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穩(wěn)壓電路范文第1篇

關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓；保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM13文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2012）04-0037-01本文主要介紹通過LM317實(shí)現(xiàn)電路穩(wěn)壓這一功能。LM317內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。通常LM317不需要外接電容，調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。LM317還有許多特殊的用法。比如把調(diào)整端懸浮到一個(gè)較高的電壓上，可以用來調(diào)節(jié)高達(dá)數(shù)百伏的電壓，只要輸入輸出壓差不超過LM317的極限就行。當(dāng)然還要避免輸出端短路。還可以把調(diào)整端接到一個(gè)可編程電壓上，實(shí)現(xiàn)可編程的電源輸出。

LM317是一種三端穩(wěn)壓器，輸出電壓范圍為1.2V—37V，提供1.5A的電流。此穩(wěn)壓器需要兩個(gè)外部電阻來設(shè)置輸出電壓。此外還具備限流、熱保護(hù)等功能。

LM317服務(wù)于多種應(yīng)用場合，包括局部穩(wěn)壓輸出穩(wěn)壓，還可制作成單一集成穩(wěn)壓器，通過在調(diào)整點(diǎn)和輸出端之間連接一個(gè)固定電阻，LM317可用作精密穩(wěn)流器。

LM317包括諸多特點(diǎn)：輸出電流超過1.5A；輸出電壓1.2V—37V；避免置備多種固定電壓；型線性調(diào)整率0.01%；典型負(fù)載調(diào)整率0.1%；80dB紋波抑制比；輸出短路保護(hù)；過流、過熱保護(hù)；調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)；標(biāo)準(zhǔn)三端晶體管封裝。

LM317能提供良好的負(fù)載調(diào)整率，但為實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能要注意幾點(diǎn)。編程電阻的選擇應(yīng)盡可能連接在穩(wěn)壓器附近，實(shí)現(xiàn)與參考電壓有效串聯(lián)的線路壓降最小，提高調(diào)整效率。

可以使用0.1uf片電容或者1.0uf鉭電容作為旁路電容，減小輸入電源阻抗的敏感性。盡管LM317在無輸出電容時(shí)時(shí)穩(wěn)定態(tài)，但與其他反饋電路相似，外部電容有可能引起震蕩，所以為消除這種現(xiàn)象，可以把1.0uf鉭電容或者25uf鋁電容作為輸出濾波電容。

當(dāng)外部電容應(yīng)用于任何集成電路穩(wěn)壓器時(shí)，有時(shí)必須添加保護(hù)二極管以防止電容在低電壓時(shí)向穩(wěn)壓器放電。

穩(wěn)壓電路范文第2篇

許多集成穩(wěn)壓器含有不同的輸入電壓，用于主控制邏輯和輸出電源器件。為敏感控制邏輯提供針對(duì)大電流電源器件的隔離。通常僅有一組輸入電壓可用，并且希望從這個(gè)輸入端同時(shí)為控制邏輯和電源器件供電。本文將討論應(yīng)用+12V穩(wěn)壓器和10A集成穩(wěn)壓器NCP3102的高壓輸入總線設(shè)計(jì)方案。

