出去玩过，感觉楼主的观点还是非常有道理的

mjhzhjg

倒塌的原因应该就是结冰太厚，塔强度不够

szdlliuzm

我看到铁塔都是弯曲着倒塌，应与钢材的强度或钢材的焊接有关了。

高峰

有理有据，就公式看不明白。
出于对本职工作的分析，楼主还是挺用心的。

jojohup33

为什么那么多老旧没有倒呢？？？

hotman007

楼主仅从静力学的角度来衡量，只能说明问题的一个方面，实际上导致铁塔倒塌的另外一个方面的因素应当从空气动力学来考虑，当塔和导线上裹冰之后，特别是导线上裹冰之后，其空气动力学性质大为改变，在风荷载的作用下的荷载将大大增加，也就是风振效应。这也可以从很多裹冰的照片上看到，这会直接导致导线拉断和铁塔倒塌。

liclark2008

首先要对在电力部门的基础职工们说声辛苦了，我觉得要解决铁塔倒塌的办法还不如想在它没有结冰的时候就把它除去的好，所以我们要想办法预防结冰，然后在想办法除冰。