110kV輸電線路設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課 題 名 稱 110kv輸電線路設(shè)計(jì)（1） 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 0941201005 系 、 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 指 導(dǎo) 教 師 2013年 05月15 日 目錄 內(nèi)容提要 英文摘要 1 原始資料1 1.1 地形與地貌1 1.2 氣象條件1 2 導(dǎo)線與避雷線的選型及其特性4 2.1 導(dǎo)線與避雷線型號(hào)4 2.2 導(dǎo)線與避雷線的應(yīng)力弧垂計(jì)算4 2.3 導(dǎo)線懸鏈線解析方程9 2.4 導(dǎo)線的狀態(tài)方程式 15 2.5 導(dǎo)線的臨界檔距的判斷 16 2.6 線路的代表檔距 19 3 線路路徑的選擇和桿塔的定位 20 3.1 對(duì)路徑選擇的明確要求 20 3.2 地形斷面圖繪制

2、21 3.3 桿塔定位 21 4 導(dǎo)線的機(jī)械物理特性與荷載的計(jì)算 25 4.1 桿塔的荷載 25 4.2 桿塔的荷載計(jì)算 25 5 導(dǎo)線的防振設(shè)計(jì) 33 5.1 微風(fēng)振動(dòng)的形成 33 5.2 導(dǎo)線的振動(dòng)方程 33 5.3 影響導(dǎo)線振動(dòng)的因素 33 5.4 主要的防振措施 35 5.5防振錘選取與安裝35 6 桿塔型式的選擇 38 6.1 桿塔塔型選擇的要求 38 6.2 桿塔在線路中的分類和用途 38 6.3 鋼筋混凝土電桿 38 6.4 桿塔荷載的計(jì)算 39 7 桿塔的基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 42 7.1 桿塔基礎(chǔ)基本要求 42 7.2 桿塔基礎(chǔ)的材料 43 7.3 桿塔基礎(chǔ)形式 43 7.4 基礎(chǔ)的上拔

3、計(jì)算 44 8 絕緣子串和金具 46 8.1 絕緣子串的選取 46 8.2 掛線金具 47 8.3 空氣間隙 47 9 防雷和接地 48 9.1 防雷設(shè)計(jì) 48 9.2 接地設(shè)計(jì) 48 9.3 避雷線絕緣設(shè)計(jì) 49 10 導(dǎo)線對(duì)地和交叉跨越距離50 結(jié)論52 參考文獻(xiàn)53 附錄64 致謝69 內(nèi)容提要 本設(shè)計(jì)講述了110kv架空輸電線路設(shè)計(jì)的一部分，主要設(shè)計(jì)步驟是按架空 輸電線路設(shè)計(jì)書中的設(shè)計(jì)步驟。本設(shè)計(jì)包括導(dǎo)線、地線的比載、臨界檔距、 最大弧垂的判斷，力學(xué)特性的計(jì)算，定位排桿，各種校驗(yàn)，代表檔距的計(jì)算， 桿塔荷載的計(jì)算，接地裝置的設(shè)計(jì)，金具的選取。在本次設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)是線路 設(shè)計(jì)，桿塔定位和基

4、礎(chǔ)設(shè)計(jì)，對(duì)桿塔的組立施工進(jìn)行了簡(jiǎn)要的設(shè)計(jì)，還簡(jiǎn)單地 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)并介紹基礎(chǔ)施工。 關(guān)鍵詞：導(dǎo)線 避雷線 比載 應(yīng)力 弧垂 桿塔定位 summary in this text, it includes all the steps in of overhead power transmission line design, ： which is accordance withthe design of overhead power transmission line , but it is not the same with the reality .this article discussed th

5、e conductor and the ground wires comparing load critical span .the maximum arc-perpendiculer judgement .mechanics propertys fixed position of shaft-tower. various checking .representative spans calculating. load ppplied on iron tower calculating. equipment used in the ground connection design. metal

6、 appliance choose .in this paper, it is the focal point of line design. iron tower design and fundament design ,at last ,it is simply introducedthe iron tower erectings design and fundament design followed with fundament construction. keywords: conductor; overhead ground wire; comparing load; stress

7、 arc- perpendiculer fixed;position of shaft-tower 1 原始資料 1.1 地形與地貌 本線路為檀合桃花變電站110kv線路，沿線地形以丘陵為主，地質(zhì)以硬塑粘性 土為主，夾雜有少量的軟塑粘土和風(fēng)化巖石，海拔在210米310米之間，線路 附近有320國(guó)道和207國(guó)道以及農(nóng)村簡(jiǎn)易公路穿插其中，交通比較方便，便于施 工與運(yùn)行；各種地形所占比例如： 表1.1 地貌情況 地形山地丘陵平地 比例 （%） 37.253.59.3 1.2 氣象條件 根據(jù)氣象局提供的該地區(qū)氣象資料以及本工程鄰近送電線路（檀合-桃花 110千伏線路）運(yùn)行情況，設(shè)計(jì)氣象條件取值如下：最

8、高氣溫：+40,最低氣溫： -10，最大風(fēng)速：25米/秒，最厚覆冰:15毫米。各設(shè)計(jì)氣象條件組合如下表所 示: 表1.2設(shè)計(jì)氣象條件一覽表 項(xiàng)目 計(jì)算條件 氣溫（）風(fēng)速（m/s）冰厚（mm） 最高溫度4000 最低溫度-1000 年平均氣溫1500 設(shè)計(jì)覆冰-51015 最大風(fēng)速-5250 內(nèi)部過(guò)電壓15150 大氣過(guò)電壓15100 安裝情況-5100 事故情況000 冰的密度（kg/） 3 10 3 m0.9雷電日/年60 由于高壓輸電線路常年露置于大氣中，經(jīng)常承受自然界各種氣象情況的影響。 為了保證在長(zhǎng)期運(yùn)行中高壓送電線路的安全，就必須使送電線路的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和 電氣性能很好地適應(yīng)自然界的氣象

