薦220kv單回路架空輸電線路設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書論文報告

1、 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 題目：220kv單回路架空輸電線路設(shè)計 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc264466675 前言3 HYPERLINK l _Toc264466676 摘要4 HYPERLINK l _Toc264466679 第一章 導線地線設(shè)計51.1第III氣象區(qū)的條件及參數(shù)51.2臨界檔距及控制氣象的判斷71.3 繪制應力弧垂曲線繪制91.4地線比載計算13 HYPERLINK l _Toc264466693 第二章 桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1桿塔定位162.2桿塔定位后校驗182.3桿塔荷載計算22 HYPERLINK l _Toc264466

2、714 第三章 金具設(shè)計543.1絕緣子的選擇543.2確定每聯(lián)絕緣子片數(shù)543.3選擇絕緣子后校驗563.4防震錘設(shè)計563.5金具材料和組裝圖58 HYPERLINK l _Toc264466717 第四章 防雷設(shè)計594.1桿塔接地594.2耐雷水平計算604.3雷擊跳閘率計算63 HYPERLINK l _Toc264466717 第五章 基礎(chǔ)設(shè)計665.1關(guān)于鐵塔基礎(chǔ)的設(shè)計665.2鐵塔基礎(chǔ)四種類型665.3鐵塔基礎(chǔ)的上拔校驗675.4下壓穩(wěn)定校驗69 HYPERLINK l _Toc264466736 參考文獻70前 言隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，電力需求水平增長突出，

3、為了滿足市場的需求，我國的電力工業(yè)在近50年來也得到了很大的發(fā)展。改革開放以來我國的電力工業(yè)快速發(fā)展，現(xiàn)在我國將要實現(xiàn)以超高壓和特高壓輸電線路為骨架，各個電壓等級的輸電線路協(xié)調(diào)運行的電網(wǎng)系統(tǒng)。 我國為推動電力能源在全國范圍內(nèi)的優(yōu)化配置，保障安全可靠的電力供應而大力發(fā)展智能電網(wǎng)。近年來，隨著新技術(shù)的不斷應用，跨區(qū)跨省電網(wǎng)建設(shè)快速推進，電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)得到進一步的加強和完善。在中西部地區(qū)資源和消費帶動下，隨著電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，將逐步實現(xiàn)大區(qū)域或者全國電力電量平衡原則。而電網(wǎng)建設(shè)將配合電源基地建設(shè)，改變過去單獨依靠輸煤的模式，采取輸煤與輸電并舉的發(fā)展方式，通過特高壓、超高壓交直流，實施跨區(qū)、跨省，西電東送，

4、南北互濟，水電交互，火電、水電、風電、太陽能打捆送電。在實現(xiàn)高效率的智能化電網(wǎng)中220kv輸電線路將起著不可替代的作用！各地區(qū)的地形、地質(zhì)、氣象等自然環(huán)境比較復雜。在輸電線路建設(shè)中會遇到許多技術(shù)問題。通過大量的工程實踐，我們對高山地區(qū)、嚴重覆冰地區(qū)、臺風地區(qū)、高海拔地區(qū)、不良地質(zhì)地區(qū)、地震災害地區(qū)等特殊條件下，輸電線路的設(shè)計、施工和運行都積累了豐富的經(jīng)驗，已經(jīng)建立輸電線路有關(guān)的研究和試驗的機構(gòu)和設(shè)施。電力專家一致認為，要適應我國電網(wǎng)未來快速發(fā)展的要求，確保電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，在今后的電網(wǎng)建設(shè)中應推動新技術(shù)應用，以提高電網(wǎng)輸送能力，節(jié)約輸電走廊，提高線路投資效益。而220kv輸電線路的設(shè)

5、計、施工和運行經(jīng)驗是最完善的，它將為今后發(fā)展超高壓、大容量輸電線路的建設(shè)創(chuàng)造十分有利條件。摘要隨著國民經(jīng)濟快速增長，各地電網(wǎng)建設(shè)迅猛發(fā)展，從過去的“幾年建一條線路”到現(xiàn)在的“一年建幾條線路”實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，供電可靠性進一步提高，電網(wǎng)輸送能力大大增強，但輸電線路建設(shè)的內(nèi)部環(huán)境和外部空間卻越來越小。如何應對新形勢，最大限度地滿足電網(wǎng)建設(shè)需要已成為技術(shù)部門不斷研究的課題。本文從設(shè)計角度圍繞導線的選擇和導線的風荷載以及桿塔的定位和校驗，桿塔的結(jié)構(gòu)，金具的選擇，基礎(chǔ)的設(shè)計，防雷接地的設(shè)計等方面提出了意見和看法。本論文的設(shè)計分為二個部分，第一部分為設(shè)計和計算部分，通過設(shè)計地形，選擇導線，計算相關(guān)參數(shù)能確

6、定導線弧垂位置，桿塔的結(jié)構(gòu)和形狀以及荷載情況。第二部分為校驗階段，根據(jù)220KV輸電線路高安全性，保證送電線路穩(wěn)定運行等條件，進行詳細準確的荷載、間隙、電阻值等校驗，為提高線路安全運行的安全系數(shù)提供有利參數(shù)。關(guān)鍵詞 輸電線路 桿塔設(shè)計 防雷設(shè)計 金具設(shè)計第1章 導線地線設(shè)計1.1導線比載計算1.1.1相關(guān)參數(shù)的確定本架空送電線路設(shè)計中，導線選用LGJ-300/70型鋼芯鋁絞線，查閱鋼芯鋁絞線規(guī)格表（GB1179-83）得LGJ-300/70導線的規(guī)格參數(shù)如表2-1表2-1 LGJ-300/70導線規(guī)格參數(shù)總截面積A（mm2）導線外徑d（mm）計算質(zhì)量GTa（kg/km）計算拉斷力Tm（N）37

