架空输配电线路杆塔新技术动态第一期

双月刊

主办单位：架空输配电线路杆塔专家委员会

协办单位：山东省青腾机械科技有限公司

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CONTENTS

目录

卷首语

       架空输配电杆塔新技术动态期刊内容主要有由电力行业单位、科研机构、高等院校、电力设计院、工程建设或施工企业、杆塔生产制造厂家、质量检测认证机构、铁塔用钢生产企业、铁塔生产设备厂商等提供最前沿的技术信息，以双月刊的形式发布传达给大家，旨在充分发挥各自技术优势，不断提高输配电杆塔设计制造的技术水平，推动新材料开发和新技术应用，实现标准化设计和加工，降低生产成本，引领输电线路杆塔发展方向，推动杆塔智能制造和电网线路建设向着资源节约、绿色环保方向发展。

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输电铁塔行业发展里程

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  改革开放后，为满足我国国民经济快速发展的需要，电力建设速度加快， 对铁塔需求大幅上升，铁塔制造企业如雨后春笋般纷纷成立，尤其是大量的民营企业加入铁塔制造行列，加剧了铁塔制造业的竞争格局，也给铁塔制造业的快速发展带来了生机和活力。

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  1985 年 5 月，水利电力部机械制造局在鞍山召开技改经验交流会，为引进的意大利塔材加工自动生产线正式投产剪彩。此后，第一条热镀锌自动生产线投入使用，用于热浸镀锌层小面积漏镀的外镀材料“热镀锌补镀剂”研究成功，并投入批量生产；铁塔成品包装工艺由 8#铁丝单基包装改为角钢架单基包装。自此，我国输电铁塔制造基本工艺逐渐定型，并一直影响到现在。

  2006 年 8 月，我国首条 1000kV 晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程开工建设，拉开了我国特高压建设的序幕。特高压输电铁塔技术要求的提高，催生了铁塔制造行业装备、管理能力、技术水平的快速提升，也拉大了铁塔制造企业的差距。以国家电网公司 2018 年铁塔项目中标百强铁塔制造企业为例，前 70 家企业中标包数占 93%，而这 70 家企业中有特高压铁塔制造业绩的 51 家企业，所中标包占 73%，说明，参与特高压输电铁塔制造的企业具有更大的市场竞争力。

  在计划经济时期，我国电力行业曾隶属燃料工业部、电力部、水电部、能源部等，输电铁塔行业逐步形成了由铁塔设计、铁塔制造、铁塔施工企业组成的分工明确又相互协作的管理组织体系。其中，以铁塔制造企业变化最大，也是最早进入市场的企业，竞争最为剧烈。目前，国内铁塔制造企业主要有国有企业、民营企业两大类。

（二） 标准体系的建立

（1）输电线路电压等级

  为减小输配电设备和发电资源的浪费，有利于输配电设备的标准化设计生产， 实现设备制造规模化效益，世界各国均规定了标准电压。为避免电压等级过多过 密造成设计繁杂，输变电设备容量重复和资源浪费，于是规定了电压等级序列。

  我国采用 50Hz 标准电压系列， 依据 GB/T 156-2007《标准电压》， 我国标称电压等级序列如下： 220V～1000V 交流系统：220V、 380V、660V、1000V； 1kV 以上至 35kV交流系统：3kV 、6kV、10kV、20kV、35kV； 35kV 以上至 220kV 交流系统： 66kV、110kV、220kV； 220kV 以上交流系统：330kV、500kV、750kV、1000kV； 直流系统：±400kV、±500kV、±660kV、±800kV、±1100kV。 通常将 35kV～220kV 的输电线路称为高压线路(HV)，330kV～750kV 的输电线路称为超高压线路(EHV)，750KV 以上的输电线路称为特高压线路(UHV)。

  由于输电铁塔主要用于架空输电线路，由此出现了不同电压等级输电铁塔。为了在有限的输电走廊上建设尽可能多的输电线路，节约土地资源，还采用了同塔双回或同塔多回的线路模式，使得铁塔荷载增大，从而影响铁塔用材的品种及规格。

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    输电铁塔技术标准由设计标准、制造标准、施工标准三大部分组成，在标准组成上，国内外标准有明显的差别，国外输电铁塔标准一般是一个综合性的标准， 包括了设计、制作、施工方面的内容；而我国的输电铁塔标准，则是设计、制作、施工均为独立的标准。这种差别，反映出国内外在输电线路建设组织体系上的不同，国外工程一般采用总承包方式，而我国主要采用分部承包方式，按设计、制作、施工分别进行招投标。

1）设计标准

    我国架空输电线路设计的标准体系分为国家标准、行业标准等。国家标准主要有：GB 50545《110kV～750kV 架空输电线路设计标准》、GB 50017《钢结构设计规范》、GB 50135《高耸结构设计规范》、GB 50009《建筑结构荷载规范》、GB 50665 《1000kV 架空输电线路设计规范》等；行业标准主要有：DL/T 5154《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》、DL/T 5551《架空输电线路荷载规范》、DL/T 5440 《重覆冰架空输电线路设计技术规程》、DL/T 5130《架空送电线路钢管杆设计技术规定》、DL/T 5254《架空输电线路钢管塔设计技术规定》等。国家电网公司为适应特高压建设需要，还颁布了企业标准，如 Q/GDW 1391《输电线路钢管塔构造设计规定》等。这些标准的设计方法经历了 70 年代以“容许应力法”到 80 年代以“概率论为基础的极限状态设计方法”的转变。 

    目前，中美欧铁塔设计标准均釆用以概率理论为基础的极限状态设计方法， 但国内外设计标准对结构可靠度等级和气候荷载重现期的取值有所不同，美欧标准的荷载重现期取值均大于中国标准。国内外设计标准对材料设计强度取值要求不同，中国标准一般采用材料强度的设计值，美国和欧洲标准普遍采用材料强度的屈服值，欧洲标准需要根据厚度的不同进行调整，美国标准进行拉压强度计算时屈服强度进行 0.9 倍折减。

    实践证明，铁塔设计创新对铁塔行业有极强的促进作用，从高强钢、大规格角钢应用，到钢管塔应用，每种新型塔材的应用，均会带来铁塔行业技术革新、技术管理水平的提升，这些铁塔设计创新多数体现在特高压领域，因而，可以说特高压工程建设促使了铁塔企业上台阶，也提升了铁塔企业在同行业中的核心竞争力。