9、變化，特別是這些自然界現(xiàn)象隨季節(jié)變化的 各種組合對(duì)線路的影響。一般來(lái)說(shuō)，雨雪對(duì)線路危害不大，雷電活動(dòng)可以用防 雷保護(hù)的方法解決。因此，風(fēng)、覆冰和大氣溫度變化影響較大，這是輸電線路 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的主要問(wèn)題。輸電線路周圍空氣溫度的變化使導(dǎo)線和避雷線的拉 力和弧垂也隨著發(fā)生變化。風(fēng)力作用在導(dǎo)線上，在水平方向造成附加的機(jī)械荷 載，使導(dǎo)線拉力增加，在垂直平面內(nèi)使導(dǎo)線產(chǎn)生振動(dòng)和舞動(dòng)。在進(jìn)行輸電線路 的機(jī)械荷載計(jì)算或設(shè)計(jì)時(shí)，其影響的條件是:空氣的最高溫度、最低溫度、覆冰 溫度和覆冰厚度、最大風(fēng)速，以及在這些條件下的溫度、風(fēng)速、覆冰厚度之間 的相應(yīng)組合。 1.2.1 設(shè)計(jì)最大風(fēng)速 根據(jù)沿線氣象站多年風(fēng)速資料、

10、風(fēng)壓計(jì)算并結(jié)合大風(fēng)調(diào)查和大風(fēng)成因及海拔 高度、地形等綜合分析，推薦全線離地15米高15年一遇10min平均最大風(fēng)速為 25米/秒。在風(fēng)口等大風(fēng)集中處鐵塔強(qiáng)度適當(dāng)加強(qiáng)。 1.2.2 覆冰厚度的選擇 本線路所經(jīng)地區(qū)無(wú)導(dǎo)線覆冰實(shí)測(cè)資料，導(dǎo)線覆冰設(shè)計(jì)冰厚的推算，是根據(jù) 沿線及其附近地區(qū)已建電力、通信線路的電線覆冰調(diào)查和設(shè)計(jì)及運(yùn)行情況，結(jié) 合沿線地形、海拔、植被、線路走向、氣候等因素，經(jīng)綜合分析,本次設(shè)計(jì)所有 線路均為10mm冰區(qū)。但是按照設(shè)計(jì)覆冰厚度要比實(shí)際覆冰厚度高一個(gè)等級(jí)， 所以本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)覆冰厚度為15mm。 1.2.3 設(shè)計(jì)氣象條件 本次設(shè)計(jì)采用全國(guó)典型氣象區(qū)第區(qū)典型氣象條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，各項(xiàng)設(shè)

11、計(jì)氣 象條件組合如表1.3所示。 表1.3 典型氣象區(qū)區(qū)氣象條件 典型氣象區(qū) 最高溫+40 最低溫-10 覆冰-5 最大風(fēng)-5 安 裝-5 外過(guò)電壓+15 內(nèi)過(guò)電壓+15 大 氣 溫 度 () 年平均氣溫+15 最大風(fēng)25 覆冰10 安裝10 外過(guò)電壓10 風(fēng) 速 ()s/m 內(nèi)過(guò)電壓15 覆冰厚度()mm15 冰的比重( ) 3 cm/g0.9 年平均雷暴日數(shù)60 2 導(dǎo)線與避雷線的選型及其特性 2.1 導(dǎo)線與避雷線的型號(hào) 根據(jù)系統(tǒng)論證資料，本線路工程導(dǎo)線采用jl/lb20a240/30型鋼芯鋁 絞線，避雷線采用jlb20a-50型鋅鋁合金鍍層鋼絞線；其機(jī)械物理特性見(jiàn)表 3.1所示。 表2.

12、1 導(dǎo)線與避雷線機(jī)械物理特性表 導(dǎo)線及霹雷線型號(hào)jl/lb20a-240/30jlb20a-50 鋁股244.29/ 鋼股31.6749.48計(jì)算截面(mm2) 綜合275.9649.48 計(jì)算外徑(mm)21.609.0 鋁股243.60/ 股數(shù)及每股直徑 (mm) 鋼股72.4073.0 單位重量(kg/km)922.2423.7 制造長(zhǎng)度不小于(m)20002000 瞬時(shí)破壞應(yīng)力(mpa)260.321168.86 溫度線膨脹系數(shù)(1/)20.610-611.510-6 彈性模量(n/mm2)69000181423 2.2 導(dǎo)線與避雷線的應(yīng)力弧垂計(jì)算 2.2.1 導(dǎo)線與避雷線應(yīng)力的概念

13、懸掛于兩基桿塔之間的一檔導(dǎo)線，在導(dǎo)線自重、冰重、風(fēng)壓等荷載作用下， 任意橫截面上均有一內(nèi)力存在。導(dǎo)線單位截面積上的內(nèi)力，稱為應(yīng)力。由力學(xué) 知識(shí)可知，導(dǎo)線上任一點(diǎn)的應(yīng)力的方向與導(dǎo)線懸掛曲線的切線方向相同，因此 導(dǎo)線最低點(diǎn)的應(yīng)力方向是水平的。而且對(duì)導(dǎo)線任意點(diǎn)作受力分析，依靜力學(xué)平 衡條件推出:一個(gè)耐張段在施工緊線時(shí)，若不考慮摩擦力的影響，導(dǎo)線各點(diǎn)所受 應(yīng)力的水平分量均相等。因此導(dǎo)線應(yīng)力一般都指檔中導(dǎo)線最底點(diǎn)的水平應(yīng)力。 對(duì)于懸掛于兩基桿塔架間的一檔導(dǎo)線，可推出:弧垂越大，應(yīng)力越??；反之，弧 垂越小，應(yīng)力越大。因此，從導(dǎo)線安全的角度考慮，應(yīng)加大孤垂，從而減少應(yīng) 力，以提高安全系數(shù);但與此同時(shí)，為保證