7、6.6125.21402128000查閱鋼芯鋁絞線彈性系數(shù)和膨脹系數(shù)表（GB1179-83）得導線的彈性系數(shù)和膨脹系數(shù)如表2-2表2-2 LGJ300/70導線彈性系數(shù)和膨脹系數(shù)線膨脹系數(shù)（1/oC）最終彈性系數(shù)E（N/mm2）17.810-680000線路穿越第氣象區(qū)，查閱全國典型氣象區(qū)氣象參數(shù)表得第氣象區(qū)氣象條件：覆冰厚度b=15mm，覆冰時風速v=15m/s，最大風速v=30m/s，雷電過電壓時風速m/s，內(nèi)過電壓時風速v=15m/s。1.1.2 導線比載計算作用在導線上的機械荷載有自重、冰重和風壓。這些荷載可能是不均勻的，但為了便于計算，一般按沿導線均勻分布考慮。在導線計算中，常把導線

8、受到得機械荷載用比載表示，所以比載是指導線單位長度、單位截面積上的荷載。常用的比載共有七種，計算如下：1. 自重比載：導線本身重量所造成的比載。36.48N/m-mm22. 冰重比載：導線覆冰時，由于冰重產(chǎn)生的比載。N/m-mm23. 覆冰時導線的垂直總比載：架空線自重比載和冰重比載之和。N/m-mm24. 無冰時風壓比載：無冰時作用在導線上每米長每平方毫米的風壓荷載。計算公式：當風速m/s時，風壓不均勻系數(shù)，因為導線直徑mm17mm，故導線的風載體型系數(shù)，風向與架空線軸線之間的夾角，此時風壓比載為：30.43N/m-mm2當風速m/s時，風壓不均勻系數(shù)，導線的風載體型系數(shù)，風向與架空線軸線之

9、間的夾角，此時風壓比載為：N/m-mm2 當風速m/s時，風壓不均勻系數(shù)，導線的風載體型系數(shù)，風向與架空線軸線之間的夾角，此時風壓比載為：N/m-mm25. 覆冰時風壓比載：覆冰導線每米長每平方毫米的風壓荷載。覆冰時風速m/s，查得風速不均勻系數(shù)，導線的風載體型系數(shù)，風向與架空線軸線之間的夾角，此時風壓比載為：N/m-mm26. 無冰有風時的綜合比載：無冰有風時，導線上作用著垂直方向的比載和水平方向的比載，按向量合成得綜合比載。N/m-mm2 N/m-mm2N/m-mm27. 有冰有風時的綜合比載：導線覆冰有風時，綜合比載為垂直比載和覆冰風壓比載的向量和。N/m-mm21.2 臨界檔距及控制氣

10、象的判斷1.2.1 導線的機械物理特性1.導線的抗拉強度：導線的計算拉斷力與導線的計算接面積的比值稱為導線的抗拉強度或瞬時破壞應力。 MPa2. 最大使用應力：MP其中K為導線地線的安全系數(shù)，在設(shè)計中K取值不應小于2.5，避雷線的設(shè)計安全系數(shù)，宜大于導線的設(shè)計安全系數(shù)。3. 年平均運行應力上限：MPa1.2.2 可能控制氣象條件列表根據(jù)比載、控制應力，將有關(guān)數(shù)據(jù)按值由小到大列出表格，并按A、B、C、D順序編號，如表2-3所示表2-3 可能的控制氣象條件列表最低氣溫最大風速年平均氣溫覆冰比載(N/m-mm2)36.4810-347.5110-336.4810-384.4310-3應力(MPa)1

11、35.93135.9384.96135.93溫度(oC)-20-5+10-5g/(1/m)2.6810-43.5010-44.2910-46.2110-4排列序號ABCD 1.2.3 臨界檔距計算m1.2.4 控制條件確定列出臨界檔距控制條件判別表，如表2-4所示表2-4 有效臨界檔距判別表 (m)ABCDlAB=355.6lBC=虛數(shù)lCD=209.91lAC=虛數(shù)lBD=0lAD=142.897 D控制 0 lL (m) 圖2-1 控制條件的控制范圍綜上所述，C、D即年平均氣溫、覆冰為控制氣象。1.3繪制應力弧垂曲線繪制計算各控制氣象條件下的應力利用如下公式：整理得：弧垂計算公式：1.3.