2）制造标准

    我国输电铁塔起步于角钢塔，因而最早的铁塔制造技术标准是用于角钢塔的， 为 GB 2694-1981《输电线路铁塔制造技术条件》，该标准是我国首个铁塔制造技术标准，不仅适用于输电铁塔，也用于电力微波塔、通信塔制造领域，经过 2003 年、2010 年、2018 年三次修订，目前有效版本为 GB/T 2694-2018。

    1996 年开始，钢管杆大量应用于输电线路，1998 年颁布了电力行业标准DL/T 646《输电线路钢管杆制造技术条件》。后来，随着我国线路电压等级提高，钢管结构开始应用于钢管塔、变电构支架等，为此，2006 年该标准首次修订，将标准名称变更为《输变电钢管结构造技术条件》。再后来，更高电压等级的钢管塔开始使用，高强钢的应用逐渐增多，于 2010 年再次进行修订，目前有效版本为DL/T 646-2012。 

上述两个标准是输电铁塔行业两个主要制造技术标准。

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    1966 年，水电部电力建设科学技术研究所、东北电力设计院、鞍山铁塔厂联合成立铁塔推广使用新钢种研究小组，提出在铁塔设计中采用 16Mn 钢。

    1970 年，制造了我国第一条 330kV 刘家峡经天水至关中的超高压输电线路铁塔，线路全长 534km，总重量约 13000 吨。

    1978 年，500 kV 输电线路铁塔技术研究荣获全国科技大会奖。1979 年我国第一条 500 kV 平顶山-武汉输电线路铁塔投产，线路全长 595km，该工程塔材主要采用 A3F、16Mn 钢。此后的 20 余年间，铁塔用钢的强度等级一直没有变化。

     2005 年，官亭-兰州东 750kV 试验示范工程铁塔首次试点应用 Q420B 热轧角钢。此后在晋东南-南阳-荆门 1000kV 特高压交流试验示范工程、向家坝-上海±800kV 特高压直流输电示范工程批量应用。在应用初期，对 Q420 角钢实施了集中采购，确保了工程进度。自此，输电铁塔用钢步入快速发展的通道。

    2008 年，锦屏-苏南±800kV 特高压直流工程核准，该工程首次试点应用肢宽 220mm 和 250mm，最大厚度 30mm 的大规格热轧角钢，材质为 Q345B。此后，在溪洛渡-浙江±800kV 特高压直流工程获得批量应用；在哈密-郑州±800kV 特高压直流工程开始应用 Q420B、Q345C 大规格角钢。采用大规格角钢，将原有的双拼/四拼结构，改成了单拼/双拼结构，极大方便了铁塔加工和现场施工，广泛应用于特高压交流、直流工程。

    2009 年，国网公司基建部牵头，开展了 《特高压钢管塔应用研究》项目，在《皖电东送特高压工程钢管塔加工技术规定》的基础上，国网公司组织编制了企业标准 Q/GDW 384《输电线路钢管塔加工技术规程》，经过皖电东送工程等特高压交流工程钢管塔供货实践，2014 年启动了该标准的修订工作，于 2016 年 11 月颁布 Q/GDW 1384-2015《输电线路钢管塔加工技术规程》，目前，该标准是国家电网公司输电线路钢管塔制造的核心技术标准。 

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行业发展的成就

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Q420C 的直缝焊管和锻造法兰，但用量不大。

    2011 年，1000kV 淮南-上海特高压交流输电示范工程开工建设，全线路采用以直缝焊管-锻造法兰焊接连接为主，使用新型插板连接结构的钢管塔。铁塔用材仍以 Q345B 为主。线路平均塔高 110m，单基塔平均塔重超过 180t。特高压钢管塔在以下几个方面实现技术创新，使我国钢管塔加工技术达到了国际领先水平。2015 年，锡盟-胜利工程开工建设，由于线路全部位于最低气温低于-40℃ 的严寒地区，无论角钢塔、钢管塔，全线路铁塔均使用了 C 级钢，但强度等级仍以 Q345 为主。

    2016 年，昌吉-古泉±1100kV 特高压直流工程，首次批量应用肢宽为 280mm、 300mm，最大厚度 35mm 的特大规格角钢，材质有 Q345B、Q420B。

    2017 年，舟山 500 千伏联网输变电工程跨越塔开工建设，耐张段长 4.2km， 跨距 2656m，塔高 380m，为当今世界第一高的输电铁塔。该塔变坡处及塔身与横担连接处采用加劲焊接空心球节点连接，球径 1.7m～2.0m，为世界最大输电铁塔球节点；采用超大直径焊接钢管-平板法兰连接，主材直径 2.3m，壁厚 28mm, 法兰盘径 2.64m，一次成型，不拼接；采用钢管-钢管相贯连接结构，最大节点镀锌尺寸超过 3.5m，支管最大直径 1m。跨越塔根开 69m，塔头采用 4 层横担， 最大横担长度 46.5 米，单基塔重约 7280 吨。

   

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   2018 年，石家庄-北京西、山东环网 1000kV 特高压交流输电线路采用钢管塔，首次批量应用 Q420B 直缝焊管和锻造法兰。2019 年以 Q460C 直缝焊管和锻造法兰为主的真型钢管塔在中国电科院完成真型试验。

     这些里程碑式的输电线路铁塔，代表了我国输电铁塔设计、制造技术的不断发展，展现了我国输电杆塔行业发展的巨大成就，为国家电力建设做出了不可磨灭的贡献。

    我国输电铁塔行业的快速发展，得益于我国特高压输电技术的成功，开启了我国乃至世界上最高电压等级电网建设的新纪元，实现了从中国制造到中国引领的跨越，完成了从追赶到超越的历史性转变！

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输电铁塔

-------主要原材料冶金技术发展

    随着我国输电线路建设的快速发展和钢铁技术进步，铁塔用材的品种、强度等级与质量等级、规格种类等不断提升。

    依据输电铁塔产品的不同，其主要用材品种有所不同。钢管杆主要以热轧钢板为原材料；角钢塔主要使用热轧等边角钢、热轧钢板；钢管塔则主要使用直缝焊管、锻造法兰、热轧等边角钢、热轧钢板等。普遍使用地脚螺栓、粗制螺栓作为连接件。