14、帶電導(dǎo)線的對(duì)地安全距離，要么在檔 距相同的條件下，必須增加桿高，要么在相同桿高條件下，減小檔距，結(jié)果使 線路基建投資成倍增加，而且隨著孤垂的增大，運(yùn)行中混線事故發(fā)生的機(jī)會(huì)增 大。 2.2.2 導(dǎo)線與避雷線最大使用應(yīng)力 實(shí)現(xiàn)最大限度地利用導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度，應(yīng)盡量減小孤垂，從而降低桿塔的 高度。這種思路，既滿足了安全性，又保證了經(jīng)濟(jì)性。導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度允許的最 大應(yīng)力稱為最大允許應(yīng)力，用表示。架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，導(dǎo) max 線和避雷線的設(shè)計(jì)安全系統(tǒng)不應(yīng)小于2.5，所以，最大允許應(yīng)力為: k p （2.1） 式中(mpa)、tp(n)、(mpa)、a(mm2)、2.5分別為導(dǎo)線最低點(diǎn) max 的

15、最大允許應(yīng)力、導(dǎo)線的計(jì)算拉斷力、導(dǎo)線的計(jì)算破壞應(yīng)力、導(dǎo)線的計(jì)算截面 積、導(dǎo)線最小允許安全系數(shù)。在線路設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中，一般我們應(yīng)使導(dǎo)線在 各種氣象條件中，出現(xiàn)的最大應(yīng)力恰好等于最大允許應(yīng)力。但是由于地 max 形或孤立檔等條件限制，有時(shí)必須把最大應(yīng)力控制在比最大允許應(yīng)力小的某一 水平上，即2.5。因此，我們必須把設(shè)計(jì)時(shí)所取的最大應(yīng)力對(duì)應(yīng)的氣象條件k 時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力的最大值稱為最大使用應(yīng)力，用表示，則 max kak t pp max （2.2） 式中、分別表示導(dǎo)線最低點(diǎn)的最大使用應(yīng)力、導(dǎo)線強(qiáng)度安全系數(shù)。 max k 由此可知，=2.5時(shí)，有=，此時(shí)，我們稱導(dǎo)線按正常應(yīng)力架設(shè);當(dāng)k max max

16、2.5時(shí)0.6 1 1.00.850.660.500.330.15 b/h 21.00.900.750.600.450.30 6.4.3 桿塔承載能力的極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適應(yīng)繼續(xù)承載的變形。其表達(dá)式為 0( ) ggkqiqiik c gc qr （6.4） 式中結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。特別重要的桿塔結(jié)構(gòu)取1：1；110kv電壓 0 線路的各類桿塔取1.0；臨時(shí)使用的各類桿塔取0.9；永久負(fù)荷的分項(xiàng)系數(shù)， g 對(duì)結(jié)構(gòu)受力有利時(shí)，取1.0；不利時(shí)取1.2；第i項(xiàng)可變負(fù)荷的分項(xiàng)系數(shù)； qi 永久負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)值；第i項(xiàng)可變負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)值；可變負(fù)荷的組合系 k g ik q 數(shù)；、分別為永久荷載

17、和可變負(fù)載效應(yīng)系數(shù)；結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力設(shè) g c qi cr 計(jì)值。 本工程線路仍沿用在湖南省內(nèi)通用的110kv桿塔型式。本工程全線地形 以丘陵為主，在交通允許的情況下，可打拉線，有排桿場(chǎng)地，桿高在電桿使用 范圍內(nèi)，優(yōu)先采用了鋼材耗量少，施工方便且有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 電桿，分別為z21、z22、z23、z24、z25直線桿，j21、j22-18轉(zhuǎn)角耐張 桿；在超過(guò)電桿使用條件，排桿、立桿、打拉線困難的地方及重要交叉跨越處、 線路通道狹窄處，采用自立式鐵塔。共采用5種塔型，分別是：47z2直線塔， fz1-37.5直線跨越塔，jg1-18、jg2-18 、jg3-18轉(zhuǎn)角塔。所選桿塔形式見(jiàn)

18、 表6.3所示。 表6.3全線桿塔型估算數(shù)量及技術(shù)條件 設(shè)計(jì)檔距 （米）序號(hào)塔型類別轉(zhuǎn)角度 水平垂直 數(shù)量 1 z21-21 直線桿 35044012 2z22-2427 直線桿 3504408 3z23-21 直線桿 5006253 4z25-2427 直線桿 45055010 5j21-18 轉(zhuǎn)角桿 0304003503 6j22-18 轉(zhuǎn)角桿 30604003504 747z2-25 直線鐵塔 4506503 847z2-30 直線鐵塔 45065010 9fz1-35.7 直線跨越鐵塔 4507002 10110jg1-18 轉(zhuǎn)角鐵塔 0303505002 11110jg2-18 轉(zhuǎn)角