圖1是一個(gè)外加緩沖器和穩(wěn)壓電路的例子。圖中顯示的電路充當(dāng)穩(wěn)壓器、啟動(dòng)延遲和緩沖器／EMI抑制器。啟動(dòng)延遲由輸入電壓通過Rs電阻來產(chǎn)生。為了簡化分析，假定輸入電壓(IN+引腳)為19V、處在未穩(wěn)壓節(jié)點(diǎn)(uR節(jié)點(diǎn))的初始電壓為0V，那么，初始提供的電流就是19V／680Q=27.9mA，及當(dāng)轉(zhuǎn)換器開始開關(guān)時(shí)為(19V－5V)／680Q=20.6mA。NCP3102擁有4V的典型欠壓閥值。但是，由于通路晶體管Ql的壓降，前面的計(jì)算中使用的是5V。由于存在三條泄漏通道的緣故，軟啟動(dòng)時(shí)間被延長。其中一條泄漏通道通過D2，即最大反向漏電流為2uA的BAT54T1。接下來考慮下一條通過齊納二極管(MMSZ6V2T1)接地的泄漏通道，這條通道在4V時(shí)擁有最大3gA的漏電流。要考慮的最后一條泄漏通道是NCP3102的負(fù)載，它在4V、導(dǎo)通之前擁有1.8mA的典型電流消耗。由于z1在挽最小電流，Q1在NCP3102導(dǎo)通的那個(gè)點(diǎn)充當(dāng)電壓跟隨器。從前面的分析來看，除了NCP3102的負(fù)載消耗外，其它所有泄漏通道都被認(rèn)為較小，且在計(jì)算時(shí)會(huì)被忽略，因?yàn)樗鼈儍H會(huì)增加數(shù)納秒(ns)時(shí)間的延遲。為了快速分析起見，連接至UR節(jié)點(diǎn)的所有電容都需要充電，并且能夠考慮為并行連接，其中包括c1、C3、C12和C11，如圖1和圖2所示。

通過使用流經(jīng)Rs的24.3mA平均充電電流并擁有506nF的總并行電容，上述分析還能夠進(jìn)一步地簡化。總延遲能夠計(jì)算出來：506nF×4.0V／24.3mA=83.31.ts，即整個(gè)電路到達(dá)接近4.0V的輸入欠壓電平的延遲時(shí)間。前面的計(jì)算假定IN+節(jié)點(diǎn)的上升在瞬時(shí)間即完成；如果上升速率較慢，電路的延遲將會(huì)延長，實(shí)際測試波形顯示產(chǎn)生了84gs的延遲。Rz和Rs的值能夠被用于創(chuàng)建不同電平的輸入欠壓鎖定。例如，如果Rs的值增加至1千瓦，導(dǎo)通電壓就會(huì)從規(guī)定的4V增加至9V，因?yàn)樵谶_(dá)到9V電平之前，Rs供應(yīng)的電流不足以克服靜態(tài)電源電流。

一旦電路啟動(dòng)，當(dāng)高端開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，UR節(jié)點(diǎn)電壓就由開關(guān)節(jié)點(diǎn)(PWRPHS引腳)通過D2來提供。如果轉(zhuǎn)換器輸入電壓設(shè)定為1V，占空比范圍就在5.2％－7％之間，因此，來自D2的脈沖就有190ns－427ns的持續(xù)范圍。一旦開關(guān)開始，控制器的電流負(fù)載從1.8mA增加至約11mA典型值。由于開關(guān)電源的輸出功率是10w，每5.6mA就是1個(gè)效率損耗的百分點(diǎn)。例如，若Rz連接至IN+而非UR，空載電流會(huì)增加至23mA，而非16mA。當(dāng)轉(zhuǎn)換器開關(guān)時(shí)，UR電壓擁有一路交流電查看它的充電情況，直至高達(dá)輸入電壓IN+在高端開關(guān)導(dǎo)通期間減去二極管壓降，并在關(guān)閉期間減去電壓衰減。c1和Rs的值不僅控制著導(dǎo)通延遲，還控制著UR節(jié)點(diǎn)的衰減，穩(wěn)壓器的輸出電壓由Rz、zl和Q1設(shè)定和控制。首先Rz提供分流來對(duì)zl反相偏置，從而為Q1的基極提供參考電壓。Rz還為Q1提供基極電流，并能充當(dāng)限流器。Q1充當(dāng)通路元件，對(duì)齊納二極管電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，并減去VBE壓降。

