35KV普通砼電桿及基礎設計課程設計

1、電氣工程及其自動化（輸電線路方向）輸電桿塔設計課程設計設計說明書題目：35kv普通砼電桿及基礎設計班 級：20091481學生姓名：學 號：2009148134指導教師：王老師三峽大學電氣與新能源學院2012年12月設計參數(shù)如下：參數(shù)序號導線型號水平檔距（m）垂直檔距（m）地線支持力tmaxtmin2009148134lgj-150/2025537045004400 lgj150/2026538046504550 目 錄一、整理設計用相關數(shù)據(jù).1（1）氣象條件表.1（2）桿塔荷載組合情況表.1（3）導線lgj-150/20相關參數(shù)表.1（4）地線gj-35相關參數(shù)表.1（5）絕緣子數(shù)據(jù)表.2（

2、6）線路金具的選配表.2（7）電桿結(jié)構(gòu)及材料.3（8）地質(zhì)條件.3二、導地線相關參數(shù)計算.4（1）導線比載的計算.4（2）地線比載的計算.5（3）導線最大弧垂的計算.7三、電桿外形尺寸的確定.9（1）電桿的總高度9（2）橫擔的長度11四、荷載計算12五、電桿桿柱的強度驗算及配筋計算.15（1）正常情況的彎矩計算.15（2）斷線情況時的彎矩計算.16（3）安裝導線時的強度驗算.17（4）桿柱彎扭驗算.18（5）正常情況的裂縫寬度驗算.18（6）電桿組立時的強度驗算.19六、電桿基礎強度校驗.21七、拉線及附件設計.22八、參考文獻.22九、附圖110kv普通自立式硂電桿設計一、整理設計用相關數(shù)據(jù)

3、：（1）氣象條件表根據(jù)架空輸電線路設計（孟遂民）整理iv區(qū)氣象條件：序號代表情況溫度()風速(m/s)冰厚(mm)1最低氣溫-20002最大風-52503年均平均10004覆冰有風-51055最高氣溫40006安裝-101007外過有風151008內(nèi)過有風10150（2）桿塔荷載組合情況表見后面第四步“荷載計算”最后面。（3）導線lgj-150/25相關參數(shù)表根據(jù)架空輸電線路設計（孟遂民）整理導線lgj-150/25的相關參數(shù)：名 稱符 號數(shù) 值單 位彈性系數(shù)e76000mpa溫膨系數(shù)18.91/單位長度重量w601.0kg/km導線直徑d17.1mm截面積a173.11計算拉斷力54110n

4、安全系數(shù)k2.5年均應力上限mpa重力加速度g9.80665（4）地線gj-35相關參數(shù)表根據(jù)架空輸電線路設計（孟遂民）整理地線gj-35的相關參數(shù)：名 稱符 號數(shù) 值單 位彈性系數(shù)e181400mpa溫膨系數(shù)11.51/單位長度重量w295.1kg/km導線直徑d7.8mm截面積a37.17計算拉斷力43424n安全系數(shù)k2.7年均應力上限mpa重力加速度g9.80665（5）絕緣子數(shù)據(jù)表根據(jù)任務書整理相關數(shù)據(jù)：絕緣子型號串數(shù)片數(shù)標稱電壓（kv）單片長度（mm）xp-4.51435146（6）線路金具的選配表根據(jù)電力金具手冊（第二版）查得導線相關數(shù)據(jù)：如圖所示;件號名稱質(zhì)量(kg)數(shù)量型號1

5、u型螺絲0.721u-18802球頭掛環(huán)0.301q-73絕緣子5.04lxp-4.54碗頭掛板0.821w-7a5懸垂線夾3.01cgu-46預絞絲0.571fyh-150/25絕緣子串長度l（mm）1267絕緣子串重量（kg）37.41適用導線lgj-150/20電壓等級（kv）35地線相關數(shù)據(jù)：如圖所示：件號名稱質(zhì)量(kg)數(shù)量型號1掛板0.561z-72球頭掛環(huán)0.271qp-73絕緣子3.31xdp1-74懸垂線夾5.71cgu-2絕緣子串長度l（mm）362絕緣子串重量（kg）9.83適用避雷線1×7-7.8-1470-a電壓等級（kv）35（7）電桿結(jié)構(gòu)及材料 電桿結(jié)構(gòu)