19、鐵塔 30603505002 12110jg3-18 轉(zhuǎn)角終端鐵塔 60903505002 合計(jì) 61 7 桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì) 7.1 桿塔基礎(chǔ)基本要求 桿塔基礎(chǔ)承受著桿塔荷載傳遞到基礎(chǔ)頂面的外力作用。隨著桿塔所受到的 荷載的變化，基礎(chǔ)所受到得作用力隨之變化。因此桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足桿塔 在各種受力情況下，桿塔不傾覆，桿基不下沉、不上拔，使線路能長(zhǎng)期安全可 靠地運(yùn)行。 通常，線路所經(jīng)過(guò)地區(qū)的地域遼闊，地形、地質(zhì)情況不同，所使用的桿塔 形式亦不同，所使用的桿塔形式亦不同，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合施工特點(diǎn)和桿塔受 力情況來(lái)確定采用何種形式的基礎(chǔ)。 7.1.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載指桿塔在各種氣象條件下線

20、路的運(yùn)行情況、斷線情況和安裝 情況所承受的荷載傳至基礎(chǔ)頂面的作用力。 寬基鐵塔基礎(chǔ)的作用力有是上拔力、下壓力和水平力。窄基鐵塔基礎(chǔ)的作 用力有水平力、垂直力、和傾覆力矩。拉線桿塔的基礎(chǔ)作用力有拉線的上拔力 和柱體的下壓力。 7.1.2 設(shè)計(jì)安全系數(shù) 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用允許承載力方法和安全系數(shù)法計(jì)算?；A(chǔ)作用力采用荷載標(biāo) 準(zhǔn)值。基礎(chǔ)的上拔和傾覆穩(wěn)定設(shè)計(jì)用安全系數(shù)按表7.1取值?；A(chǔ)強(qiáng)度的設(shè)計(jì) 安全系數(shù)按表7.2取值。 表7.1 上拔和傾覆穩(wěn)定設(shè)計(jì)的安全系數(shù) 上拔基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定桿塔類型 k1k2k3 直線型1.61.21.5 懸垂轉(zhuǎn)角型、耐張型2.01.31.8 轉(zhuǎn)角型、終端型、大跨越型2.51.52.2

21、 表7.2 強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù) 強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù) 2受 力 特 征 符號(hào)數(shù)值 按抗壓強(qiáng)度計(jì)算的受壓構(gòu)件、局部承 壓 k41.7 混凝土 結(jié)構(gòu) 按抗壓強(qiáng)度計(jì)算的受壓、受彎構(gòu)件k52.7 軸心（偏心）受拉（壓） 、受彎、受扭、 局部承壓、斜截面受剪 k41.7 鋼筋混凝 土結(jié)構(gòu) 受沖切、無(wú)腹筋斜截面受剪k62.2 7.2 桿塔基礎(chǔ)的材料 7.2.1 基礎(chǔ)材料 包括混凝土、鋼筋、石材、鋼材、螺栓、焊條等7。 （1）混凝土?；炷粱A(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于c10。鋼筋混凝土基 礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于c15，當(dāng)采用級(jí)、級(jí)鋼筋或預(yù)制鋼筋混凝土 構(gòu)件時(shí)，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于c20。 （2）鋼筋。鋼筋

22、混凝土基礎(chǔ)一般采用級(jí)級(jí)鋼筋。對(duì)c15強(qiáng)度等級(jí)混 凝土的鋼筋混凝土基礎(chǔ)宜采用級(jí)鋼筋，多數(shù)用于現(xiàn)場(chǎng)澆制。對(duì)c20強(qiáng)度等級(jí) 混凝土的鋼筋混凝土基礎(chǔ)宜采用、級(jí)鋼筋。 （3）石材。石材主要用于作電桿的底盤、拉線盤和卡盤等。 （4）鋼材、螺栓和焊縫?；A(chǔ)設(shè)計(jì)所用的鋼材、螺栓和焊縫計(jì)算均采用允 許應(yīng)力的計(jì)算。 7.3 桿塔基礎(chǔ)型式 （1） “大開(kāi)挖”基礎(chǔ)。預(yù)先挖好基坑，將基礎(chǔ)埋于其中或現(xiàn)場(chǎng)澆制基礎(chǔ)，用 回填土填實(shí)。回填土的土重用來(lái)保持基礎(chǔ)的上拔穩(wěn)定。 （2） 掏挖擴(kuò)底基礎(chǔ)。人工或機(jī)械掏挖成擴(kuò)底土膜后，把鋼筋骨架放入模內(nèi)， 然后注入混凝土。這類基礎(chǔ)利用天然土體的強(qiáng)度和重量來(lái)保持上拔穩(wěn)定。適用 于無(wú)地下水影響的

23、粘性土地區(qū)。 （3） 擴(kuò)樁基礎(chǔ)。以爆擴(kuò)成土模，在擴(kuò)大端放入鋼筋骨架注入混凝土。適用 于可以爆擴(kuò)成型的硬塑、可塑狀態(tài)粘性土中。 （4）石錨樁基礎(chǔ)。在巖石上鉆鑿成孔，放入鋼筋并注入水泥砂漿或混凝土。 這類基礎(chǔ)在山區(qū)采用。 （5） 孔灌注樁基礎(chǔ)。專門的鉆具鉆較深的孔，以水頭壓力貨水頭壓力泥漿 護(hù)壁，放入鋼筋并澆注混凝土。在桿塔跨河的軟弱地基可考慮使用。 （6）傾覆基礎(chǔ)。指埋置在填實(shí)的回填土中承受較大傾覆力矩的電桿基礎(chǔ)、 窄基塔基礎(chǔ)和寬基塔基礎(chǔ)9。 7.4 基礎(chǔ)的上拔計(jì)算 “大開(kāi)挖”基礎(chǔ)和掏挖擴(kuò)底基礎(chǔ)稱為普通基礎(chǔ)。普通基礎(chǔ)的上拔計(jì)算通常 采用“土重法”計(jì)算。 階梯形基礎(chǔ)上拔的穩(wěn)定計(jì)算： “土重法”計(jì)算