12、1. 求的各氣象條件下的應力如表1.最高氣溫條件下的應力弧垂 如表2-3-1表2-3-1 此時gj=g1=36.4810-3N/m- mm2 tj=40L (m)50100150200250300350400450500(mpa)45.9552.3158.0462.7462.4861.5460.8960.4360.1059.86F (m)0.250.871.772.914.566.669.1612.0712.569.992.最大風條件下應力弧垂 如表2-3-2表2-3-2 此時gj=g7=47.5110-3N/m- mm2 tj=-5L (m)5010015020025030035040045

13、0500(mpa)157.45157.91158.62159.51101.3495.0990.6287.4885.2383.60F (m)0.090.380.841.493.665.628.0210.8614.1117.763.覆冰條件下應力弧垂 如表2-3-3表2-3-3 此時gj=g7=47.5110-3N/m- mm2 tj=-5L (m)50100150200250300350400450500(mpa)109.72117.41126.11134.38135.93144.28142.7135.93135.93135.93F (m)0.240.891.883.144.856.999.51

14、2.4215.7219.44.大氣過電壓條件下應力 如表2-3-4表2-3-4 此時gj=g1=36.4810-3N/m- mm2 tj=15L (m)50100150200250300350400450500(mpa)78.1278.8379.7280.5875.5970.9767.8765.7764.363.245.最低氣溫條件下應力 如表2-3-5表2-3-5 此時=36.4810-3N/m- mm2 tj=-20L(m)50100150200250300350400450500(mpa)126.83124.40120.70116.23118.1490.481.5275.6371.686

15、8.966.大氣過電壓（有風）條件下應力 如表2-3-6表2-3-6 此時gj=36.7610-3N/m- mm2 tj=15L(m)50100150200250300350400450500(mpa)78.1478.8979.8280.7375.9171.3568.2866.1964.5563.497.安裝條件下應力 如表2-3-7表2-3-7 此時gj= g1=36.7610-3N/m- mm2 tj=-10L(m)50100150200250300350400450500(mpa)112.78110.93108.21105.0794.3284.3244.4672.9069.867.648

16、.內(nèi)過電壓條件下應力 如表2-3-8表2-3-8 此時gj=g1=37.8610-3N/m- mm2 tj=10L (m)50100150200250300350400450500(mpa)85.0285.1985.4185.6380.4175.1071.5169.0767.3666.149.大氣過電壓（無風）條件下應力 如表2-3-9表2-3-9 此時gj=g1=36.4810-3N/m- mm2 tj=15L(m)50100150200250300350400450500(mpa)78.1278.8379.7280.5875.5970.9767.8765.7764.363.2410.年平均

17、運行應力條件下應力 如表2-3-10表2-3-10 此時gj=g1=36.4810-3N/m- mm2 tj=10L (m)50100150200250300350400450500(mpa)84.9684.9684.9684.9684.9684.9684.9684.9684.9684.961.3.2 繪制安裝曲線線路安裝時不同溫度和檔距下的應力和弧垂如表2-4-1表2-4-1 此時gj= 36.7610-3N/m- mm2 溫度L(m)50100150200250300350400450500-20126.84124.4120.8116.4103.390.7681.9476.0772.146

18、9.42f0.0910.3690.8561.582.784.566.879.6612.8916.54-15119.81117.67114.47110.6898.787.4579.6474.4570.9568.52f0.9060.390.9031.662.94.737.069.913.1116.74-10112.79110.95108.26105.1594.3284.3277.4772.969.867.64f0.1020.4140.9551.7483.054.96.2610.0813.3217.98-5105.79104.31102.299.8290.1881.3975.4171.4368.71

19、66.8f0.1090.441.0121.843.185.087.4610.2913.5417.18098.8297.7796.394.7186.2778.6373.4870.0267.6665.98f0.120.471.0741.943.335.267.6610.4913.7517.40591.8891.3390.689.8382.5976.0571.6568.6966.6465.19f0.1250.5031.142.053.485.447.810.713.9615.391084.9885.0485.1285.2079.1473.1669.9267.4165.6764.42f0.140.54

20、1.2152.23.635.68.0510.9114.1713.831578.1578.9379.8980.8375.9271.3468.2866.1964.7363.68f0.1470.5821.2942.273.785.798.2411.1214.3712.82071.3973.0274.9476.7472.9169.2166.7365.0263.8262.95f0.160.631.382.3953.945.978.4310.3114.5712.092564.7967.3870.2972.9170.1167.2165.2663.9162.9562.19f0.1770.681.472.524

21、.086.148.611.514.7811.47注: L(m),(mpa), f(m), 溫度(oC)1.4 地線比載計算1.4.1 相關(guān)參數(shù)的確定本架空送電線路設(shè)計中，導線選用LGJ-300/70型鋼芯鋁絞線，查閱避雷線與導線配合表選用避雷線型號JLB4-150，鍍鋅鋼絞線規(guī)格表得JLB4-150地線的規(guī)格參數(shù)如表2-5表2-5 JLB4-150導線規(guī)格參數(shù)總截面積A（mm2）導線外徑d（mm）計算質(zhì)量GTa（kg/km）計算拉斷力Tm（N）148.0715.75696.358720查閱鍍鋅鋁絞線彈性系數(shù)和膨脹系數(shù)表（SDJ3-79）得導線的彈性系數(shù)和膨脹系數(shù)如表2-6表2-6 GJ-70導

22、線彈性系數(shù)和膨脹系數(shù)線膨脹系數(shù)（1/oC）最終彈性系數(shù)E（N/mm2）1310-6109000線路穿越第氣象區(qū)，查閱全國典型氣象區(qū)氣象參數(shù)表得第氣象區(qū)氣象條件：覆冰厚度b=15mm，覆冰時風速m/s，最大風速v=30m/s，雷電過電壓時風速m/s，內(nèi)過電壓時風速m/s。1.4.2 地線比載計算1. 自重比載：有地線本身自重引起的比載。g1(0,0)=9.8Go/A10-3=46.0810-3N/m- mm22. 冰重比載：由于第I氣象區(qū)的覆冰厚度為零，故冰重比載為g2(0,0)=10-3=19.43N/m- mm2 3. 覆冰時地線的垂直總比載：架空線自重比載和冰重比載之和。g3(0,0)=g