    我国钢铁冶炼与轧制技术的发展，推动了钢材品质的提升，就输电铁塔行业而言，不仅推进了高强钢、大规格角钢在输电铁塔上的应用，还推动了铁塔企业焊接技术水平的提升、制造装备的技术升级和技术管理方面的进步。钢铁冶炼技术 从新中国成立至今 70 的年间，我国钢铁冶炼技术不断发展，目前粗钢年产能突破 10 亿吨，占世界总产能的 53%，举世瞩目。

    新中国成立后至改革开放之前，我国钢铁工业总结苏联经验，从中国国情出发，初步建立起了包括采矿、选矿、烧结、炼铁、炼钢、轧材、焦化、耐材、铁合金等要素完善、门类齐全的以大型企业为骨干、大中小型相结合，具备年产 3500 万吨钢生产能力的新中国冶金工业体系。从而为中国后续钢铁工业持续、稳定、快速发展打下了基础。这一时期，钢铁冶炼设备基本以小型炼铁高炉、平炉、模铸为主。

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新建了宝钢、天津无缝钢管公司两座现代化大型钢厂，并对老钢厂实施了一系列重点改造，大型高炉、转炉、电炉、连铸技术开始引入并应用，连铸比由 3.5%增加至 30%，合金钢与低合金钢由 16%增加至 21.6%，1992 年粗钢产能己达 8000 余万吨。

    从 1993 年至 2000 年，优化产品结构和工艺技术结构，全面推广应用高炉喷煤粉、连铸铸钢、测渣护炉、热装热送等先进技术改造老企业；加速推进淘汰小高炉、小转炉、小电炉、平炉、化铁炼钢。

连铸比提高至 82.5%，平炉钢比下降0.9%，转炉钢比提高到 87.5%，至 2000 年，我国粗钢产能近 1.3 亿吨，一跃成为世界最大的产钢国和消费国，大大缩短了我国与国际先进水平的差距。

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    输电线路铁塔制造行业为传统劳动力密集制造行业，加工自动化水平较低，加工模式落后。在新技术、新产品层出不穷的今天，在“中国制造2025”国家战略背景下，铁塔制造企业唯有紧跟时代的步伐、努力创新，积极将数字化、信息化、智能化等新技术融合于生产加工过程中，才能实现转型升级，进一步提高企业的核心竞争力。

    目前，国内上规模的铁塔制造企业有300余家，部分企业应用了ERP系统进行采购、生产和销售管理，大都还停留在分散的人工传递各种信息阶段，管理效率不高。近年来，虽然铁塔加工设备自动化程度不断高，出现角钢生产流水线、等离子复合机、筋板数控流水线等数控设备，但部分工序如制弯、坡口、焊接、切割、检测等工序自动化程度不高，整体加工效率低。

铁塔制造技术发展趋势之智能制造

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    铁塔制造工艺由下料、制孔、打钢印、切角、制弯、焊接、组装、镀锌、包装等多道工序组成。其中下料、制孔和打钢印等工序由于采用角钢生产流水线、等离子复合机、筋板数控流水线等数控设备，自动化和集成度较高，其他工序还处于半自动或手工加工，生产效率低，且质量不稳定，受人员因素影响大。

    目前虽然部分铁塔制造企业引入ERP生产管理系统，实现了生产任务下达、材料领用、加工进度和结算统计等工作数据共享。但大部分数据来源于人工录入，车间加工、信息传递、生产操作过程管理、检验管理主要以纸质文件为载体。数据收集时率低，受人员操作影响大，无法为生产决策提供及时可靠信息。

    输电线路铁塔防腐方式主要为热浸镀锌，热浸镀锌是铁塔制造的重要工序，也是铁塔制造企业一个重要的利润来源。镀锌工艺过程中产生酸雾、锌烟以及废酸对环境和人体有不利的影响。随着国家对环境保护法规的完善，加上人民群众环境保护意识的逐步提高，铁塔制造企业面临较大的环保压力。

    国内铁塔制造设备自动化水平与国外发达国家还有一定的差距。日本已拥有先进的钢管塔加工专用自动化工装设备、在线检验设备等，实现了产品的自动化生产和检测。我国则仅在制孔、打钢印等部分工序实现自动化生产，总体自动化程度不高。铁塔加工设备研发将向自动化、集成化发展方向，最大可能减少人工操作和流水线长度。自动上下料装置、钢管塔生产流水线、焊接机器人、钢板加工复合机、智能检测等设备的研发和应用是目前铁塔设备研发的重要方向。

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智能制造技术应用

    智能制造技术包括智能化制造技术和信息化管理，铁塔智能制造技术包括以下几个方面：

数字化制造，生产状态和进度实时监控

    数字化制造，通过生产组织模式、管理模式、过程数据采集、过程质量控制的数字化及数控设备网络化，构建数字化制造系统，该系统以解决单件小批定制生产模式为应用对象。

    在生产组织模式上，充分考虑多品种批量订单生产类型企业的特点，构建由数控设备、自动输送机构组成的柔性生产单元，通过柔性单元内部和单元之间的柔性，解决数字化制造过程的柔性问题；

    在生产管理模式上，结合精益生产管理模式，实现生产过程中的信息协同，提升和优化车间管理方式和管理效率；

     在过程数据采集上，通过光电传感器件的使用，实现过程数据的实时采集和传输；

     在质量控制上，通过数字化监测设备和单元，实现质量控制的自动化和数字化，保障制造过程的质量要求。

智能化物流，生产物流的精细智能管理

由数字化立体仓库、AGV 小车、数字化分拣装置、二维条码标示及识别和智能物流管理系统组成，负责数字化车间各环节所需物料的配送和调度。在物流组织模式上，考虑配送的柔性，配送设备采用AGV 小车方式；物流引导通过二维条码方式实现，通过标示和识别，准确、实时采集物流配送数据。

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铁塔制造技术发展趋势之智能制造

生产车间在空间和设备布局方面，需按照以下原则：

    符合工艺流程，满足制造资源（包括人、机具和物料）在空间上紧密结合、时间上适当连接的需要；减少物料搬运工作量，减少自制零件和外购件的损坏，减少在制品库存量或库存时间；物流线路的规划，应以能降低物流过程中运输成本并能适当灵活地改变路径，加快生产流程为原则。