24、上拔穩(wěn)定時(shí)t為 000 12 ()vvq t kk （7.1） 式中 t上拔力；基礎(chǔ)自重；土的計(jì)算容量；、基礎(chǔ) 0 q 0 1 k 2 k 上拔穩(wěn)定安全系數(shù)；深度內(nèi)的基礎(chǔ)體積；水平力的的影響系數(shù)； v 0 v t h 上拔土錐體體積。 上拔土錐體體積v的計(jì)算方法分兩種，其中： （1）當(dāng)時(shí)hh tc 方形底板 222 4 (2) 3 vh bbh tgah tg a ttt （7.2） 圓形底板 222 4 (2) 43 ht vddh tgah tg a tt （7.3） （2）當(dāng)時(shí)hh tc 方形底板 4 2222 (2)() 3 vhbbh tgah tg abhh ccctc （7.4）

25、 圓形底板 4 2222 (2)() 43 vhddh tgah tg adhh ccctc （7.5） 式中 b方形底板邊長(zhǎng)；d圓形底板的直徑；a回填土的計(jì)算 上拔角；回填抗拔土體的臨界深度。按表7.3取用hc 表7.3 臨界深度 c h 臨界深度 c h 土類土的狀態(tài) 圓形底板方形底板 砂石類稍密、密實(shí)2.5d3.0b 堅(jiān)硬、硬塑2.0d2.5b 可塑1.5d2.0b粘性土 軟塑1.2d1.5b 本工程設(shè)計(jì)根據(jù)土質(zhì)及鐵塔型式采用現(xiàn)澆臺(tái)階式剛性基礎(chǔ)和掏挖式基礎(chǔ)混 合使用，在土質(zhì)較好、無(wú)地下水及非硬質(zhì)巖石的直線塔和小轉(zhuǎn)角鐵塔采用掏挖 式基礎(chǔ)，其他地方基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆臺(tái)階式剛性基礎(chǔ)；這兩種型式基礎(chǔ)施

26、工簡(jiǎn)便， 工期短，質(zhì)量易保證?；炷翉?qiáng)度等級(jí)均采用c20級(jí)，膠結(jié)材料采用425#普通 硅酸鹽水泥；鋼材：a3（q235）。 8 絕緣子串和金具 8.1 絕緣子串的選取 本工程絕緣子采用fxbw4-110/100型合成絕緣子，結(jié)構(gòu)高度 1240mm，直線桿塔全高超過(guò)40m，復(fù)合絕緣子長(zhǎng)度采用1440mm。絕緣子 爬電距離不小于3150mm。耐張串采用雙聯(lián)絕緣子串，跳線采用單串絕緣子串。 合成絕緣子在高壓側(cè)加裝均壓環(huán)，跳線串采用配重式均壓環(huán)。導(dǎo)線絕緣子串組 裝型式如表8.1所示，絕緣子機(jī)電特性如8.2所示，絕緣子主要尺寸如8.3所 示12。 表8.1 導(dǎo)線絕緣子串組裝型式表 表8.2 絕緣子機(jī)電特

27、性表 型 號(hào) 機(jī)械破壞負(fù)荷 （不小于)kn 沖擊耐受電壓(不小 于)(kv) 1分鐘濕耐受電壓 （不小于）kv 最小擊穿電壓 （不小于）kv fxbw4-110/100100550230110 表8.3 絕緣子主要尺寸 型 號(hào) 公稱結(jié)構(gòu)高度 h（mm） 最小電弧距離 （mm） 公稱爬電距離 s（mm） 連接型式標(biāo)記 單重重量 （kg） fxbw4-110/1001440301200330016r4.8 本次工程中懸垂絕緣子串在跨越高等級(jí)公路、河流，跨越35kv高壓線路 組 裝 型 式絕緣子型號(hào)及片數(shù) 單 串 1 fxbw4-110/100 懸 垂 雙 串 2 fxbw4-110/100 單 串

28、 1 fxbw4-110/100 耐 張 雙 串 2 fxbw4-110/100 跳 線單 串1 fxbw4-110/100（重錘式） 時(shí)采用雙串，其它均采用單串，耐張絕緣子串均用雙串。 8.2 掛線金具 本工程掛線金具采用1997年國(guó)標(biāo)定型金具，主要金具見(jiàn)8.4表所示： 表8.4 掛線金具 金具名稱型號(hào) 破壞荷重不小于 (kn) 備注 懸垂線夾 xgu-440 用于lgj-240/30 懸垂線夾 xgu-240 用于xgj-50/7 耐張線夾 ny-240/30 握著力不小于70用于lgj-240/30 耐張線夾 ny-50g 握著力不小于60用于xgj-50/7 接續(xù)管 jyd-240/3

29、0 握著力不小于70用于lgj-240/30 接續(xù)管 jy-50g 握著力不小于60用于xgj-50/7 防 振 錘 fr-3 用于lgj-240/30 防 振 錘 fr-1 用于xgj-50/7 8.3 空氣間隙空氣間隙 絕緣子串相配合的線路帶電部分對(duì)桿塔的最小空氣間隙值見(jiàn)表8.5所示： 表8.5 最小空氣間隙值表 運(yùn)行情況大氣過(guò)電壓內(nèi)部過(guò)電壓運(yùn)行電壓 最小空氣間隙(mm) 1000700250 9 防雷與接地防雷與接地 9.1 防雷設(shè)計(jì)防雷設(shè)計(jì) 本線路地處某市近郊，雷電活動(dòng)較少，該區(qū)域的110kv及以上線路運(yùn)行情 況良好，因此本工程按通用設(shè)計(jì)全線采用雙避雷地線，并逐基直接接地。桿塔 上地線

