500KV輸電線路典型畢業(yè)設計

word文檔可自由復制編輯東北電力大學畢業(yè)設計論文設計題目：長吉單回路送電線路新建工程學院：建筑工程學院班級：土木043班姓名：指導教師：目錄500KV吉長送電線路工程第一耐張段總?cè)蝿諘O計摘要第一章架空線力學計算及排塔定位第一節(jié)導線的力學計算4-16第二節(jié)地線的力學計算16-28第三節(jié)排塔定位29-42第二章架空線金具設計第一節(jié)確定防震措施，繪制防震錘安裝圖43-45第二節(jié)選擇線路金具，繪制絕緣子串組裝圖45-47第三章電氣設計48-54第四章桿塔結(jié)構(gòu)設計第一節(jié)桿塔荷載計算54-63第二節(jié)斷線張力荷載計算63第三節(jié)安裝荷載計算63-66第四節(jié)荷載組合66-67第五節(jié)sap2000內(nèi)力分析及內(nèi)力驗算67-70第五章基礎設計71-77SAP2000內(nèi)力分析結(jié)果設計總結(jié)讀書筆記英文翻譯附錄附錄一導線應力弧垂曲線附錄二地線應力弧垂曲線附錄三導線安裝曲線附錄四地線安裝曲線附錄五桿塔風荷載計算分段圖參考文獻1、《架空送電線路技術(shù)規(guī)程》SDJ3-792、《架空電力線路設計》王力中編3、《桿塔結(jié)構(gòu)及基礎》劉樹堂編4、《高壓架空送電線路設計手冊（第二版）》東北電力學院編5、《線路電器技術(shù)》陳化鋼編6、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-20017、《高壓架空送電線路技術(shù)機械計算》周振山編8、《建筑結(jié)構(gòu)制圖標準》GB/T50105-20019、《架空送電線路施工》孫傳坤編10、《送電線路金具設計》程應鏜編11、《線路運行與檢修1000問》山西省電力公晉城送電分公司編第一章架空線力學計算及排塔定位第一節(jié)導線的力學計算一、設計資料查詢，選擇導線型號1、耐張段總長6000m，高差350m，經(jīng)過第七氣象區(qū)。2、根據(jù)《架空送電線路設計》第8頁，500kv送電線路可不驗算電暈的導線最小外徑為、、，本設計采用四分裂導線，選擇導線型號為LGJ240/30。由《架空送電線路設計》第245頁查得所選的導線(LGJ240/30)相關數(shù)據(jù)如下：導線面積，導線直徑，計算拉斷力,單位長度質(zhì)量，由第47頁查得LGJ240/30導線的最終彈性系數(shù)，線膨脹系數(shù)。3、由《架空送電線路設計》第45頁查得第七氣象區(qū)的資料如表1-1：表1-1第七氣象區(qū)資料表氣象類型最大風速最低氣溫年平均氣溫最大覆冰溫度（）-5-40-5-5風速(m/s)300010最高氣溫內(nèi)過電壓外過電壓安裝事故40-515-15-20015101010覆冰厚度為b=10mm。二、計算導線比載1、導線的最大使用應力及平均應力上限計算導線的破壞應力。取導線的設計安全系數(shù)為k=2.5，則導線的最大使用應力為:。取平均應力上限安全系數(shù)k=4，則導線的平均應力上限為：。2、導線的比載計算（1）自重比載（2）冰重比載（3）垂直總比載（4）風壓比載，其中αF為風速不均勻系數(shù)，c為風載體型系數(shù)。eq\o\ac(○,1)當v=30m/s時，αF=0.61，c=1.1，則eq\o\ac(○,2)當v=15m/s時，αF=0.75，c=1.1，則eq\o\ac(○,3)當v=10m/s時，αF=1.0，c=1.1，則（5）覆冰時的風壓比載覆冰時的風速為vb=10m/s，αF=1.0，c=1.2，則（6）有冰無風時的綜合比載（6）有冰有風時的綜合比載三、計算臨界檔距，判斷控制氣象1、計算臨界檔距可能出現(xiàn)最大應力的氣象條件有：最低氣溫、年平均氣溫、最大覆冰、最大風速，它們對應的比載與應力的比值計算如下：a最低氣溫：;b年平均氣溫：;c最大覆冰：;d最大風速：。2、判斷控制氣象把最低氣溫（a）、年平均氣溫（b）、最大覆冰（c）和最大風速（d）按比載與應力的比值從小到大排列，制成表1-2，并將以上六個檔距填入下表：表1-2導線的臨界檔距判別表adbclad=485.84lbd=439.98lbd=325lab=145.69Lcd=0lab=284.24因a欄中無零值和虛數(shù)值，故選取a欄中最小的一個臨界檔距值lab=145.69，故lab=145.69是第一個有效臨界檔距。緊接著對第一個臨界檔距l(xiāng)ab的第二個下標b代表的b欄進行判別，由于b欄只有一個臨界檔距l(xiāng)bd，且lbd=325>0,故lbd是第二個有效臨界檔距。緊接著對第二個代表檔距的第二個下標d對應d欄進行判別，由于d欄中有一個零值，故淘汰此欄。