通过SCADA、MES、ERP、PDM系统的整合以实现一体化生产管理，从而提高整体生产效率。依据企业信息化层次模型，实现计划排产、生产执行、物料管理、质量管理、设备管理、车间管理、实时监控、报表管理等功能，支撑实现生产调度智能化、设备运维数字化、质量控制精细化、制造过程可溯化、实效分析实时化、车间管理集成化六大管理目标。

    BIM是以三维数字技术为基础，集成建设工程项目各种相关信息的工程数据模型，同时又是一种应用于工程决策、设计、建造、管理的数字化技术。

    铁塔生产以工程为单位，研究基于BIM技术理念工程管理信息协同数据平台，构建信息共享平台整合了生产决策、材料采购、设计（放样）、生产、试组装、售后等多个阶段的信息，实现了工程生产管理系统规划、三维设计、生产协同管理、虚拟组装、售后反馈的全寿命周期工程管理和信息共享。如材料情况、图纸情况、生产情况、工地安装反馈情况等实现平台共享。可有效提高工程铁塔生产管理效率，符合信息化背景下生产精益化管理要求。

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     导线是电力线路的主体， 承担输送电能的功能。导线应具备足够的机械强度，良好的导电性能，较小的电阻率，抗氧化、抗腐蚀能力强。

    导线按材料分TJ、LJ、GJ（由于电阻很大，电导率仅为8%—12%，通常只用作避雷线及杆塔拉线） 、LGJ、LGJJ（加强型钢芯铝绞线）LGJQ(轻型钢芯铝绞线)、HLJ(铝合金绞线) HL4GJ（铝合金钢绞线， 其抗拉强度超过普通钢芯铝绞线强度40%适用于线路大跨越的地方） 。

    裸导线的规格型号由导线材料和标称截面两大部分组成， 前一部分用汉语拼音的第一个字母表示： T—代表铜， L—代表铝， J—代表多股绞线字母后面的数字为导线的标称截面，单位是mm2。

    例如TJ—50 代表50 mm2 的铜绞线， LGJ—185 代表185 mm2的钢芯铝绞线。

    架空线路的绝缘子是用来支持导线的， 它同金具组合将导线固定 在杆塔上并使导线与杆塔可靠绝缘。绝缘子在运行时不但要承受 工作电压的作用，同时还要承受操作过电压和雷电过电压的作 用，加之导线自重、风力、冰雪以及环境温度变化的机械荷载的 作用，所以绝缘子不但要有良好的电气绝缘性能，同时要具 有足够的机械强度。 配电线路绝缘子一般真是绝缘子有针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬 式绝缘子、钢化玻璃绝缘子、复合绝缘子等。

蝶式绝缘子有ED-1、ED-2、ED-3、ED-4 几种。 悬式绝缘子（ XP 或XWP）悬式绝缘子型号含义： X—悬式绝 缘子； L—钢化玻璃； W—防污型； P—机电破坏负荷值 按连接方式有槽型连接， 和球型连接两种， 按用途分为普通绝缘 子和防污绝缘子， 钢化玻璃绝缘子， 按机械载荷可分为4.5 吨、7 吨、10 吨、12 吨几种，配电线路耐 张点一般最多使用两片悬式绝缘子。

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    锥形杆有8m、10m、12m、15m 等，其梢径分别有150 ㎜、190 ㎜、230 ㎜，锥形杆从杆顶起，每下降1m，直径增加13.4 ㎜，重心在从杆顶算起往下0.44 倍杆高。等径杆直径有300 ㎜、400 ㎜两种，电杆长度有4.5 m 、6 m、 9 m。线路杆塔地面以下部分的设施统称为杆塔基础， 基础作用是稳定杆塔， 支撑杆塔全部 荷载，防止杆塔杆因承受导线、风、冰、断线张力等作用力及其 他外力作用引起的上拔、下压或倾覆等现象， 保证杆塔在运行中 不发生下沉、倾斜或变形。水泥杆的基础包括底盘、 卡盘、 拉线 盘。 线路金具用于将绝缘子、导线等部件连接起来固定在杆塔上 的金属元件， 按性能和用途大致分为：线夹类金具、连接金具、持 续金具、保护金具和拉线金具。 对金具要求：所有金具应镀锌良好、无毛刺、无砂眼、无裂纹、 无变形、规格适合、不缺件、无锈蚀、其强度安全系数正常情况下不 小于2.5，在线路事故情况下应不小于1.5。

    线夹类金具包括NLD （-1、-2、-3、-4）表示倒装耐张线夹， 尾数表示适用于多大的导线（一般导线截面在35 mm2 到240 mm2 使用）耐张线夹的用途是把导线固定在耐张、转角、终端杆塔的悬式 绝缘子串上， 常用的倒装式螺栓型耐张线夹型号为NLD ，XGU （ -1、-2、-3、-4）表示悬垂线夹， 悬垂线夹的用途是把 导线悬挂、固定在直线杆塔悬式绝缘子串上，其型号为XGU 型。

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尾数 表示适用于多大截面的导线， 例如NLD —3 适用于120—150mm2 截面的钢芯铝绞线线,XGU —3适用于95—150mm2 截面的钢芯铝 绞线.、连接金具的作用是将悬式绝缘子组装成串，并将一串或数串 绝缘子连接起来悬挂在横担上，常用的连接金具有以下几种： 

Q表示球头挂环， 种类有 Q 和QP（平面接触球头挂环） W 表示碗头挂板，是用来连接高 压悬式绝缘子下端钢脚（球头）的，种类W 表示单联碗头 WS 表示双联碗头， 

W-7 （7 表示适用7 吨悬式绝缘子） 还有例如W—7A 或W—7B（A、 表示短碗头， B 、表示长碗头）、ZH 表示直角挂板、 U 型环、延长环、包箍 U 型包箍 等，接 续类金具用于连接导线和钢绞线的， 有JB 表示铝并沟、 JBB 表示铁并沟、尾数表示适用导线范围 NX（-1、-2）表示契型耐张线夹、尾数表示适用多大截面钢绞线、 NUT 表示拉线UT 线夹、 （以上两个线夹都适用于钢 绞线）统称拉线金具。