Ql提供的經(jīng)過穩(wěn)壓的輸出電壓需要同時(shí)為VCC引腳和升壓(boost)引腳提供電壓和電流。控制器的電源通過VCC引腳提供，因此需要通過R5和cll組成的RC網(wǎng)絡(luò)來對(duì)VCC引腳進(jìn)行去耦，而該RC網(wǎng)絡(luò)消除開關(guān)或緩沖期間的干擾。VCC引腳在5.5V時(shí)的典型電流消耗是7.2mA。升壓電路用于為高端驅(qū)動(dòng)電路供電。源自Q1的穩(wěn)壓電壓經(jīng)過D1，并在高端驅(qū)動(dòng)器關(guān)閉時(shí)為C12充電。當(dāng)高端驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)通時(shí)，PWRPHS引腳的電壓增加到IN+，而D1停止導(dǎo)電。導(dǎo)通高端FET所需要的電源由C12通過Rboost提供。需要著重說明的是，驅(qū)動(dòng)器的上升斜線(先)由Rboost控制，隨后由相位和升壓節(jié)點(diǎn)的振鈴(ringing)控制。BOOST引腳在5.5V時(shí)的典型電流消耗為3.8mA。在這個(gè)點(diǎn)，設(shè)計(jì)師必須對(duì)效率、安全性和電磁干擾(EMI)進(jìn)行折衷。一方面，最高效率的方法是將R降低至0，在這個(gè)點(diǎn)，高端驅(qū)動(dòng)器將快速導(dǎo)通，而開關(guān)損耗也將減至最小。快速的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致較大的dv／dt，使其可能超過PWRPHS引腳和BST引腳上的最大額定電壓，而同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生幅射型和傳導(dǎo)型發(fā)射。如果R增加，高端驅(qū)動(dòng)器將會(huì)導(dǎo)通，緩慢限制電壓尖峰及EMI，但開關(guān)損耗將增加，能效將降低。控制器的輸入電壓能夠通過改變zl來從6.2V增加至更高的電壓，而這可以增加轉(zhuǎn)換器的能效。控制器增加的電壓轉(zhuǎn)換為內(nèi)部低端FET的門電壓，而低端FET降低導(dǎo)通阻抗RDS(on)。由于低端驅(qū)動(dòng)器在93％的開關(guān)期間都保持導(dǎo)通狀態(tài)，擁有較高的電壓對(duì)于能效提升非常重要。因此，為控制器輸入提供10V電壓將產(chǎn)生最大的低端導(dǎo)通阻抗，從而降低效率，但隨著電壓增加，控制器的電流消耗也增加，因此需要進(jìn)行精細(xì)的平衡，以找出控制器電流消耗相對(duì)于增加的導(dǎo)通阻抗的最佳點(diǎn)。將輸入電壓增加至10V還有另外一項(xiàng)負(fù)作用，即升壓節(jié)點(diǎn)上僅容許26.5V的最大電壓，由于輸入電壓IN+為19V，那么所升電壓必須限制在26.5V―19V=7.5V。如果在PWRPHS節(jié)點(diǎn)沒有電壓尖峰出現(xiàn)，控制器可能擁有高達(dá)8V的輸入電壓。仍要解答的問題便是如何最小化升壓節(jié)點(diǎn)和相位節(jié)點(diǎn)的電壓尖峰。在升壓節(jié)點(diǎn)方面，為高端驅(qū)動(dòng)器供電的電容C12必須依靠在開關(guān)節(jié)點(diǎn)的頂部。由于電容在高端FET導(dǎo)通之前被充電至5.5V，升壓節(jié)點(diǎn)將成為開關(guān)節(jié)點(diǎn)的一個(gè)電平轉(zhuǎn)移版本，因此，如果電壓尖峰在相位節(jié)點(diǎn)得到抑制，升壓節(jié)點(diǎn)上的尖峰將減至最小。相位節(jié)點(diǎn)的一個(gè)簡單RC將通過設(shè)置一個(gè)4MHz的電極來抑制噪聲，提供10Q和4.7nF的RC。另外，緩沖可通過D2、c1和Rs提供。

穩(wěn)壓電路范文第3篇

例題如圖1所示，用粗細(xì)相同導(dǎo)線繞制的邊長為L閉合導(dǎo)體線框，以v勻速進(jìn)入右側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，如圖所示.在線框進(jìn)入磁場的過程中，M、N兩點(diǎn)間的電勢差大小為U，下列判斷中正確的是（ ）.