因此，有兩個代表檔距，它們是lab=145.96和lbd=325。當實際檔距l(xiāng)<lab=145.69時，控制氣象為a-最低氣溫；當實際檔距l(xiāng)ab=145.69<l<lbd=325時，控制氣象為b-年平均氣溫；當實際檔距l(xiāng)>lbd=325時，控制氣象為c-最大覆冰，如表1-3所示：表1-3導線的檔距與控制氣象關系表最低氣溫年平均氣溫最大覆冰145.69m325m三、繪制導線的應力弧垂曲線1、各氣象類型對應的比載及溫度如表1-4所示；表1-4氣象類型與及其對應的比載溫度表氣象類型風速（m/s）溫度（°C）覆冰厚度（mm）比載（N/m-mm2）最高氣溫0400g1最低氣溫0-400g1年平均氣溫0-50g1最大覆冰10-510g7最大風速30-50g6（0，30）內(nèi)過電壓15-50g6（0，15）外過電壓10150g6（0，10）安裝10-150g6（0，10）事故0-200g12、以控制氣象為第一狀態(tài)，待求狀態(tài)為第二狀態(tài)，將第一狀態(tài)與第二狀態(tài)所對應的數(shù)據(jù)分別代入狀態(tài)方程式：…………（1-1）其中令,,則式（1-1）可簡化為。以年平均氣溫為第一狀態(tài)，最大覆冰為第二狀態(tài)為例，運用迭代法編得C程序如下：main(){floatl,g1=0.03275,f,g2=0.06544,A,B,t1=-5,t2=-5,c=68.51,x,x1,x0,dx;scanf("%f",&l);A=c-(73000*g1*g1*l*l)/(24*c*c)-73000*0.0000196*(t2-t1);B=73000*g2*g2*l*l/24;printf("%f,%f",A,B);x0=1.0;do{dx=(x0*x0*x0-A*x0*x0-B)/(3*x0*x0-2*A*x0);x1=x0;x0=x0-dx;}while(x0!=x1);printf("\nc=%f\n",x0);f=(g2*l*l)/(8*x0);printf("f=%f",f);}每隔50m，利用以上程序，分別求得表1-4中九中氣象類型下的應力和弧垂，見表1-5：表1-5地線的應力弧垂曲線數(shù)據(jù)表比載單位：N/m-mm2溫度單位：°C應力單位：N/mm2弧垂單位m控制氣象檔距最高氣溫最低氣溫最大覆冰年平均氣溫g1=32.75t=40g1=32.75t=-40G7=65.44t=-5g1=32.75t=-5σfσfσfσf最低氣溫年平均氣溫最大覆冰5018.440.55109.610.0966.270.3161.040.1710029.621.38109.610.3778.151.0564.630.63145.6937.812.30109.600.7988.811.9668.511.2715038.362.40109.110.8489.482.0668.511.3420043.933.73103.071.5796.573.3968.512.3925048.255.3096.872.64102.524.9968.513.7330051.657.1391.284.04107.466.8568.515.3832553.078.1588.844.87109.617.8868.516.3135053.279.4183.795.98109.619.1466.687.5240053.5812.2276.188.60109.6111.9463.9210.2545053.8115.4071.0411.67109.6115.1161.9913.3750053.9918.9667.5215.16109.6118.6660.6116.8955054.1322.8865.0419.04109.6122.5859.5920.7860054.2327.1763.2223.31109.6126.8758.8225.0665054.3231.8461.8627.96109.6131.5358.2329.71控制氣象檔距最大風速內(nèi)過電壓外過電壓安裝g6(0,30)=43.71t=-5g6(0,15)=33.94t=-5g6(0,10)=33.17t=15g6(0,10)=33.17t=-15σfσfσfσf最低氣溫年平均氣溫最大覆冰5062.560.2261.190.1736.510.2874.660.1410069.020.7965.090.6544.840.9276.800.54145.6975.431.5469.261.3051.711.7079.351.1115075.691.6269.291.3852.051.7979.191.1820078.462.7969.622.4455.522.9977.372.1425080.764.2369.893.7958