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    杆塔按其称在线路中的用途和功能可分为直线杆（又称中间杆） 、 耐张杆、转角杆、换位杆、跨越杆、分支杆。 拉线的作用平衡导线水平方向作用力、风力和断线张力， 从而固 定杆塔， 拉线由拉线金具和拉线本身组成， 拉线一般采用镀锌钢 绞线，通常有25mm2、35mm2、50mm2、70mm2 拉线按用途分为 普通拉线、人字拉线、水平拉线和弓形拉线。 

（1）郊区 一般每隔10 基装设1 基防风拉线。

（2）30°不开断导线的转角 杆顺只打外侧拉线。30°— 60°转角杆应打顺线路拉线， 必要时 增打外侧拉线。70°— 90°转角杆可只打顺线路拉线。 

1、楔形线夹和UT 线夹 其舌板与拉线应， 接触紧密，在拉线正常受力情况下无滑动现象，钢绞线应安装在非受力面一侧。

2、钢绞线端头露出规定：上及端应为300 ㎜、可用2 ㎜的单股镀锌铁线绑扎；下端露出应为500 ㎜，用2 ㎜的单股镀锌铁线绑扎，上下端绑扎一般为50 ㎜。

3、拉线交叉处不得互相摩擦。

4、拉线调好后，契型线夹及UT线夹露出的螺纹长度应为10—30 ㎜。

6、水平拉线在跨越公路及其他交通道路时，其对地距离一般不小于6 m。

7、在居民区若拉线高于带电导线，应加装拉线绝缘子，且必须使拉线绝缘子位于带电部位以下，一般情况下，拉线绝缘子安装在距拉线上端1—3 m 处。

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我国高压直流输电系统的

                          ------发展历程及现状

    我国的高压直流输电工程总体上可以说是起步较晚,但发展迅速。1980 年国家确定全部依靠自己力量建设中国第一项直流输电工程———舟山直流输电工程。它具有向自主建设大型直流输电工程过渡的工业性试验性质,于1984 年开始施工, 1987 年投入试运行, 1989 年正式投运。工程最终规模为±1 100 kV, 500 A,100 MW,线路全长54 km。嗓泅直流输电工程(上海―嗓泅岛)是我国自行设计、制造、建设的双极海底电缆直流工程,于1996 年完成研究工作, 2002 年全部建成。工程为双极 ±500 kV,600 A, 60 MW可,双向供电 ,线路长度 66.2 km。葛南(葛洲坝―上海南桥)高压直流输电系统,是我国引进的第一个高压直流输电工程,1989 年单极投运,1990 年双极投运。

    进入21 世纪,我国的高压直流输电 发展迅速,相继建成投产了天广(天生桥―广州)、三常(三峡―常州)、三广(三峡― 广东)和贵广(贵州―广东)等多项高压直流输电项目。作为引进技术的验证,自主 研发设计制造的华中―西北联网灵宝背背直流工程, 2005年7 月投入运行。 

    至2004 年末,我国高压直流输电工程累计输送容量达12 470 MW,输电线路 长度累计达4840 km,已经超过美国位列世界第一。截至2007 年年底,我国已建成 并正式投入运行葛(洲坝)沪(上海)、三(峡)常(州)、三(峡)广(东)、三(峡)沪(上 海)、天(天生桥)广(东)、贵(州)广(东)Ⅰ回、Ⅱ回等7 个超高压直流输电工程和灵 宝背靠背直流工程,直流输电线路总长度达 7 085 km,输送容量达18 560 MW,线路总长度和输送容量均居世界第一。与 此同时,我国超高压直流输电工程的设计建设、运行管理和设备制造水平也处于 国际领先地位。

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    工频的交变电流在换流站中的整流和逆变过程中,实际上输出的波形并不是稳定的直流,而是有些许波动的脉动电流。再加上换相的非理想性,使得输出电流进一步畸变。这些原因促成了直流输电系统中谐波的存在。随着高压直 流输电的发展,相关的谐波问题也日益突出。输电系统中的换流器在交流侧为谐 波电流源,在直流侧为谐波电压源。严重的情况下,可能还会引起谐波放大甚至谐 波不稳定,即交直流侧电压、电流通过换流站非线性环节时互相调制,构成了一个 AC/DC之间的正反馈调节环。受到扰动时,就会造成谐波振荡的放大,其结果就是换流站交流母线电压严重畸变。现在主要通过小信号分析法、谐波特征值分析 法、频域分析和传递函数法、时域仿真―频率扫描法等来进行研究。一般通过 加装非特征滤波器、使用有源滤波器、附加谐波阻尼电路或者是采用轻型直流 输电技术来抑制谐波。

    目前我国的直流输电系统中,高压直流断路器的制造技术还不成熟,多数需要 进口。研制高压断路器的难点在于:

（1）直流电没有像交流电那样的过零点,所以灭 弧的技术很困难;

（2）直流回路的电感很大,所以需要的平波电抗器很大,约1H,这在工艺上做起来不容易;

（3）由于灭弧时的直流电流很大,故要求断路器能够吸收很大的能量。

    在实际的生产当中,利用大容量金属氧化物这种新型材料可以较好地解决后2 个问题。但灭弧仍然不是很理想,一般采用叠加振荡电流和耗能限流2 种方式来实现。后者较为普及,一般采用分段串入电阻、拉长电弧和采用金属氧化物耗能。

    直流输电过程是以大地作为回流电路的。回流流经大地时,会与附近的金属 接地体发生化学反应,腐蚀掉金属。例如对于铁而言,就会发生如下的化学反应:阳 极: Fe2++2OH-=Fe(OH) 2阴极: 2e-+2H+=H2经研究表明:

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（2）金属接地体与直流接地极之间的距离会显着影响腐蚀的程度,当两者相距10km 以外时,腐蚀影响即可忽略不计;

（3）在相同的距离条件下,金属接地体的走向会影响腐蚀的程度,一般垂直走向的接地体受腐蚀影响比平行走向的接地体大。

    同时,强大的直流电流将经接地极注入大地,在极址土壤中形成一个恒定的直 流电流场。 此时如果极址附近有变压器中性点接地的变电站、地下金属管道或 铠装电缆等金属设施,若这些设施可能给地电流提供比大地土壤更为良好的 导电通道,则一部分电流将沿着并通过这些设施流向远方,从而给这些设施带来不 良影响。其中,中性点直接接地变压器是受影响最大的设备。 