A.U=14BLv

B. U=34BLv

C. U=BLv

D. U=12BLv

易錯(cuò)解法

同學(xué)在剛開始學(xué)習(xí)時(shí)，經(jīng)常這樣解題：

解根據(jù)導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢

E=BLv①

設(shè)每邊的電阻為R，根據(jù)閉合電路歐姆定律

I=E4R②

根據(jù)部分電路歐姆定律，MN邊的電阻為R，

兩端電壓為U=IR③

由以上三式解得 U=14BLv

最后選A.

正確的解法：

解根據(jù)導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢

E=BLv①

設(shè)每邊的電阻為R，根據(jù)閉合電路歐姆定律：

I=E4R ②

根據(jù)部分電路歐姆定律.MN兩端電壓為路端電壓，U=3IR③

由以上三式解得： U=34BLv

最后選B

分析過程

第一、從兩種解法對(duì)比分析，可以很明顯地看出，同學(xué)對(duì)路端電壓的理解不到位，路端電壓應(yīng)該是外電路的總電壓，而不是內(nèi)電阻的電壓，在本題中，MN邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，則MN邊就是電路中的電源，它本身的電阻就是內(nèi)電阻，所以要想做對(duì)本題，需要理解好電路中電源和內(nèi)阻由什么充當(dāng)，內(nèi)電壓和外電壓怎么求.這樣才能做對(duì).

第二、從含源電路歐姆定律角度進(jìn)一步分析.從上邊的分析來看，學(xué)生能夠理解上邊的基本概念和計(jì)算方法，但是學(xué)生還是不理解直接從MN求為什么不對(duì)，問題出在了哪里.

補(bǔ)充知識(shí)

一段含源電路歐姆定律：電路中任意兩點(diǎn)間的電勢差等于連接這兩點(diǎn)的支路上各電路元件上電勢降落的代數(shù)和，其中電勢降落的正、負(fù)符號(hào)規(guī)定如下：

a.當(dāng)從電路中的一點(diǎn)到另一點(diǎn)的走向確定后，如果支路上的電流流向和走向一致，該支路電阻元件上的電勢降取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào).

b.支路上電源電動(dòng)勢的方向和走向一致時(shí)，電源的電勢降為電源電動(dòng)勢的負(fù)值（電源內(nèi)阻視為支路電阻）.反之，取正值.

如圖2所示，對(duì)某電路的一部分，由一段含源電路歐姆定律可求得

UA-UB=I1R1-ε1+I1r1+ε2-I2r2-I2R2-ε3-I2R3

根據(jù)以上知識(shí)能很好地解決同學(xué)的疑問，可以解釋為什么直接計(jì)算MN邊的電壓U=IR不對(duì).正確的計(jì)算，應(yīng)該是一段含源的歐姆定律，MN本身就是一個(gè)電源，它兩端的電壓應(yīng)該除了內(nèi)阻電壓降之外，還要加上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，所以直接從MN邊計(jì)算的方程應(yīng)該是U=-IR+E，就可以得出正確答案.

鞏固練習(xí)

例（選自2007年，山東理綜卷）用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)體線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場，如圖所示.在每個(gè)線框進(jìn)入磁場的過程中，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是（ ）.

A. Ua

B.Ua

C.Ua=Ub

D.Ub

答案B

本文就一道路端電壓問題，分析了學(xué)生易出現(xiàn)的錯(cuò)誤，并從一段含源電路歐姆定律進(jìn)一步分析了產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因.從正反兩面的分析過程、補(bǔ)充知識(shí)點(diǎn)的講解再加上鞏固練習(xí)，因此夯實(shí)了學(xué)生的相關(guān)知識(shí)，分析與解決問題的能力都得到相應(yīng)的提高.