30、對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角在25左右。為防止雷擊檔距中央反擊導(dǎo)線，在 +15無(wú)風(fēng)情況下。檔距中央導(dǎo)線與地線間距離應(yīng)滿足下列校驗(yàn)公式的要求： s0.012l+1 （9.1） 式中：s導(dǎo)線與地線間距離（m） l檔距（m） 根據(jù)dl/t 621-1997交流電氣裝置的過(guò)電壓和絕緣配合6.1.3條規(guī)定， 有避雷線的110kv線路,在一般地壤電阻率地區(qū),其耐雷水平不低于40-75ka。 本工程使用的桿塔經(jīng)耐雷水平計(jì)算。在一般土壤電阻率地區(qū)是符合規(guī)程要求的。 9.2 接地設(shè)計(jì)接地設(shè)計(jì) 根據(jù)dl/t 621-1997交流電氣裝置的接地標(biāo)準(zhǔn)，每基桿塔均應(yīng)接地， 桿塔接地裝置采用水平放射型。在雷季干燥時(shí)，每基桿塔的工頻接

31、地電阻應(yīng)滿 足下表9.1所示。 表9.1 桿塔的接地電阻 土壤電阻率 （米） 100及以下1005005001000100020002000以上 工頻接地電阻 （不小于） 1015202530 注：為保護(hù)變電設(shè)備提高進(jìn)出線的耐雷水平，進(jìn)出線2km范圍內(nèi)已加大接 地裝置使接地電阻控制在10以下，平地丘陵地區(qū)需采用防盜型接地裝置。在 線路中間土壤電阻率很高的地區(qū),采用換土的方法，確保接地電阻不大于20。 居民區(qū)和水田中的接地裝置，宜圍繞桿塔基礎(chǔ)敷設(shè)成閉合環(huán)形。利用自然 接地極和外引接地裝置時(shí)，應(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點(diǎn)與桿塔接地網(wǎng)相 連接。水平接地體的間距不宜小于5m。接地裝置的導(dǎo)體，應(yīng)符合熱

32、穩(wěn)定的要求。 交流電氣裝置的接地標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，按機(jī)械強(qiáng)度要求的接地圓鋼最小直徑為 8mm，桿塔接地裝置引出線的截面不應(yīng)小于50mm2，并應(yīng)熱鍍鋅。接地引線 與接地體的連接、接地體之間的連接應(yīng)焊接，其搭接長(zhǎng)度必須為圓鋼直徑的6倍 （雙面焊） 。 本工程桿塔裝設(shè)接地裝置，接地裝置采用10圓鋼以水平放射方式敷設(shè)， 在耕作區(qū)深度一般埋深不應(yīng)小于0.8米，在山區(qū)一般埋深不應(yīng)小于0.5米。接地 引下線全部采用12熱鍍鋅圓鋼。 水田采用普通型接地裝置，有人員經(jīng)?；顒?dòng)的山地和丘陵地區(qū)采用防盜型 接地裝置。 9.3 避雷線絕緣設(shè)計(jì)避雷線絕緣設(shè)計(jì) 為便于變電站接地網(wǎng)電阻的測(cè)量，在變電站線路兩端，門型避雷器掛線金 具串

33、采用一片帶保護(hù)間隙的絕緣子xdp-70c與構(gòu)架隔開(kāi)，其余地段避雷線均 直接接地。 10 導(dǎo)線對(duì)地和交叉跨越距離 根據(jù)110500kv架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程dl/t 5092-1999規(guī)定 的要求，導(dǎo)線在地面、建筑物、樹木、鐵塔、道路、河流、管道、索道及各種 架空線路的距離，應(yīng)根據(jù)最高氣溫情況或覆冰無(wú)風(fēng)情況求得的最大弧垂和最大 風(fēng)情況或覆冰情況求得的最大風(fēng)偏進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算上述距離，可不考慮由于電流、太陽(yáng)輻射等引起的弧垂增大，但應(yīng)計(jì) 及導(dǎo)線架線后塑性伸長(zhǎng)的影響和設(shè)計(jì)、施工的誤差。大跨越的導(dǎo)線弧垂應(yīng)按導(dǎo) 線實(shí)際能夠達(dá)到的最高溫度計(jì)算。 導(dǎo)線對(duì)地及交叉跨越物的最小允許距離見(jiàn)表10.1所示。 表10

34、.1 導(dǎo)線對(duì)及交叉跨越物的最小允許距離 被交叉跨越物名稱凈距（米）備注 居民區(qū) 7.0 非居民區(qū) 6.0 公路 7.0 弱電線路、電力線路 3.0 垂直距離 5.0 建筑物邊線最大風(fēng)偏后 凈空距離 4.0 最大計(jì)算風(fēng)偏 垂直距離 4.0 考慮自然生長(zhǎng)高度 樹木 最小凈空距離 3.5 最大計(jì)算風(fēng)偏 經(jīng)濟(jì)作物(最小垂直距離) 3.0 導(dǎo)線對(duì)各類被跨物的最小垂直距離見(jiàn)表10.2所示。 表10.2 導(dǎo)線對(duì)各類被跨物的最小垂直距離 被跨越物 最小垂直距 離（m） 備注 至標(biāo)準(zhǔn)鐵路軌頂 7.5 至電氣鐵路軌頂 11.5 鐵路 至承力索或接地線 3.0 高速公路、1級(jí)公路 2-4級(jí)公路 至路面 7.0 至五