    我国110kV及以上系统的变压器中性点,一般都采用直接接地方式。如变电 站位于接地极电流场范围内,那么在场内变压器间会产生电位差,接地极入地电 流将有部分直流电流会通过大地、交流输电线路,由一个变电站变压器中性 点流入,在另一个变电站变压器中性点流出,由此在变压器三相绕组中产生直流分 量,产生直流偏磁电流。流过变压器绕组的直流电流大小 不仅与接地极的距离相关,同时与极址土壤导电性能、电网接线和参数等有 关。如果流过变压器绕组的直流电流较大,可能引起变压器铁心磁饱和,导致变压 器噪音增加、损耗增大、温升增高,对变压器的安全运行构成威胁。变压器发生 直流偏磁后,使磁化曲线的运行部分变得不对称,加大铁心的饱和程度,导致噪音增 大和变压器铁心、金属紧固件等的发热增加。

    由于直流线路强大的直流电流,在其周围也就存在着很强的干扰磁场。这样 的磁场将影响到附近通信线路的正常运行。 一般可把直流电磁影响分为危险影响和干扰影响。危险影响即指当直流输 电线路发生故障时,有可能在附近的通信线路上感应出很高的电压,危及人员生命 安全和通信设备安全;干扰影响即指在直流输电线路正常运行的情况下对通信产 

生影响,使其通信质量下降,误码率提高。 因此,在建设直流输电线路时要注意以下几点:首先是和通信线路保持合适的 距离;其次是在线路上安装陶瓷放电管或是加挂屏蔽线路;最后是对于市话电路来 说,可在分线箱、配电箱处加装放电器。

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（2）金属接地体与直流接地极之间的距离会显着影响腐蚀的程度,当两者相距10km 以外时,腐蚀影响即可忽略不计;

（3）在相同的距离条件下,金属接地体的走向会影响腐蚀的程度,一般垂直走向的接地体受腐蚀影响比平行走向的接地体大。

    同时,强大的直流电流将经接地极注入大地,在极址土壤中形成一个恒定的直 流电流场。 此时如果极址附近有变压器中性点接地的变电站、地下金属管道或 铠装电缆等金属设施,若这些设施可能给地电流提供比大地土壤更为良好的 导电通道,则一部分电流将沿着并通过这些设施流向远方,从而给这些设施带来不 良影响。其中,中性点直接接地变压器是受影响最大的设备。 

    我国110kV及以上系统的变压器中性点,一般都采用直接接地方式。如变电 站位于接地极电流场范围内,那么在场内变压器间会产生电位差,接地极入地电 流将有部分直流电流会通过大地、交流输电线路,由一个变电站变压器中性 点流入,在另一个变电站变压器中性点流出,由此在变压器三相绕组中产生直流分 量,产生直流偏磁电流。流过变压器绕组的直流电流大小 不仅与接地极的距离相关,同时与极址土壤导电性能、电网接线和参数等有 关。如果流过变压器绕组的直流电流较大,可能引起变压器铁心磁饱和,导致变压 器噪音增加、损耗增大、温升增高,对变压器的安全运行构成威胁。变压器发生 直流偏磁后,使磁化曲线的运行部分变得不对称,加大铁心的饱和程度,导致噪音增 大和变压器铁心、金属紧固件等的发热增加。

    由于直流线路强大的直流电流,在其周围也就存在着很强的干扰磁场。这样 的磁场将影响到附近通信线路的正常运行。 一般可把直流电磁影响分为危险影响和干扰影响。危险影响即指当直流输 电线路发生故障时,有可能在附近的通信线路上感应出很高的电压,危及人员生命 安全和通信设备安全;干扰影响即指在直流输电线路正常运行的情况下对通信产 

生影响,使其通信质量下降,误码率提高。 因此,在建设直流输电线路时要注意以下几点:首先是和通信线路保持合适的 距离;其次是在线路上安装陶瓷放电管或是加挂屏蔽线路;最后是对于市话电路来 说,可在分线箱、配电箱处加装放电器。

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换流站站址选择及接地极极址选择换流站可谓是高压直流输电工程的核心建设项目,合理选择换流站站址是确保高压直流输电系统稳定运行的基础。选址原则一般为:

（1）是否适合大规模设备运输;

（3）是否会破坏生态环境,其电磁影响会不会对周边通信线路产生较大的干扰影响。

   而对于接地极来说,选址原则一般为:

(1)要求极址场地的可用面积大、土壤导电性能好、导热性能好、热容率高、表层土壤厚和深层大地电阻率低; 

( 2)若2个或多个接地极处于同一地区内,应对2 个甚至多个接地极共用极址方案进行论

证。

    走廊宽度:主要是合理选择与通信线路以及交流输电线路之间的距离,尽可能 地减小干扰,使得线路中心线与其他设备有良好的隔离。一般对于±500 kV直 流输电系统,要求走廊宽度不小于50 m。对地距离及交叉跨越间距:确定导线 对地最小距离的决定因素是合成场强和离子流密度。一般为了安 全起见,对地距离保持在17～20m。当高压直流线路与铁路、公路、弱电线 路、电力线路、建筑物及河流等交叉时,交叉跨越间距均有较大增加。由于对地 距离及交叉跨越间距的增大,在路径选择时,应充分利用地形条 件,以缩短交叉跨越档距,减小交叉跨越塔高度,尽量 避免大档距、大高差及大跨越的出现。

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鉴于这场大雪的教训,我们在设计高压直流输电工程时,也应考虑到这种极端气象条件下电网的稳定运行问题。其中一点就是导线的选 择。 

    导线选择是解决特高压输电关键技术的重要课 题,对线路输送容量、传输特性、环境问题(静电感应, 电晕引发的电场效应、离子流、无线电干扰、电视干扰、 可听噪声等)、技术经济指标等都很有影响。

目前世界上已投入运行的直流输电工程有70 多 个。在远距离大容量输电、海底电缆和地下电缆输电以 及电力系统非同步联网工程中,直流输电已经得到了 广泛应用。 

2007 年10 月,在湖北省宜昌市召开的第八届国际高压直流输电用户会议上,国家电网公司副总经理 舒印彪介绍,根据规划,到2012 年, ±800 kV向家坝—上海、锦屏—苏南直流工程将建成投运;到2020 年前后,溪洛渡—株洲、溪洛渡—浙西等特高压直流工程也将建成。届时,我国将建成特高压直流工程15 个,包括特高压直流换流站约30 座,线路约26 000 km,输送容量达到94 400 MW,并成为世界上拥有直流输电工程最多、输送线路最长、容量最大的国家。