如圖1所示，取小車和砝碼（包括砝碼盤）組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得 a=mgM+m=mg1M+m=

F1M+m（前提條件：平衡了小車的摩擦力）

穩(wěn)壓電路范文第4篇

關(guān)鍵詞:中高壓電纜;高壓輸電線路;避雷線;避雷器

一、中高壓電纜線路與電力系統(tǒng)的連接及絕緣配合要求

1、在系統(tǒng)中應(yīng)用的3種方式:(1)電纜進(jìn)線段方式。是指變電站出線間隔采用高壓電纜,敷設(shè)一段電纜后,再采用架空線的方式與對(duì)端變電站相連,這是一種非常常見的電纜應(yīng)用方案。接線圖如圖1所示。

(2)高壓電纜線路作為電力線路中間的一部分是指在城市中的高壓電力線路,由于受到架空線路徑選擇困難的影響,架空線路中間的一段采用電力電纜,即電纜的兩端均為架空線路。

(3)變電所之間,全線采用高壓電纜。

2、對(duì)系統(tǒng)絕緣的配合要求。為防止雷電波損壞電纜設(shè)施,一般從2方面采取保護(hù)措施:一是使用避雷器,限制來波的幅值;二是在距電纜設(shè)施適當(dāng)?shù)木嚯x內(nèi),裝設(shè)可靠的進(jìn)線保護(hù)段,利用導(dǎo)線高幅值入侵波所產(chǎn)生的沖擊電暈,降低入侵波的陡度和幅值,利用導(dǎo)線自身的波阻抗限制流過避雷器的沖擊電流幅值。(1)對(duì)避雷線的配置要求。對(duì)于電纜進(jìn)線段方式,與電纜線路相連的架空線路,如果與高壓電纜相連的66kV及以上變電所為組合電器GIS變電所,則架空線路應(yīng)架設(shè)2km避雷線;如果與高壓電纜相連的35kV及以上變電所為敞開式配電裝置的變電所,則架空線路應(yīng)架設(shè)1km避雷線。這是高壓電纜設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的外部條件。因此,在電纜的設(shè)計(jì)中,必須按照絕緣配合的要求,在架空線路上架設(shè)滿足長度要求的避雷線。尤其對(duì)于改擴(kuò)建工程,發(fā)現(xiàn)原架空線路未架設(shè)避雷線時(shí),應(yīng)改造相應(yīng)線路,架設(shè)避雷線。(2)對(duì)避雷器的配置要求。對(duì)于電纜進(jìn)線段的10―220kV電力電纜線路,電纜線路與架空線相連的一端應(yīng)裝設(shè)避雷器,這一原則在DL/T5221―2005《城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中被確定下來。根據(jù)DL/T620―1997《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》,對(duì)于發(fā)電廠、變電所的35kV及以上電纜進(jìn)線段,如電纜長度不超過50m或雖超過50m,但經(jīng)校驗(yàn),裝設(shè)一組氧化鋅閥式避雷器即能符合保護(hù)要求(見圖1),可只裝避雷器F1或F2。電纜線路一端與架空線相連,且電纜長度小于其沖擊特性長度時(shí),電纜線路應(yīng)在兩端分別裝設(shè)避雷器。當(dāng)進(jìn)入波電壓與電纜非架空線側(cè)的最大脈沖電壓相等時(shí),其相應(yīng)的電纜長度稱為沖擊特性長度,或稱為脈沖波特性長度,也稱為臨界長度。據(jù)此,在長度小于其沖擊特性長度的電纜線路中,脈沖波的入射波和反射波的疊加作用,會(huì)使電纜的非架空線一側(cè)的電壓高于進(jìn)入波,因此,不僅架空線側(cè),也要在電纜線路的非架空線一側(cè)配置避雷器。