23、1+g2=65.5110-3N/m- mm2 4. 地線風壓比載：導線每單位長度、每單位截面積上的風壓荷載。 g4=sin210-3 當v=30m/s時=0.85 c=1.1 =90g4(0,30)=38.0710-3N/m- mm2當v=15m/s時=1.0 c=1.1 =90g4(0,15)=16.1210-3N/m- mm2當v=10m/s時=1.0 c=1.1=90g4(0,10)=7.1710-3N/m- mm2 5. 復冰時風壓比載：覆冰時導線每單位長度、每單位截面積的風壓荷載。g5（15.15）=sin210-3=12.7810-3N/m- mm26. 無冰有風時的綜合比載：在地

24、線上垂直方向作用的自重和風壓比載的幾何和。 g5（0,30）=59.7710-3N/m- mm2g5（0,15）=48.8210-3N/m- mm2g5（0,10）=46.6310-3N/m- mm27有冰有風時綜合比載：是垂直總比載與復冰風壓比載的幾何和。 g7=g7（15,15）=66.7410-3N/m- mm21.4.3 地線的機械物理特性1. 地線的抗拉強度：地線的計算拉斷力與地線的計算截面積的比值稱為地線的抗拉強度或瞬時破壞應力。p=Tm/A=58720/148.07=396.57MPa2. 最大應力：max=p/K=158.63MPa （K=2.5）其中K為導線地線的安全系數(shù)，在

25、設(shè)計中K取值不應小于2.5，避雷線的設(shè)計安全系數(shù)，宜大于導線的設(shè)計安全系數(shù)。3. 平均應力:=p25%=99.14MPa第2章 桿塔定位桿塔定位，是把桿塔的位置測設(shè)到已經(jīng)選好的線路中線上，并釘立桿塔樁作為標志。2.1 桿塔定位2.1.1桿塔的定位高度桿塔定位的主要要求是使導線上任一點在任何正常運行情況下都保證有足夠的對地和其他被交叉跨越物的安全距離。假定某檔距及兩側(cè)桿塔高度已定，畫出最下層導線在最大弧垂時的懸掛曲線1，最大弧垂由下式確定：式中 桿塔的定位高度，m； 桿塔的呼稱高度，m； 對地安全距離， m； 懸掛絕緣子串長， m； 考慮各種誤差的裕度，m。選用2B-ZM1桿塔呼稱高m；220K

26、V線路經(jīng)過非居民區(qū)時，對地安全距離m；絕緣子串由15片XWP-6絕緣子組成，總長m；各種誤差的施工裕度m。則最大弧垂為：m此時要檢查導線對地距離是否滿足安全距離的要求，就要逐點檢查。為此，可將導線兩端懸掛點在桿塔上下移一段對地安全距離后，畫出導線的懸掛曲線2，此時只要曲線2不與地面相交，則實際導線懸掛曲線處滿足對地安全距離的要求。于是，稱曲線2為導線的對地安全線，導線懸掛點下移后桿塔施工基面間的高差值稱為桿塔的定位高度（簡稱定位高），用表示。2.1.2弧垂曲線摸板的確定最大弧垂氣象條件時的導線懸掛點曲線按縱斷面圖相同的縱、橫比例尺縮小，然后刻在硬質(zhì)板材上所得的模板，稱為定位模板，其制作方法是：

27、1. 判定線路經(jīng)過地區(qū)最大弧垂的氣象條件為最高氣溫氣象條件。2. 估計耐張段代表檔距：在應力-弧垂曲線上查出最大氣溫氣象條件時最大弧垂對應的檔距m，即定位檔距。以0.9乘以定位檔距作為估算的代表檔距m。3. 由此代表檔距在應力-弧垂曲線上查出最大氣溫氣象條件時的應力MPa；比載N/m-mm2。4. 導線懸掛起來為一條懸鏈線，其曲線方程：將上數(shù)值帶入得：5. 制作模板，把模板曲線畫一條曲線，是最大弧垂曲線，在其下端相距畫對地安全線（比例：橫向1：5000，縱向1：500）。2.1.3 桿塔定位 終端塔、轉(zhuǎn)角塔、耐張塔先行定位。再排直線塔位，步驟是：1. 從耐張桿開始排起，計算桿塔的定位高度：耐張

28、塔：m；直線塔： m。在耐張桿上自地面向上量取16.7m，使限距曲線通過桿塔，且與地面相切，并要求模板的縱軸始終保持垂直。2. 量取限距曲線與地面的垂直距離16.43m，則此位置即為下一基直線桿的位置。3. 移動模板使限距曲線通過已定位的上一基直線塔，并與地面相切。4. 再次量取限距曲線與地面的垂直距離16.43m，則此位置即為下一基直線桿的位置。5. 后面桿塔依次排定。2.2 定位后校驗初步排定塔位后，應對線路各部分的設(shè)計進行校驗，以驗證所定塔位是否超過了設(shè)計規(guī)定的允許條件如果超了，則需再調(diào)整塔位。本線路直線塔和耐張塔都選擇2A-ZB3塔，該塔的最大線間距離為6.0m，適用的水平檔距為450