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（1）增加分裂导线的直径可以有效地降低导线表面电场强度，减少电晕噪声。

（2）增加分裂导线数也可以有效地降低导线表面电场强度，减少电晕噪声。

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（3）当子导线分裂数不变时，增加子导线间的分裂间距，在一定范围内可减小导线表面电场强度，但如果分裂间距过大，使三相导线间距减小，反而由于三相导线间的相互影响使表面电场强度增大。

（1）采用非对称分布的分裂导线。

（2）使用细导线或带有尖凸物的导线。

（3）导线表面复盖绝缘层。

（4）在导线上套装绝缘管。

（5）改变直接形成雨滴的导线表面条件。

（6）使用新型导线。

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    为澄清这一问题，可从三个方面加以说明。

    首先，要从“辐射”这一相当广义的工程物理学概念说起。按物理学定义，能量不经物理接触而从源向周围发散的现象都称为辐射。因此广义的来讲，各种放射性发射和电磁发射都属于辐射；高温物体的热量也是一种能量，可以辐射方式向周围发散，称为热辐射。请注意，这个定义本身的核心是能量的传播。同样，“电磁辐射”这一词，本身是电磁波工程和电磁兼容专业技术领域的一个专用的工程术语。是指能量以电磁波的形式由源发射到空间的现象，或解释为能量以电磁波的形式在空间传播。就术语本身而言，这无疑是一个正确的工程技术概念。但是，由于人们对核辐射的高风险及其危害已经有深刻的认识，并已具有一定的恐惧心理。因此，若在电磁场环境健康领域中，引用“电磁辐射”这一极易与高风险的核辐射相混淆的概念，很容易造成误解，也极不利于公众正确解读和理解问题的实质。

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    其次应该强调，从电磁辐射传递能量的角度出发，输电线和变电站设备不可能向其周围空间形成有效的电磁能量发射。输电线和变电站设备在其周围产生的是频率为50Hz的工频电场和工频磁场，它们与高频电磁场在发射电磁波的能力上截然不同。50 Hz工频场的波长长达6000 km，输电线路本身的长度远远不足以构成有效的发射天线，根本不能形成有效的辐射。计算表明，典型的由输电线路所发射的最大功率密度将小于0.0001μW/cm2，比晴朗的夜晚由满月送到地球表面的辐射能量（0.2μW/cm2）还小2000倍。因此仅从能否形成有效能量辐射的角度，在极低频（300Hz）以下频率范围内引用“电磁辐射”概念也是极不妥当的。

    

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    第三，从低频电场、磁场与高频电磁场对生物体不同的作用机理及生物效应看。在频谱图中，按电磁源的频率由高到低，分别为电离辐射、光辐射、微波、无线电波、甚低频（VLF）和极低频场；此外，还包括频率为零的直流电场与磁场。在频率低于电离辐射频段的频谱段中，对100kHz以下的较低频率范围，电场和磁场是以“场”的形式分别存在。人处于输电线路附近数十米的距离内，相对于长达6000km的波长而言，人的尺寸和距离极小，完全是处于所谓的近场区（Near Field）。

为了正确反映低频电场和磁场与高频电磁波在作用机理与生物效应方面的差异，尽可能地向公众准确传递环境健康相关信息，世界卫生组织及电磁环境健康领域的国际权威组织，均无例外地在电磁场环境健康领域中

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     长期以来，“工频电磁辐射”的不确切概念在国内被长期引用，在很大程度上增加了公众对低频场的误解与担忧。类似的术语引用不当的情况在国际上也曾有发生。正是有鉴于此，世界卫生组织及诸如美国国家环境卫生研究所（NIEHS）、国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）等权威的环境卫生组织与机构，在电磁环境与公众健康领域的官方文件中，均无例外地严格引用电场、磁场、电磁场或统一运用统称的EMF这一术语，并拒绝采用“电磁辐射”这一不适当的概念。

采用能更准确地反映环境影响因子客观特性与生物作用机理的“电场、磁场”（对100kHz以下频段）或“电磁场”（对100kHz以上频段）等术语。世界卫生组织还指出，为便于阐述，在通俗的环境健康科普文件中，也可采用“电磁场”这一统称。

    把“电磁辐射”这一术语用于输电线路和变电站周围的工频电场和磁场，容易引起公众误解，导致不必要的恐慌。同时，混淆了极低频场和电磁波的概念，不利于公众正确理解和区分不同频率电磁源曝露的实际风险。

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     在输电线路建设中，当运输需要跨越河流、深谷，或塔位处于沼泽地或坡度较陡的山地、高山、雪山、环境敏感区时，采用传统的人力和畜力运输难度很大(或根本就无法实现），此时采用索道运输不但可以大大缩短物料运输距离和时间，提高运输的效率，并且能够在很大程度上减少运输过程中对环境的干扰和破坏。本文就此进行简要总结……

1.概述

1）在地形地势条件差、没有运输道路或者运输条件困难的线路区段采用索道运输——当运输需要跨越河流、深谷，或塔位所处位置为沼泽地或坡度较陡的山地、高山、雪山时，采用传统的人力和畜力运输难度很大（或根本就无法实现），需要更长的运输距离和运输时间，同时运输效率也非常低。采用索道运输可以较容易实现工程的物料运输，同时大大缩短物料运输距离和运输时间，提高运输效率。

2）在环境敏感区采用索道运输——随着电力工程的不断建设和发展，架空输电线路的走廊资源越来越紧张，部分架空输电线路工程，尤其是电压等级高、输电距离大的线路工程不可避免地经过环境敏感区，这就对工程施工过程中环境保护提出了更高的要求。相较于传统的人力和畜力运输方式，索道运输方式能够在很大程度上减少物料运输过程中对环境的干扰和破坏。运输的工程场景

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    单跨单索循环式索道运输

    单跨单索循环式索道运输具有施工效率高、适用范围广、易装拆、操作简便等特点。单跨多索循环式索道运输方式宜用于跨距一般不超过1000m，总运重为 20～40kN的点对点物料运输。索道由承载索、返空索、牵引索、驱动装置、支架等部分组成，现场布置如图所示：