6、為上字型，材料為鋼筋混凝土。（8）地質(zhì)條件見任務書。 二、導地線相關參數(shù)計算（2）地線比載的計算1.地線的自重比載：2.冰重比載：3.垂直總比載： 4.無冰風壓比載：假設風向垂直于線路方向，可以得出下式：1）外過電壓，安裝有風：v=10m/s,=1.0,=1.2 2）內(nèi)過電壓：v=15m/s,=0.75,=1.2 3）最大風速：v=25m/s,設計強度時，=0.85,=1.2 4）最大風速：v=25m/s,計算風偏時，=0.61,=1.2 5.覆冰風壓比載計算：v=10m/s,計算強度和風偏時，=1.0,=1.2 6.無冰綜合比載1）外過電壓，安裝有風：2）內(nèi)過電壓：3）最大風速,設計強度時：

7、4）最大風速,計算風偏時：7.覆冰綜合比載： 將計算的結(jié)果匯成下表（單位：）自重覆冰無風無冰綜合無冰綜合無冰綜合強度無冰綜合風偏覆冰綜合強度和風偏77.86125.6079.4385.53114.2598.30130.63=1=1.1=0.75=1.1=0.85=1.2=0.61=1.1=0.75=1.2（3）導線最大弧垂的計算1.計算比值，將計算的結(jié)果列入下表：氣象條件最大風速最厚覆冰最低氣溫年均氣溫許用用力 (mpa)118.78118.78118.7874.24比載 ()49.6153.0634.0534.05溫度t（°c）-552010(1/m)0.41770.44670.2

8、8670.4586由小至大編號bcad2.計算臨界檔距：根據(jù)架空輸電線路設計（孟遂民）列表求解臨界檔距：氣象條件最低氣溫最大風速最厚覆冰年均氣溫臨界檔距l(xiāng)ab=271.57mlac=240.74mlad=虛數(shù)lbc=虛數(shù)lbd=虛數(shù)lcd=虛數(shù)由此得出無論檔距多大，年均氣溫為控制氣象條件。3.計算最大弧垂：1）判斷最大弧垂發(fā)生的氣象條件：以年均氣溫問第一氣象條件，覆冰無風為第二氣象條件，根據(jù)架空輸電線路設計（孟遂民）求解狀態(tài)方程。第一狀態(tài)：，；第二狀態(tài)：，。其他條件：無高差，檔距l(xiāng)=255m。根據(jù)以上條件和公式求解得；根據(jù)架空輸電線路設計（孟遂民）求解臨界溫度：解得所以最大弧垂發(fā)生在最高氣溫下

9、。2）計算最大弧垂：根據(jù)架空輸電線路設計（孟遂民）求解最高氣溫下的導線應力；第一狀態(tài)：，；第二狀態(tài)：，。其他條件：無高差，檔距l(xiāng)=255m。根據(jù)以上條件和公式求解得；代入架空輸電線路設計（孟遂民）p67 公式4-39中得出最大弧垂；（1）導線比載的計算 根據(jù)架空輸電線路設計（孟遂民）計算比載：1.導線的自重比載：2.冰重比載：3.垂直總比載： 4.無冰風壓比載：假設風向垂直于線路方向，可以得出下式：1）外過電壓，安裝有風：v=10m/s,=1.0,=1.1 2）內(nèi)過電壓：v=15m/s,=0.75,=1.1 3）最大風速：v=25m/s,設計強度時，=0.85,=1.1 4）最大風速：v=25