29、m，垂直檔距為550m，當表檔距為500m。2.2.1 桿塔的水平檔距和垂直檔距水平檔距、垂直檔距應不超過設(shè)計條件。水平檔距為相鄰檔距的平均值：m；m；m；m.最大弧垂時的垂直檔距從縱斷面圖上直接量得：m；m；m；m.2.2.2 桿塔的最大允許檔距2A-ZB3酒杯型塔的最大線間距離m，最大線間距離與最大弧垂的關(guān)系是：式中 懸垂絕緣子串長度，m； U線路額定電壓，kv。則最大弧垂為：m算出最大弧垂后由式求得最大允許檔距：m。經(jīng)計算校驗，其結(jié)果均符合設(shè)計要求。2.2.3 導線的懸點應力 架空線懸點應力可為最低點最大使用應力的1.1倍曲線按下式計算并繪出式中h懸掛點高差導線最低點最大使用應力l檔距g

30、與M0相對應情況下的導線比載經(jīng)計算得l010020040060080090010001200140016001760h04279138177195196192170128650檢查方法：按實際檔距和高差在圖中得到的點，落在曲線下方，表明懸點應力未超過允許值，反之則超過.2.2.4導線懸垂角校驗在垂直檔距較大的地方，架空線在懸垂線夾出口處的懸垂角（傾斜角）可能會超過線夾的允許值，致使附加彎曲應力增大，架空線在線夾出口處受到損壞，因而需要對架空線的懸垂角進行校驗。導線的最大懸垂角發(fā)生在最大弧垂（即最高氣溫氣象）時，對于船體能自由轉(zhuǎn)動的線夾，可按下式計算導線的最大垂直檔距：式中 懸垂線夾的允許懸垂角

31、，取25o； 代表檔距下導線最大弧垂時的應力，MPa； 代表檔距下導線最大弧垂時的比載，N/m-mm2； 分別為被檢驗桿塔兩側(cè)垂直檔距，即懸掛點距兩側(cè)弧垂最低點間的水平距離，m。將各數(shù)值帶入式中得：繪制懸垂角臨界區(qū)線，如圖 3-4。校驗結(jié)果：從縱斷面圖上量取桿塔兩側(cè)的垂直檔距，在圖3-4中得到的對應點均在曲線的下方，校驗合格。2.2.5導線間隙校驗 根據(jù)規(guī)程最小空氣間隙為 基本風壓： 式中 V平均最大風速，以m/s代入。 絕緣子串所受風壓： n2=15 導線風荷載計算： =1.1 ；則 導線重力荷載 絕緣子串風偏角： 根據(jù)制作間隙圓校驗圖，三種氣象條件下間隙圓校驗合格。2.3 桿塔荷載計算2.

32、3.1各種荷載組合氣條件表21 各種荷載組合氣象條件組合氣象條件風速（m/s)冰厚(mm)氣溫(） 正常運行情況最大風300-5最大覆冰1515-5最低氣溫00-20事故情況斷導線00-5斷地線00-5安裝情況吊線錨線掛線牽引100-52.3.2. 導地線技術(shù)數(shù)據(jù)表22 導線地線技術(shù)數(shù)據(jù)導線型號導線外徑導線截面積導線計算重量導線計算拉斷力LGJ300/70d=25.2mmA=376.61mm21402kg/km128000N地線型號地線外徑地線截面積地線計算重量地線計算拉斷力JLB4-150d=15.75mmA=148.07mm2696.6kg/km58720N表23 絕緣子串 金具和防振錘數(shù)

33、量和重量表項目絕緣子片數(shù)金具防振錘合計導線型號與數(shù)量15片（XWP-6）1套1個（fd-5）重量157.5kg16.07kg17.2kg135.9kg地線型號與數(shù)量無1套4個（fd-4）重量無3.7kg45.6kg26.1kg桿塔定位的水平檔距480m，垂直檔距528m。2.3.3. 荷載標準值計算（直線塔）2.3.3.1直線塔荷載計算正常運行情況最大風（v=30m/s，b=0mm，t=-5）1. 導線風荷載基本風壓KN/m2導線體形系數(shù)s=1.1 (因為d=25.2mm17mm)表24 風壓不均勻系數(shù)和電線風壓荷載調(diào)整系數(shù)風速V（m/s）V10V1520V3030V35V35計算桿塔荷載1.

34、001.000.850.750.70校驗桿塔電氣間隙1.000.750.610.610.61計算500kv桿塔荷載1.001.001.101.201.30風壓高度變化系數(shù)z的計算如下 （本次設(shè)計地表為B類地表）地表的粗糙程度，按規(guī)范，可分為A、B、C三類。A類指近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及城郊；C類指有密集建筑群、有眾多高層建筑的大城市市區(qū)。表25 對于330kv及以下桿塔，的計算公式A類地區(qū)B類地區(qū)C類地區(qū)導線風荷載調(diào)整系數(shù)c=1風壓不均勻系數(shù)=0.85絕緣子串長度=3.035m導線弧垂取fd=21.3m導線的平均高度m 將以上各值代入下式得2. 地線

35、風荷載導線體形系數(shù)s=1.2風壓不均勻系數(shù)=0.85導線風荷載調(diào)整系數(shù)c=1地線弧垂fd=14.2m地線金具長度=0.222m地線平均高度風壓高度變化系數(shù)將以上各值代入下式得3. 絕緣子串風壓荷載直線塔絕緣子串數(shù)n1=1 每聯(lián)中絕緣子片數(shù)n2=15 直線塔風壓高度變化系數(shù)一片絕緣子的擋風面積（單裙）Aj=0.04m2 將以上各值代入下式得4. 主桿風荷載 1）塔身風荷載風壓調(diào)整系數(shù) （根據(jù)塔全高選擇）風壓高度變化系數(shù)結(jié)構(gòu)體形系數(shù) （）沿風向投影面積F=0.2Fk=0.2174.4=34.88m2將以上各值代入下式得2）塔頭風荷載風壓調(diào)整系數(shù) （根據(jù)塔全高選擇）風壓高度變化系數(shù)結(jié)構(gòu)體形系數(shù) （）