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索道架设的原则

1)人畜不能到达的塔位可架设索道；

2)山地坡度较大(如在30～50°)，与公路相对运距及相对高差较大(如大于500米)的塔位可考虑架设索道；

3)同一山上如果有多基塔位，塔位与塔位之间有小运道路的，只架设一条索道到最高塔位，再采用人力运输到其他塔位；

4)跨越集中林区段路径，施工时考虑架设索道，减少林木砍伐量，降低对外部环境的影响；

5)装货点尽量靠近车辆能到达的位置，卸货点应尽可能在线路杆塔高点附近；

架设索道的优缺点

    优点：①索道运输工作效率高；②适应工程沿线的各种险要地形；③适合组织多点同时作业，保障全线工程的整体进度；④对环境破坏及地方关系影响小。

    缺点：①工程造价控制较为复杂；②对索道设计及架设方案的把控有一定难度；③索道的安全运行现场管控比较困难。

 注：环境敏感区主要指自然保护区、风景名胜区、饮用水水源保护区、基本农田保护区、基本草原、水土流失重点防治区、沙化土地封禁保护区、资源性缺水地区等。

    输电线路工程索道按运输形式可分为循环式和往复式，按承载索的数量可分为单索索道和多索索道，按中间支架的数量分为单跨索道和多跨索道。一般是根据当地气候、地理条件和索道要经过的交通要道以及要跨越的其他建筑设施等以及结合施工运输量、地形条件等制定相应的施工方案，再根据施工方案选择合适的索道运输方案及配置。

    目前我国输电线路施工用货运索道主要采用的是单承重索方案，有循环和往复两种运行方式。其中往复式索道虽具有结构简单、易于架设与拆除的特点，但综合考虑运输重量、效率等因素，在输电线路施工中，采用循环式索道更为普遍。

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    多跨单索循环式索道运输具有运输量大、施工效率高、运输距离远、适用范围广等特点。多跨多索循环式索道运输方式宜用于中间支架一般不超过7个，每跨跨距不超过600m，全长不超过3000m，总运重为20～40kN的远距离物料运输。索道由承载索、返空索、牵引索、始端支架、中间支架、终端支架、驱动装置等部分组成，现场布置如图所示：

    多索循环式索道运输分为单跨和多跨两种，其具有运输量大、施工效率高、适用范围广等特点。单（多）跨多索往复式索道运输方式宜用于跨距不超过1000m，总运重不超过20kN（为20～40kN）的点对点物料运输。由于输电线路中的物料运输索道为临时性运输方案，且不但运输地点分散，而且总体运输量并不很大，故对该类架设更为复杂的多索循环式索道运输方式并不常用。

除此以外，还有单跨单索往复式、单跨多索往复式、缆式吊车等索道运输方式，本处不再赘述。

  索道的设计及实施组织 

（1）《架空输电线路工程施工组织大纲设计导则》（DLT 5527-2017）

第5.2.2条：采用索道运输方式的，宜在“架空输电线路工程施工组织大纲”工地运输方案中的特殊施工措施中说明运输工程量；

6.1.5-5条：主要施工方案应包括采用索道或其它特殊运输方式时采取的施工措施；

6.1.1条文说明：施工组织设计规定的施工方案是对施工方案的初步拟定，施工方案需要施工单位在施工组织设计中根据自身的能力和机具配备最终确定。

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索道的架设及验收相关标准

1)《架空索道工程技术标准》（GB 50127-2020）;

2)《架空输电线路施工专用货运索道施工工艺导则》（Q/GDW 1418-2014）;

3)《架空输电线路施工专用货运索道》（Q/GDW 11189-2014）;

4)《国家电网公司架空输电线路施工专用货运索道技术管理要求》（[2014]935号文）;

5)《货运架空索道安全规范》（GB 12141-2008）;

6）《国家电网公司输电线路工程货运架空索道运输标准化手册》（2010年版）;

7)《电力建设安全工作规程第2部分：架空电力线路》（DL 5009.2-2013）;

8)《输电线路施工机具设计、试验基本要求》（DL/T 875-2016）。

小结：关于索道运输其实无不缺乏相关标准及规范，输电线路工地运输采用索道实操的难点在于对索道方案必要性的严格把关、以及现场对索道设计方案的严格执行（必要性关乎经济性，现场管控关乎安全性）。

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1）由于条件限制无法采用人力（或畜力）、机械运输等方式进行物料运输的情况，可采用索道运输；

2）其余情况需从造价角度考虑，并对人力运输与索道运输的总造价进行比较分析，综合考虑工期环保等因素来确定是否采用索道运输。以下场景可择优选用索道运输：

①山区地形较复杂，起伏较大，森林植被覆盖程度较高，人力或者骡马车队运输条件较差，不易铺设简易的骡马车队便道，采用人力运输或骡马车队运输预估费用较高时;

②路径被山谷、深沟、河流、悬崖、泥淖或其他地面障碍物截断，预估通过人工铺设临时吊桥、填沟造路、清除地面障碍物等方式费用较高时;

③采用传统人力或骡马车队运输时工期不满足，雨、雪、冰、雾等不利于人工运输的恶劣天气较多时，预估无法按时完成的重点线路工程。

       随着索道技术的进一步发展，索道的架设及运输费用将随之下降，其经济性将会更加显著，索道运输技术将在未来的电网建设中具有更加广阔的应用前景。

    中国电力工程顾问集团中南电力设计院熊焕荣、张平朗工程师在《架空输电线路工程索道运输方案及相关费用研究》一文中，从电力建设工程预算定额对索道方案确定时需要考虑的因素进行分析，得出了索道站建设费用的规模大小以及不同规格、型号的索道站之间建设费用的比例关系，并对索道运输和人力运输的费用关系进行了研究。其研究的基本结论为：

1）架空输电线路工程中，在地形地势条件差(无运输道路或者运输条件困难)和环境敏感地区，宜采用索道运输；

2）荷载为1t、2t和3t的循环式索道站建设费用约为相同荷载的往复式索道的1.25倍、1.2倍和1.15倍；高山地形的索道站建设费用约为山地地形索道的1.2倍，峻岭地形的索道站建设费用约为山地地形索道的1.3倍；

3）索道运输增加(或减少)的费用与运距(即索道运距和采用索道运输时核减的人力运距)和运输重量有关。