二、中高壓電纜的主要技術(shù)特點(diǎn)

高壓電纜的主要設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是載流量,根據(jù)載流量便可確定電纜的截面,從而影響工程的造價(jià)。電纜的載流量確定還影響電纜可靠性,新修訂后的國家標(biāo)準(zhǔn)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50217――2007)》在確定載流量的條文中,將舊版(已廢止)“持續(xù)工作電流”改為“100%持續(xù)工作電流”。這一改動(dòng),雖未涉及原條款各項(xiàng)要求的改變,卻使基本載流量(IR)對(duì)應(yīng)條件明確為100%恒定(即日負(fù)荷率Lf等于1)的持續(xù)特征。也意味著當(dāng)回路負(fù)荷持續(xù)性Lf IR 。這對(duì)于城網(wǎng)供電電纜埋地敷設(shè)的線路,具有不可忽視的積極意義,因?yàn)槌蔷W(wǎng)供電回路的負(fù)荷多屬公用性,通常Lf=0.7~―0.8,因而其I'R>比IR可增大20%左右。影響電纜可靠性及載流量的因素非常多,其中電纜護(hù)層的接地方式是其中的核心因素。

1、電纜金屬護(hù)套或屏蔽層接地方式。對(duì)于三芯電纜,應(yīng)在線路兩終端直接接地,如在線路中有中間接頭者,應(yīng)在中間接頭處另加設(shè)接地。而對(duì)于單芯高壓電纜的接地方式則較為復(fù)雜,包括一端接地方式、線路中間一點(diǎn)接地方式、交叉互聯(lián)接地方式及兩端直接接地方式。

2、電纜金屬護(hù)套或屏蔽層接地方式選擇分析。具有一定長度的供電電纜線路以直埋或管路敷設(shè)方式時(shí),沿縱長每隔適當(dāng)距離需要設(shè)封閉式工作井,城市內(nèi)布置接頭工作井一般比較困難,例如110kV雙回電纜接頭井的長度約12m,寬約2m布置,難度可想而知。單芯電纜長度較短時(shí),優(yōu)先考慮采用一端接地。安裝接地線時(shí),先將銅屏蔽地線與鎧裝地線連接,再將接地線與主地線連接。一端接地時(shí),按規(guī)范(GB50217――2007)要求,在交流系統(tǒng)中單芯電纜金屬層正常感應(yīng)電勢容許最大限值(Esm)不大于300V。采用兩端直接接地方式,需敷設(shè)回流線,同時(shí),需要經(jīng)過計(jì)算,以保證兩端直接接地方式的電纜金屬護(hù)套在正常負(fù)荷電流時(shí)必須符合規(guī)范允許值。此外,為方便工程今后的維護(hù)測試,對(duì)于110kV及以上電纜,其金屬護(hù)套直接接地端一般需經(jīng)接地箱接地。交叉互聯(lián)方式適用于較長的電纜線路,且將線路全長均勻地分割成3段或3的倍數(shù)段。使用絕緣接頭把電纜金屬護(hù)套隔離,并使用互聯(lián)導(dǎo)線把金屬護(hù)套連接成開口三角形,電纜線路在正常運(yùn)行狀態(tài)下流過3根單芯電纜金屬護(hù)套的感應(yīng)電流矢量和為零,就能避免電纜負(fù)載能力受流過金屬護(hù)套的循環(huán)電流引起發(fā)熱的影響。

穩(wěn)壓電路范文第5篇

關(guān)鍵詞：輸電線路、桿塔、結(jié)構(gòu)

“十二五”期間，福建省將投資超過900億用于電網(wǎng)建設(shè)，構(gòu)筑主干電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)1000kV電網(wǎng)與華東主網(wǎng)互聯(lián)的同時(shí)重點(diǎn)發(fā)展智能電網(wǎng)，可以說，福建省迎來了“特高壓輸電時(shí)代”。