36、沿風向投影面積F=0.2Fk=0.338.83=11.65m25. 橫擔風荷載 風壓調(diào)整系數(shù) （根據(jù)塔全高選擇）結(jié)構(gòu)體形系數(shù) （）風壓高度變化系數(shù)沿風向投影面積F上=0.3Fk=0.36.825=2.0475m26. 導線重力荷載 雙導線n=1垂直擋距Lv=528m導線單位長重量導線重力荷載7. 地線重力荷載 雙導線n=2垂直擋距Lv=528m地線單位長重量地線重力荷載8. 絕緣子金具防振錘及地線掛點金具防振錘荷載見表2-39. 塔重2.3.3.2直線塔荷載計算正常運行情況的最大覆冰（ V=15m/s b=15mm t=5 ）1. 導線風荷載基本風壓KN/m2導線風荷載調(diào)整系數(shù)c=1風壓不均勻

37、系數(shù)=1.0導線體形系數(shù)s=1.1 (因為d=26.82mm17mm)覆冰時導線外徑d=25.2+215=36.82mm風壓高度變化系數(shù)z的計算如下 （本次設(shè)計地表為B類地表）絕緣子串長度=3.035m導線弧垂取fd=21.3m導線的平均高度m 將以上各值代入下式得2. 地線風荷載地線覆冰后外徑d=15.75+215=45.75mm導線體形系數(shù)s=1.2風壓不均勻系數(shù)=1.0導線風荷載調(diào)整系數(shù)c=1地線弧垂fd=14.2m地線金具長度=0.222m地線平均高度風壓高度變化系數(shù)將以上各值代入下式得3. 絕緣子串風壓荷載直線塔絕緣子串數(shù)n1=1 每聯(lián)中絕緣子片數(shù)n2=15 直線塔風壓高度變化系數(shù)

38、將以上各值代入下式得4. 主桿風荷載 1）塔身風荷載 基本風壓KN/m2風壓調(diào)整系數(shù) （根據(jù)塔全高選擇）風壓高度變化系數(shù)結(jié)構(gòu)體形系數(shù) （）沿風向投影面積F=0.2Fk=0.2174.4=34.88m2將以上各值代入下式得2）塔頭風荷載 基本風壓KN/m2風壓調(diào)整系數(shù) （根據(jù)塔全高選擇）風壓高度變化系數(shù)結(jié)構(gòu)體形系數(shù) （）沿風向投影面積F=0.3Fk=0.338.83=11.65m25. 橫擔風荷載 基本風壓KN/m2風壓調(diào)整系數(shù) （根據(jù)塔全高選擇）結(jié)構(gòu)體形系數(shù) （）風壓高度變化系數(shù)沿風向投影面積F上=0.3Fk=0.36.825=2.05m26. 導線重力荷載 單導線n=1垂直擋距Lv=528m

39、導線覆冰單位長重量導線覆冰單位長重量導線重力荷載7. 地線重力荷載 雙導線n=2垂直擋距Lv=650m地線覆冰單位長重量地線單位長重量地線重力荷載8. 絕緣子金具防振錘及地線掛點金具防振錘荷載9. 塔重2.3.3.2直線塔荷載計算事故斷導線情況（V=0m/s b=0mm t=-5）1. 導線斷線張力 最大使用張力 查表得直線桿塔非分裂導線斷線張力取一相最大使用張力的百分數(shù)表26鋼芯鋁絞線型號鋼筋混凝土及拉線鐵塔自立式鐵塔大跨越桿塔LGJ95/20304060LGJ120/20LGJ185/45354060LGJ240/40405060當桿塔為跨越塔時當桿塔為耐張塔時2. 導線重力荷載 未斷相導

40、線重力荷載導線重力荷載已斷相導線重力荷載3. 地線重力荷載 地線重力荷載4. 絕緣子金具防振錘及地線掛點金具防振錘荷載5. 塔重2.3.3.3直線塔荷載計算事故斷地線情況（V=0m/s b=0mm t=-5）1. 地線斷線張力 最大使用張力 查表得表27 直線桿塔地線不平衡張力取為最大使用張力的百分數(shù)桿塔類型鋼筋混凝土拉線鐵塔自立式鐵塔330KV20304050當桿塔為耐張塔時2. 導線重力荷載 導線重力荷載3. 地線重力荷載 未斷地線重力荷載地線重力荷載已斷地線重力荷載4. 絕緣子金具防振錘及地線掛點金具防振錘荷載5. 塔重 2.3.3.4安裝檢修時吊線施工荷載（V

41、=10m/s b=0mm t=-5）1. 采用雙倍起吊吊線直線塔 查表得表38項目電壓等級110220330500導線直線型桿塔1.53.54.0耐張型桿塔2.04.56.0地線直線型桿塔1.02.02.0耐張型桿塔1.52.02.0直線塔 基本風壓KN/m將以上數(shù)值代入下式得垂直荷載 橫向荷載 2. 采用轉(zhuǎn)向滑車時 3. 塔身風荷載 塔頭風荷載 4. 橫擔風荷載 基本風壓KN/m2風壓調(diào)整系數(shù) （根據(jù)塔全高選擇）結(jié)構(gòu)體形系數(shù) （）風壓高度變化系數(shù)沿風向投影面積=0.3Fk=0.36.825=2.05m22.3.3.5安裝情況下的錨線荷載（V=10m/s b=0mm t=-5）1. 錨線荷載分