10、m/s,計算風偏時，=0.61,=1.1 5.覆冰風壓比載計算：v=10m/s,計算強度和風偏時，=1.0,=1.2 6.無冰綜合比載1）外過電壓，安裝有風：2）內(nèi)過電壓： 3）最大風速,設計強度時：4）最大風速,計算風偏時：7.覆冰綜合比載： 將計算的結(jié)果匯成下表（單位：）自重覆冰無風無冰綜合無冰綜合無冰綜合強度無冰綜合風偏覆冰綜合強度和風偏34.0551.7534.7237.3249.6142.7653.06=1=1.1=0.75=1.1=0.85=1.2=0.61=1.1=0.75=1.2三、電桿外形尺寸的確定（1）電桿的總高度1桿塔呼稱高度的確定：根據(jù)輸電桿塔及基礎設計（陳祥和）有。為

11、絕緣子串長度，前面以列表為1267mm。為導線的最大弧垂，前面已計算為4.75m。為導線到地面及被跨越物的安全距離，查閱輸電桿塔及基礎設計（陳祥和），取6m。為施工裕度，取0.7m。則桿塔呼稱高度為：再根據(jù)輸電桿塔及基礎設計（陳祥和），取呼稱高度為13m2導線間垂直距離的確定：根據(jù)輸電桿塔及基礎設計（陳祥和）可以求出導線間垂直距離。導線水平排列線間距離：導線垂直排列線間距離：再查閱輸電桿塔及基礎設計（陳祥和），取3.5m3地線支架高度的確定： 要確定地線支架高度，必須先確定橫擔的長度。1）空氣間隙校驗：查閱輸電桿塔及基礎設計（陳祥和）得基本風壓： 絕緣子串所受風壓：絕緣子串風荷載計算式：導線風

12、荷載計算： 導線自重比載計算： 絕緣子串風偏角，即計算： 根據(jù)值，制作好間隙圓校驗圖，三種氣象條件下間隙校驗合格。2）地線支架高度的確定：由下一步“橫擔的長度”求得橫擔長為2m，根據(jù)輸電桿塔及基礎設計（陳祥和）求得地線與導線間的垂直投影距離：。所以地線支架高度為：綜上取2.8m。3）帶電作業(yè)校驗：帶電作業(yè)氣象條件剛好和外過電壓氣象條件相同，絕緣字串風偏角，人體活動范圍0.5m,帶電作業(yè)安全距離。校驗結(jié)果：地電位作業(yè)風偏人員對導線作業(yè)時，作業(yè)人員只能在桿塔順線方向前后作業(yè)，不得在桿塔橫線路方向作業(yè)。否則帶電作業(yè)安全距離不夠。4）驗算地線保護角：根據(jù)高電壓技術(shù)（趙智大）得：所以地線高度是安全的。綜

13、上得電桿總高度為3+13+3.5+2.8=22.3m，主桿分段處取距離地面7米處。（2）橫擔的長度上字型桿塔的上橫擔長度確定根據(jù)輸電桿塔及基礎設計（陳祥和）1）正常運行電壓情況下：2）操作過電壓：3）雷電過電壓：4）空氣間隙校驗：綜上，上橫擔長度取2m，下橫擔長度取2.4m。安全起見，橫擔采用轉(zhuǎn)動橫擔。四、荷載計算2.運行情況ii：覆冰、有相應風速、未斷線。1）地線重力： 2）地線風壓：3）導線重力：4）絕緣子串的風荷載：5）導線風壓：3.斷導線情況i、ii：斷一根導線、無冰、無風：1）地線重力：2）導線重力：未斷導線相：斷導線相：3）導線斷線張力：地線支持力： 4.斷地線情況：無冰、無風、導

