11月16日，中国能建中电工程西北院（简称“西北院”）研发设计的750千伏新型酒杯型复合横担塔，在中国电科院良乡杆塔试验基地顺利通过正常负荷和超载真型试验，完成在复合材料杆塔领域的第五次跨越，各项经济指标优异，综合成本较传统钢塔降低5%以上，社会经济效益潜力巨大，进一步巩固了该院在行业、国内乃至世界复合材料输电杆塔研发领域的领先地位。
 

 

　　试点35千伏线路

 

　　传统输电铁塔在制造过程中，需要大量钢铁材料，塔头尺寸较大，安装、运输困难，运行维护成本高。近年来，随着全社会节能环保意识的提升，市场也迫切需要能够替代高耗能钢铁塔材的新型复合材料杆塔。

 

　　2009年，西北院开始了复合材料塔的研发。用复合材料制造杆塔，大体分为材料试验、设计理论研究、构件制造与整塔安装三个环节，每个环节都没有经验可借鉴。为了将创新成果应用到实践中，同时将创新失败的损失降到最低，西北院选定电压等级仅为35千伏的宁东—山东±660千伏直流输电线路中的接地极线路作为研发试点。

 

　　在对国内复合材料进行了大量调研，掌握其基本性能的基础上，西北院通过进行结构选型、方案设计，提出并完成了10大类226个试件的试验，探索并解决了复合材料杆塔结构节点连接等设计关键问题，成功研制出国内首基格构式复合材料杆塔，进行了试点应用。目前，工程投运近5年，杆塔运行安全可靠。

 

　　二试超高压

 

　　虽然复合材料塔试点获得成功，但属于专门定制生产，成本太高，而且电压等级太低，不适用于超高压、特高压线路。

 

　　2011年，750千伏新疆与西北主网联网第二通道工程（简称“二通道工程”）启动，国家电网公司期待西北院依托该工程继续开展复合材料塔的研发与应用。作为二通道工程的牵头设计单位，西北院担负起超高压复合材料塔的研发使命。

 

　　电压等级从35千伏直接提升到750千伏，研发设计难度发生了质的变化。西北院在充分吸收接地极格构式复合材料塔的研究成果基础上，通过系列电气验证试验和结构验证试验，在工程中试点应用7基“上”字型复合横担塔，实现了“走廊宽度节约10米、塔材节约10吨和基础混凝土节约10立方米”，成功研发设计世界首基750千伏复合横担杆塔。这是复合材料杆塔首次应用于超高压输电线路工程，目前工程已投运近3年，复合横担塔运行情况良好。

 

　　国家电网公司给予750千伏复合横担塔这样的评价：实现了功能材料和结构材料的高度统一和全面的技术突破，其科研、设计、施工和运维经验为复合横担塔在特高压线路上的应用奠定了坚实的基础。

 

　　三攻转动塔

 

　　特高压工程的快速建设，引进复合材料铁塔也是科研课题之一。2012年，宁东—绍兴±800千伏特高压直流输电线路工程启动。西北院以宁绍线为依托，又展开了特高压直流复合塔的研究。

 

　　在宁绍线工程中，西北院首次提出了复合材料转动横担的概念。传统塔杆设计是通过增大塔身构件来抵抗破坏，造成塔重变得很大。与传统杆塔相比，转动横担塔颠覆了以往越固定越好的设计理念，通过在塔身连接处增加转盘，降低了塔重。

 

　　此外，西北院设计人员对横担布置进行了优化，减小了线路走廊，改善了杆塔受力，进一步降低了铁塔造价。由该院研发出来的世界首基±800千伏复合材料转动横担塔，单塔降低本体投资约17%。

 

　　四战锡胜线

 

　　特高压直流复合材料塔的研发已经取得了成功，应该加大投入攻克特高压交流复合材料塔这最后的难关。国家电网公司对西北院继续突破复合材料塔研发技术寄予了厚望。

 

　　2016年，西北院依托锡盟—胜利1000千伏特高压交流线路工程，开展了《新型复合横担塔在特高压输电线路中的应用》专题技术研究，全面系统地完成了1000千伏特高压交流单回路复合横担塔材料试验、构件疲劳试验、横担过载试验、覆雪污耐压试验、电气性能验证试验，以及电场仿真和结构有限元分析，成功研制出世界首基特高压交流单回路复合横担塔。

 

　　7年来，在复合材料杆塔领域，西北院作为主体研发设计单位，发表论文20余篇，取得3项发明专利、4项实用新型专利，1项专有技术，制定了2本技术规程规范，正在申请2项发明专利，培养了一批骨干力量，形成了老中青结合的阶梯式工作团队，初步形成了各电压等级复合材料杆塔整套研发设计技术。