35、年一遇洪水位 6.0 通航河流至最高航行水位的最高 船桅頂 2.0 不通航河流至百年一遇洪水位 3.0 至特殊管道任何部分 4.0 至索道任何部分 3.0 至電力線路 3.0 至弱電線路 3.0 在跨越檔內(nèi)，導(dǎo)線及避雷線均不得接頭，并采用雙串絕緣子,跨越須滿足 dl/t 5092-1999 110kv-500kv架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中要求。 結(jié)論 本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)該地區(qū)架空線路的部分原始數(shù)據(jù)的綜合分析，初步設(shè)計(jì)了一 段110kv架空輸電線路。主要內(nèi)容包括線路路徑的選取，導(dǎo)線和避雷線的應(yīng)力 弧垂的計(jì)算，線路的防振，桿塔的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和選型等。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容包含了 部分非本專業(yè)的知識(shí)的計(jì)算，具有一定的

36、挑戰(zhàn)性，同時(shí)也是對(duì)自學(xué)能力的一次 考驗(yàn)。 本文主要是對(duì)110kv架空輸電線路進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，在具體的實(shí)施過(guò)程中主 要完成了以下工作。 （1）路徑的選取和桿塔的定位。通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)的分析和工程規(guī)章的規(guī)定， 對(duì)線路的路徑走向進(jìn)行合理的選取，并在斷面圖上進(jìn)行桿塔的初步定位。 （2）對(duì)線路導(dǎo)線和桿塔的選型，桿塔的基礎(chǔ)，導(dǎo)線、避雷線的防振進(jìn)行了 初步的設(shè)計(jì)，并得出一個(gè)初步的結(jié)果。 （3）對(duì)輸電線路的氣象條件、導(dǎo)線的應(yīng)力和弧垂、桿塔的荷載進(jìn)行了初步 的計(jì)算。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)架空輸電線路的設(shè)計(jì)的過(guò)程有了一個(gè)較完整的概 念。更重要的是它使我學(xué)到了怎樣去獨(dú)立思考問(wèn)題，解決問(wèn)題，提高了解決問(wèn) 題的能力，為我

37、今后的工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。歸納起來(lái)，主要有以下幾點(diǎn)： (1)學(xué)會(huì)了怎樣去利用工具書、去查閱資料。在當(dāng)今社會(huì)里，知識(shí)總量激 增，一個(gè)人無(wú)法了解所有知識(shí)。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要用到一些不曾學(xué)過(guò)的 東西時(shí)，就要去有針對(duì)性的查找資料，然后去加已吸收利用，以提高自己的應(yīng) 用能力，增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，補(bǔ)充最新的專業(yè)知識(shí)。 (2)畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了對(duì)以前所學(xué)知識(shí)加以鞏固和對(duì)新學(xué)的知識(shí)進(jìn)一步消化的 作用。 (3)進(jìn)一步加強(qiáng)自己的實(shí)際應(yīng)用能力。比如提高我對(duì)cad制圖的熟練掌握 能力，及其論文的排版格式等實(shí)踐能力。 (4)培養(yǎng)了我嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成吃苦耐勞的 習(xí)慣，同學(xué)之間的合作精神也在畢業(yè)設(shè)計(jì)中充分

38、體現(xiàn)出來(lái)。 由于我的水平有限，設(shè)計(jì)中仍發(fā)現(xiàn)有許多不足，考慮問(wèn)題欠全面之處，敬 請(qǐng)老師們批評(píng)指正。希望能夠在以后的工作中更好的磨練自己，提高自己。 參考文獻(xiàn) 1黃俊杰，王身麗,陳早明等.架空輸電線路弧垂計(jì)算的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)m.湖北電力，2003. 2孟隧民，李光輝.架空輸電線路設(shè)計(jì)m.北京:中國(guó)屯峽出版社，2000. 3許建安.35-110kv輸電線路設(shè)計(jì)m .中國(guó)水利水電出版社.2007. 4曾憲凡高壓架空線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)m.北京：水力電力出版社，1995. 5張萬(wàn)椿高壓架空輸電線路設(shè)計(jì)與計(jì)算m.成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社1986. 6sdgj94-90架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定s水利電力出版社1

39、990. 7sdgj62-84送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定s水利電力出版社1984. 8dl/t 5092-1999110500kv架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程s電力工業(yè)部1999. 935220kv送電線路鐵塔通用設(shè)計(jì)型錄東北電力設(shè)計(jì)院m1990. 10dl/t620-97交流電器裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合m電力工業(yè)部1997. 11邵天曉，架空送電線路的電線力學(xué)計(jì)算m，水利電力出版社，1987. 12董吉諤電力金具手冊(cè)水利電力出版社s1987. 13郭喜慶架空送電線路設(shè)計(jì)原理m.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1992. 14曾憲凡高壓架空線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)m.北京：水力電力出版社，1995. 15李瑞祥高壓輸電線路

40、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)m.北京：水力電力出版社，1994. 16張殿生電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)s.北京：中國(guó)電力出版社，.2002. 17張萬(wàn)椿高壓架空輸電線路設(shè)計(jì)與計(jì)算m.成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，1986. 18梅麗佳.架空線路導(dǎo)線振動(dòng)的危害及防振m.江西電力出版社，2005. 19張殿生.電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)s.北京:中國(guó)電力出版社，2002.10 20邵天曉.架空送電線路的電線力學(xué)計(jì)算北京n:中國(guó)電力出版社.2003. 21高學(xué)廉.110一500kv架空電力線路施工及驗(yàn)收規(guī)范北京m:中國(guó)計(jì)劃出版社1991. 22華東電力設(shè)計(jì)院.dl/t5092一1999.110一50okv架空