42、配系數(shù)n=0.5， 導線張力取T=19.3KN， 動力系數(shù)K=1.1， 錨固鋼繩對地面夾角45 =3.5(直線塔) 將所有數(shù)值代入得 垂直方向 橫向 縱向 2. 塔身風荷載 塔頭風荷載3. 橫擔風荷載基本風壓KN/m2 風壓調(diào)整系數(shù) （根據(jù)塔全高選擇）結(jié)構(gòu)體形系數(shù) （）風壓高度變化系數(shù)沿風向投影面積=0.3Fk=0.36.825=2.05m22.3.4耐張塔荷載計算2.3.4.1正常運行情況最大風（v=30m/s，b=0mm，t=10）1. 導線風荷載基本風壓KN/m2導線體形系數(shù)s=1.1 (因為d=26.82mm17mm)表34 風壓不均勻系數(shù)和電線風壓荷載調(diào)整系數(shù)風速V（m/s）V10V

43、1520V3030V35V35計算桿塔荷載1.001.000.850.750.70校驗桿塔電氣間隙1.000.750.610.610.61計算500kv桿塔荷載1.001.001.101.201.30風壓高度變化系數(shù)z的計算如下 （本次設(shè)計地表為B類地表）地表的粗糙程度，按規(guī)范，可分為A、B、C三類。A類指近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及城郊；C類指有密集建筑群、有眾多高層建筑的大城市市區(qū)。表35 對于330kv及以下桿塔，的計算公式A類地區(qū)B類地區(qū)C類地區(qū)導線風荷載調(diào)整系數(shù)c=1風壓不均勻系數(shù)=0.85絕緣子串長度=2.65m導線弧垂取fd=18.3m導線

44、的平均高度m3.8據(jù)此，設(shè)計確定使用XWP-6( 1x15片)并配置相應的金具。3.3選擇絕緣子后校驗3.3.1根據(jù)我國長期運行經(jīng)驗，在一般的輕污穢區(qū)，片數(shù)按下式選定時可滿足工作電壓 n1.6Ue/其中：Ue系統(tǒng)的額定電壓 kv，有效值。 每個絕緣子的泄漏距離 cm. 1.6單位泄漏距離 cm/kv.n1.6Ue/n=2.622040 =14.3所以取15片絕緣子合格。3.3.2.按最大垂直荷載進行校驗 Gn=41.9410-3 477425.24=8507NGv=771.2Nn=1.3（884.2+8507）/70000=0.174串3.3.3.按短路拉力校驗 nkT/R n=1.30.25

45、103900/70000=0.482串取串是正確的。3.4 防振錘的設(shè)計3.4.1.導線的防振措施防振從兩方面著手，一是減弱震動，一是增強導線耐振強度。3.4.2.防振錘的選擇防振錘的自振頻率要和導線相近，這樣，當導線震動時，引起防振錘共振，使兩個重錘有較大的甩動，可以有效的消耗導線的振動能量。表33 導線防振錘的設(shè)計防振錘型號導線直徑（mm）當需要裝置下列防震錘個數(shù)時的相應檔距（m）1個2個3個FD-4、5、6d12300300-600600-900FD-2、312d22350350-700700-1000FD-1d22-37.1450450-800800-1200采用LGJ300/70型導

46、線，導線直線 D=25.2mm，檔距大于450m。選用FD1型2個防振錘。振動風速范圍根據(jù)下表采用（0.55.0 m/s）表3-4 振動風速范圍檔距（m）導線懸掛點高度（m）引起振動的風速（m/s）150-250120.5-4.0300-450250.5-5.0500-700400.5-6.0 700-1000700.5-8.0最高氣溫時導線最小拉力=56.2最低氣溫時導線最大拉力=66.2 EQ 則最小半波長 =1.44m=15.6mS=1.32m采用等距離安裝 第一個距離為S=1.32m,第二個距離為2S=2.64m。如何合理地選擇間隔棒的安裝位置，仍然是一個正在探索中的問題。但是，目前國

47、內(nèi)外已廣泛采用按不等距安裝的方式。經(jīng)驗取值，端次檔距為40米，次檔距為90米。3.5金具材料和組裝圖 見絕緣子串組裝圖 第四章 防雷設(shè)計 在整個電力系統(tǒng)中的防雷中，輸電線路的防雷問題最為突出，這是因為輸電線路長度長，地處曠野，又往往是地面上最為高聳的物體，因此極易遭受雷擊。輸電線路的防雷性能單位。二是雷擊跳閘率，既100KM線路每年由雷擊引起的跳閘次數(shù)，這是衡量線路防雷性能的綜合指標。顯然，雷擊跳閘率越低，說明線路防雷性能越好。設(shè)計條件：220KV輸電線路，導線型號為LGJ-400/35，地線采用JLB-150型單避雷線，保護角17.93889386。（由桿塔外形計算得），避雷線平均高度，導線