眾所周知，作為輸電線路的骨架，輸電線路桿塔至關(guān)重要。福建地屬洪澇、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，臺(tái)風(fēng)、暴雨、雷擊多發(fā)也成為考驗(yàn)電網(wǎng)安全供電能力的多道門卡。架空輸電線路的桿塔結(jié)構(gòu)是架空高壓輸電線路重要的組成部分，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞直接影響線路的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

有鑒于此，本文結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，就高壓輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)問題進(jìn)行了探討。

1 線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

特高壓電網(wǎng)的建設(shè)、輸電新技術(shù)在我國的不斷推廣應(yīng)用給輸電線路桿塔的研究提出許多新的挑戰(zhàn)，安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理是桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)和方向。

線路桿塔可按結(jié)構(gòu)材料、使用功能和結(jié)構(gòu)型式分類。鋼結(jié)構(gòu)有桁架與鋼管之分。格子形桁架桿塔應(yīng)用最多，是超高壓以上線路的主要結(jié)構(gòu)。鋁合金結(jié)構(gòu)桿塔因造價(jià)過高，只用于運(yùn)輸特別困難的山區(qū)。鋼筋混凝土電桿均采用離心機(jī)澆注，蒸汽養(yǎng)護(hù)。它的生產(chǎn)周期短，使用壽命長，維護(hù)簡單，又能節(jié)約大量鋼材。采用部分預(yù)應(yīng)力技術(shù)的混凝土電桿還能防止電桿裂紋，質(zhì)量可靠。中國使用最多，占世界首位。

按結(jié)構(gòu)形式可分為自立塔和拉線塔兩類。自立塔是靠自身的基礎(chǔ)來穩(wěn)固的桿塔。拉線塔是在塔頭或塔身上安裝對(duì)稱拉線以穩(wěn)固支撐桿塔，桿塔本身只承擔(dān)垂直壓力。這種桿塔節(jié)約鋼材近40％，但是拉線分布多占地，對(duì)農(nóng)林業(yè)的機(jī)耕不利，使用范圍受到限制。

對(duì)于特高壓輸電線路來講，其桿塔的塔型應(yīng)該主要從經(jīng)濟(jì)角度來選擇。近年來，拉線塔已被許多國家公認(rèn)為經(jīng)濟(jì)效益顯著，有很大的發(fā)展。但是，由于城市附近、山區(qū)等不易打拉線和運(yùn)輸施工，又多采用自立式鐵塔。目前看來，我國特高壓線路宜采用拉線塔，局部地區(qū)可采用自立式鐵塔。

常規(guī)自立式鐵塔。有單回線路和雙回供架鐵塔2類，其機(jī)械強(qiáng)度有足夠的裕度，很少發(fā)生故障。單回自立式鐵塔又分導(dǎo)線水平布置和三角形2種。拉線塔有多種型式，結(jié)構(gòu)較輕。拉V塔在超高壓線路中應(yīng)用較多。拉線―拉索桿塔是相間無構(gòu)架的一種拉線塔，對(duì)于特高壓工程是一種較理想的桿塔結(jié)構(gòu)，可縮小相間距離，使線路緊湊，但桿塔占地較寬。美國、加拿大等國已將這種桿塔用于超高壓輸電線路。

2桿塔基礎(chǔ)問題

輸電線路桿塔基礎(chǔ)在桿塔架設(shè)過程中，是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。輸電線路沿線水文地質(zhì)條件變化很大，因地制宜選用基礎(chǔ)形式非常重要。基礎(chǔ)類型有兩大類：現(xiàn)場澆制和預(yù)制。