41、送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程s北京:中 國(guó)電力出版社.1999.1. 23魏錦麗.耐熱鋁合金導(dǎo)線的力學(xué)性能的研究.d河北保定:華北電力大學(xué).2006. 附表1 jl/lb20a-240/30型導(dǎo)線應(yīng)力弧垂計(jì)算結(jié)果 最高 氣溫 最低 氣溫 年均 氣溫 事 故 安 裝 外過(guò) 有風(fēng) 操作過(guò) 電壓 氣象 條件 檔 距l(xiāng)r(m) 0 （mpa ） fv (m) 0 （mpa） 0 （mpa） 0 （mpa） 0 （mpa ） 0 （mpa） 0 （mpa） 5032.3 0.54 82.845.582.870.139.945.7 84.739.1 0.75 97.865.182.891.165.165.2 10

42、039.0 1.05 92.8 61.8 87.686.4 61.8 62.0 15038.7 2.38 74.5 52.3 86.469.6 52.3 52.7 20038.6 4.25 59.4 46.6 68.656.8 46.6 47.1 25038.5 6.65 50.9 43.6 59.449.7 43.6 44.1 30038.4 9.59 46.6 42.0 53.545.1 42.0 42.5 350 38.4 13.0 6 44.1 41.0 49.9 44.0 41.0 41.5 400 38.4 17.0 7 42.7 40.4 47.7 42.7 40.4 40.9

43、450 38.4 21.6 1 41.7 39.9 46.2 41.8 39.9 40.4 500 38.4 26.6 9 41.0 39.6 45.1 41.2 39.6 40.1 550 38.4 32.3 0 40.5 39.4 44.4 40.8 39.4 39.9 600 38.4 38.4 5 40.1 39.2 43.8 40.5 39.2 39.7 650 38.3 45.1 3 39.9 39.1 43.4 40.2 39.1 39.6 70038.3 52.339.6 39.0 43.140.039.0 39.5 5 附表1 jl/lb20a-240/30型導(dǎo)線應(yīng)力弧垂計(jì)算

44、結(jié)果 外過(guò) 無(wú)風(fēng) 覆冰有風(fēng) （強(qiáng)度） 覆冰有風(fēng) （風(fēng)偏） 覆冰 無(wú)風(fēng) 最大風(fēng) （強(qiáng)度） 最大風(fēng) （風(fēng)偏） 氣象 條件 檔距 lr(m) 0 （mpa） fv (m) 0 （mpa） 0 （mpa） 0 （mpa） fv (m) 0 （mpa） 0 （mpa） 5039.80.26104.1104.1104.10.3264.864.8 84.765.70.48104.1104.1104.10.7792.992.9 100 62.7 0.70 104.1104.1104.11.07 89.0 89.0 150 54.0 1.82 104.1104.1104.12.41 76.1 76.1 200

45、48.7 3.58 104.1104.1104.14.28 66.4 66.4 250 45.9 5.93 104.1104.1104.16.68 60.8 60.8 300 44.4 8.84 104.1104.1104.19.62 57.6 57.6 350 43.4 12.30 104.1104.1104.113.10 55.6 55.6 400 42.8 16.30 104.1104.1104.117.10 54.4 54.4 450 42.3 20.84 104.1104.1104.121.65 53.5 53.5 500 42.0 25.91 104.1104.1104.126.7

46、3 52.9 52.9 550 41.8 31.52 104.1104.1104.132.34 52.5 52.5 600 41.6 37.66 104.1104.1104.138.48 52.1 52.1 650 41.5 44.34 104.1104.1104.145.17 51.9 51.9 700 41.4 51.50 104.1104.1104.152.38 51.7 51.7 附表2 jl/lb20a-240/30型導(dǎo)線各種施工氣溫下的檔距弧垂值 檔距 （m） 5084.7100150200250300350 溫度（）f(m)f(m)f(m)f(m)f(m)f(m)f(m)f(m)

47、 400.540.910.962.224.456.749.5212.79 300.400.790.812.004.106.369.1112.74 200.300.670.681.793.745.968.6911.92 100.220.570.581.583.385.558.2511.47 00.180.480.491.393.035.147.8011.00 -100.150.410.431.212.704.727.3510.39 檔距 （m） 400450500550600650700750 溫度（）f(m)f(m)f(m)f(m)f(m)f(m)f(m)f(m) 4016.5520.9125

48、.5630.9036.5542.7949.5456.79 3016.1121.2826.3631.9738.1144.7952.0059.75 2015.6519.9924.6329.9735.6041.9449.5955.91 1015.1919.4224.1529.3935.1241.3649.0955.39 014.7220.2525.3330.9437.0843.7650.9758.72 -1014.2919.4523.1929.4134.1440.3747.1154.34 附表3 jlb20a-50型地線應(yīng)力和檔距值 最高 氣溫 最低 氣溫 年均 氣溫 事 故 安 裝 外過(guò) 無(wú)風(fēng) 最大風(fēng) 強(qiáng)度 氣 象 條 件檔距 lr(m) 0 （mpa） fv (m) 0 （mpa） 0 （mpa） 0 （mpa） 0 （mpa） 0 （mpa ） fv (m) 0 （mpa） 50134.820.1982.84183.77184.07224.32183.770.14225.81 100141.770.7282.84183.77184.85221.11183.770.56226.63 150151.731.2468.62183.77186.22214.69183.771.03228.15 169.9185.1