48、的平均高度=15.737m，鐵塔高度31.5m，絕緣子串長，年均雷暴日為40天， 4.1桿塔接地一般地區(qū)：高土壤電阻率地區(qū)：桿塔水平接地裝置的工頻接地電阻可利用下式進行計算：為土壤電阻率 L水平接地體的總長度 h水平接地體的埋設(shè)深度 d水平接地體的直徑或等效直徑 為水平接地體的形狀系數(shù)根據(jù)標準：在的地區(qū)，除利用鐵塔的自然接地，還應設(shè)人工接地裝置，接地體埋設(shè)深度不宜小于0.6-0.8m。在的地區(qū)，可采用6-8根總長度不超過500m的放射形接地體，或連續(xù)伸長接地體，放射形接地體可采用長短結(jié)合的方式，接地體埋深不宜小于0.3m。桿塔接地裝置：（1） （2） 4.2耐雷水平的計算分流系數(shù)（查表取）塔頂

49、電位 橫擔電位導線電位絕緣子串兩端加的電壓k為耦合系數(shù)： （根據(jù)塔形） 得k=0.2784.2.1對于的地區(qū)假設(shè) 得采用迭代法求解耐雷水平：1. 得2. 得 耐雷水平為4.2.2對于的地區(qū)假設(shè) 得采用迭代法求解耐雷水平：1. 得2. 得3. 得KA 耐雷水平為4.3.雷擊跳閘率的計算4.3.1對于的地區(qū)1雷擊塔頂：雷擊總次數(shù) 擊桿率 山區(qū) 平原雷電流峰值超過雷擊桿塔的耐雷水平的概率： 得建弧率 得雷擊桿塔時的跳閘率 2繞擊跳閘率 雷擊總次數(shù) 雷電流峰值超過雷擊導線的耐雷水平的概率： 得繞擊率 對平原地區(qū) 建弧率 得繞擊跳閘率：平原輸電線路雷擊跳閘率 平原4.3.2對于的地區(qū)1雷擊塔頂：雷擊總次

50、數(shù) 擊桿率 山區(qū) 雷電流峰值超過雷擊桿塔的耐雷水平的概率： 得建弧率 得雷擊桿塔時的跳閘率 山區(qū)2繞擊跳閘率 雷擊總次數(shù) 雷電流峰值超過雷擊導線的耐雷水平的概率： 得繞擊率 對山區(qū) 建弧率 得繞擊跳閘率：山區(qū)輸電線路雷擊跳閘率 五. 基礎(chǔ)設(shè)計5.1 關(guān)于鐵塔基礎(chǔ)的設(shè)計我們也曾在課外多有了解，因為鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計的要求比較簡單，所以我們只要選擇合適的基礎(chǔ)對其進行校驗滿足經(jīng)濟、安全等后可使用。所謂桿塔基礎(chǔ)是指筑在土壤里的桿塔地下部分的總體。桿塔必須有穩(wěn)定的基礎(chǔ)，一防止桿塔上拔、下沉和傾倒，確保架空線路安全、可靠運行。5.2 鐵塔基礎(chǔ)有四種類型，即：1. 整體式基礎(chǔ)，四只腳澆在一起，一般用于窄基鐵塔；2

51、. 四角分立式基礎(chǔ)，四只腳分立，但尺寸均相同的基礎(chǔ)，一般用于直線塔；3. 四腳分立，但有兩只腳受拉，另兩只腳受壓的基礎(chǔ)，一般用于轉(zhuǎn)角塔；4. 四腳分立，但有三只腳受拉，另一只腳受壓的基礎(chǔ)，一般用于轉(zhuǎn)角另有拉線的鐵塔。 表5-1 基礎(chǔ)上拔土計算容重和上拔角 土名參數(shù)粘土及粉質(zhì)粘土砂土堅硬硬塑可塑軟塑櫟砂粗砂中砂細砂粉砂計算容重（）171716151917171615計算上拔角（）252520103028282622注：位于地下水以下土的 容重考慮浮力的 影響，計算上拔角仍按本表5.3鐵塔基礎(chǔ)上拔校驗土重法 ：穩(wěn)定條件： （4-1）式中 基礎(chǔ)上拔深度內(nèi)的體積； 土的計算容重，按表5-1取用； 基礎(chǔ)

52、上拔穩(wěn)定安全系數(shù)； 相鄰上拔基影響系數(shù)； 水平荷載影響系數(shù)； 相鄰基礎(chǔ)影響的相交體積; 深度內(nèi)的總體積，按下面公式計算。當時，方形底板 (4-2a) 圓形底版 （4-2b）當時，方形底板 （4-3a） 圓形底版 （4-3b）式中 B方形底板邊長； D圓形底板直徑； 回填土的計算上拔角，按表4-1采用； 基礎(chǔ)回填抗拔土體的臨界深度按表4-2采用。表5-2 回填土體臨界深度土類土的狀態(tài)臨界深度（m）圓形底版方形底板砂土類稍密、密實2.5D3.0D粘性土堅硬、硬塑2.0D2.5D可塑1.5D2.0D軟塑1.2D1.5D選擇土質(zhì)為： 堅硬、粘土、無地下水。查閱規(guī)程得基礎(chǔ)參數(shù)圓形2.0D 方形2.5B穩(wěn)定安全系數(shù)為 k=1.8 可知其上拔角 25度 土質(zhì)承載力為110 無水重度=17回填土體臨界深度=2.5B=5.5m 在臨界埋深之內(nèi)深度之內(nèi)的總體積根據(jù)公式（4-2a）計算得：=11.76m3深度之內(nèi)基礎(chǔ)體積基礎(chǔ)自重 查閱桿塔基礎(chǔ)外形由于 =0.8 =1.0 T=8670N 基礎(chǔ)上拔校驗合格。5.4 下壓穩(wěn)定