值得注意的是，輸電線路經(jīng)由各段基礎(chǔ)型式的選擇，應(yīng)結(jié)合各段地形、水文地質(zhì)情況、施工條件以及鐵塔型式加以確定，并且應(yīng)在滿足規(guī)程、規(guī)范的前提下，盡可能地降低工程造價(jià)。為使線路能安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，鐵塔基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下的功能要求：能承受正常施工和正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的各種工況下的荷載；在正常使用時(shí)具有良好的工作性能；正常維護(hù)下具有足夠的耐久性能；在偶然事件發(fā)生及發(fā)生后，仍能保持必須的整體穩(wěn)定。鋼管塔的使用，要求其基礎(chǔ)占地面積越小越好，此時(shí)，樁基基礎(chǔ)比一般開挖基礎(chǔ)有明顯的優(yōu)勢。在輸電線路桿塔基礎(chǔ)中，選擇適當(dāng)?shù)臉缎椭饕Q于桿塔基礎(chǔ)荷載、場地的土層情況以及場地的地形條件。而地質(zhì)條件中，地基土和地下水的狀況是最重要的因素。

2009年11月，向-上±800kV特高壓直流輸電線路工程皖3B標(biāo)段全標(biāo)段導(dǎo)、地線順利架通。該工程基礎(chǔ)型式新、基礎(chǔ)根開大，塔型特殊，導(dǎo)線直徑大。其中，基礎(chǔ)根開達(dá)25米；塔高高達(dá)105米、單基塔重138噸、導(dǎo)線橫擔(dān)單邊長23米；導(dǎo)線與常規(guī)工程相比，特高壓直流線路工程采用的6×ACSR-720/50大截面鋼芯鋁絞線，是輸電線路建設(shè)中首次應(yīng)用，為今后相關(guān)情況下的塔基處理提供了很好的參考。 在我國電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，近些年來，我國局部地區(qū)的雨雪冰凍、颮線風(fēng)、臺(tái)風(fēng)、地震等自然災(zāi)害以及水土流失、邊坡與滑坡等地質(zhì)災(zāi)害呈現(xiàn)頻發(fā)的趨勢，已嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。福建、浙江、江蘇等沿海省份，受臺(tái)風(fēng)影響造成電網(wǎng)損毀。按照以往的修復(fù)方法，鐵塔僅局部損壞，或者鐵塔傾倒但基礎(chǔ)未損壞時(shí)，搶修時(shí)間一般在5～7天；當(dāng)線路基礎(chǔ)損壞時(shí)，由于受基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護(hù)期強(qiáng)度限制，一般基礎(chǔ)澆注完成7天后才可達(dá)到組塔強(qiáng)度，21天左右達(dá)到架線強(qiáng)度，搶修時(shí)間在25天以上。

2010年6月國家電網(wǎng)公司組織開展了輸電線路快速搶修桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究工作，形成了輸電線路快速搶修桿塔基礎(chǔ)通用設(shè)計(jì)成果。該成果統(tǒng)籌考慮工程搶修采購加工、材料運(yùn)輸、現(xiàn)場施工、物資儲(chǔ)備各環(huán)節(jié)特點(diǎn)，采用型鋼裝配式基礎(chǔ)和型鋼混凝土基礎(chǔ)新型結(jié)構(gòu)型式，形成8個(gè)模塊、共117種基礎(chǔ)，適用于110（66）～750kV單、雙回輸電線路，填補(bǔ)了國內(nèi)該領(lǐng)域的技術(shù)空白。該項(xiàng)成果的最大特點(diǎn)，就是大大縮短了搶修工期。采用型鋼裝配式基礎(chǔ)和型鋼混凝土基礎(chǔ)等新型結(jié)構(gòu)型式，與常規(guī)基礎(chǔ)相比，可將搶修時(shí)間縮短三分之二。以往將近一個(gè)月的桿塔基礎(chǔ)搶修時(shí)間，只需要7天左右就能完成。該項(xiàng)成果的提出，為廣大桿塔設(shè)計(jì)業(yè)者處理類似問題提供了積極的參考。

3結(jié)語

對(duì)于社會(huì)而言，電力是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，是人民群眾正常生產(chǎn)和生活的重要保障。而輸電線路桿塔作為整個(gè)電網(wǎng)線路的支點(diǎn)，其重要性不言而喻。