14、線未斷：1）導線重力：2）地線重力：3）地線斷線張力：5.安裝情況i：起吊上導線、有相應風速、無冰： 1）地線重力： 2）地線風壓：3）導線重力：4）導線風壓：掛上導線時，存在拉力。根據(jù)輸電桿塔及基礎設計（陳祥和）；所以它們引起的垂直荷載和橫向荷載 為：，則1運行情況i：最大設計風速、無冰、未斷線。1）地線重力為：2）地線風壓為：3）導線重力為：4）絕緣子串風荷載：5）導線風壓：6.安裝情況ii：起吊下導線：地線、導線的重力和風壓同安裝情況i。正在起吊下導線時下橫擔處的總重力為：根據(jù)以上結(jié)果列桿塔荷載組合情況表（標準值）：荷載組合情況荷載類型運行情況i運行情況ii斷導線情況i、ii斷地線情況安

15、裝情況i安裝情況ii地線重力1182n1855n1182n1182n1182n地線風壓792n340n149n149n導線重力2577n3754n2577n2577n2577n2577n導線風壓1687n612n300n300n絕緣子串風荷載94n15n導線斷線重力1472n導線斷線張力7575n地線斷線重力687n地線斷線張力3217n安裝上導線總橫向荷載1517n安裝上導線總垂直荷載8611n安裝下導線總垂直荷載5335n桿頭荷載圖如下：五、電桿桿柱的配筋計算及強度驗算（1（3）安裝導線時的強度驗算1）安裝上導線時各處的彎矩：安裝情況i的桿身風壓：2）安裝下導線時各處的彎矩：安裝情況ii的

16、桿身風壓：（4）桿柱彎扭驗算轉(zhuǎn)動橫擔起動力為2500n，長度為2.4m，故上導線斷線，橫擔轉(zhuǎn)動時主桿同時承受彎矩、剪力和扭矩的作用，剪力v=2500n，扭矩t=25002.4=6000n。電桿外徑d=400mm，內(nèi)徑d=300mm，c40混凝土，根據(jù)輸電桿塔及基礎設計（陳祥和）得：由上式得全部拉應力可有混凝土承擔，螺旋鋼筋可僅按構(gòu)造要求配置。）正常情況的彎矩計算根據(jù)輸電桿塔及基礎設計（陳祥和）計算正常情況下的彎矩：其中，可根據(jù)輸電桿塔及基礎設計（陳祥和）求得。因為不是重冰區(qū)，所以運行情況ii不是控制條件，只計算運行情況i的彎矩。計算彎矩應該用到荷載的設計值，所以1）電桿最頂端彎矩：2）上橫擔處

17、彎矩： 3）下橫擔處彎矩：4）主桿分段處彎矩：5）地面處彎矩：6）嵌固點彎矩：（2）斷線情況時的彎矩計算斷上導線產(chǎn)生比斷下導線更大的彎矩（斷上導線起控制作用），故只計算斷上導線時的彎矩。1）斷上導線情況：斷導線張力：地線最大支持力： 地線最小支持力： 地線的不平衡張力：橫擔轉(zhuǎn)動后斷線張力：上橫擔彎矩：嵌固點的彎矩根據(jù)輸電桿塔及基礎設計（陳祥和）2）由地線不平衡張力在嵌固點引起的彎矩：（6）正常情況的裂縫寬度驗算1）已知參數(shù)：初步配置光面i級縱向鋼筋。采用i級螺旋鋼筋，螺距s=100mm。光面鋼筋v=1。根據(jù)輸電桿塔及基礎設計（陳祥和）得出：2）計算開裂彎矩：3）計算裂縫寬度：所以滿足要求。（7）電桿組立時的強度驗算以上橫擔b處為起吊點起吊電桿。已知上橫擔處的集中荷載為上橫擔和絕緣子串的重量，估計為900n，作用在下橫擔c處的集中荷載為2000n；整根電桿自重為30600n。將錐形電桿的自重按等徑電桿均布荷載計算，即每米電桿自重為：2）主桿起吊是各截面的剪力：o點截面處的剪力：在oc段內(nèi)剪力為零的截面e點距o點的距離為：c點剪力為：b截面點剪力為：1）求支點反力：，列式計算：5解得：；所以得23）電桿起吊時o、e、c、b各截面的彎矩計算為：4）求零彎矩點的位置：oc段：設零彎矩點位置距d點的距離為