.204.4575.793.4230082.605.9570.115.4560.276.1974.515.0132583.386.9270.206.3861.127.1773.985.9235082.198.1468.447.5960.438.4071.447.1140080.3110.8965.7610.3259.3811.1767.619.8145078.9314.0263.8913.4558.6314.3264.9612.9250077.9117.5362.5416.9658.0717.8563.0916.4355077.1321.4361.5420.8557.6521.7661.7220.3260076.5325.7060.7825.1357.3226.0460.6924.5965076.0530.3560.1929.7857.0730.7059.9029.24控制氣象檔距事故g1=32.75t=-20σf最低氣溫年平均氣溫最大覆冰5081.540.1310083.010.49145.6984.841.0215084.591.0920081.712.025079.113.2330076.974.7932576.085.6835073.086.8640068.589.5545065.5012.6650063.3416.1655061.7720.0560060.6024.3265059.7028.973、繪制導線的應力弧垂曲線圖,如圖1。四、繪制導線的安裝曲線1、繪制安裝曲線時以檔距為橫坐標，弧垂和應力為縱坐標，運用程序（同應力弧垂曲線程序）從最高施工氣溫至最低施工氣溫沒隔10°繪制一條弧垂和應力曲線，程序計算數(shù)據(jù)如下表1-6：表1-6導線的安裝曲線數(shù)據(jù)表比載單位：N/m-mm2溫度單位：°C應力單位：N/mm2弧垂單位：m控制氣象溫度40302010檔距σfσfσfσf最低氣溫年平均氣溫最大覆冰5018.440.5523.520.4431.370.3342.010.2410029.621.3834.361.1940.721.0148.960.84145.6937.812.3042.332.0548.021.8155.111.5815038.362.4042.822.1548.421.9055.361.6620043.933.7347.783.4352.423.1258.022.8225048.255.3051.594.9655.504.6160.084.2630051.657.1354.556.7557.876.3761.685.9732553.078.1555.787.7558.847.3562.336.9435053.279.4155.679.0158.368.5961.398.1740053.5812.2255.5011.8057.6211.3759.9410.9345053.8115.4055.3814.9757.0814.5258.9214.0750053.9918.9655.2918.5156.6818.0658.1717.5955054.1322.8855.2222.4356.3821.9757.6021.5060054.2327.1755.1626.7256.1426.2557.1725.78控制氣象溫度0-10--30檔距σfσfσfσf最低氣溫年平均氣溫最大覆冰5054.450.1967.780.1581.540.1395.520.1110059.030.6970.530.5883.010.4996.120.43145.6963.691.3673.681.1884.851.0296.910.9015063.771.4473.581.2584.591.0996.520.9520064.712.5372.612.2681.712.0091.921.7825065.483.9171.793.5679.113.2387.482.9230066.075.5871.135.1876.974.7983.674.4032566.316.5270.876.1076.085.6882.055.2735064.807.7468.687.3073.086.8678.106.4240062.5210.4865.3910.0268.589.5572.169.0845060.9213.6163.1113.1465.5012.6668.1412.1750059.7617.1261.4816.6563.3416.1665.3415.6655058.9121.0260.2920.5461.7720.0563.3519.5560058.2525.3059.3924.8160.6024.3261.8723.82控制氣象溫度40檔距σf最低氣溫年平均氣溫最大覆冰50109.610.09100109.610.37145.69109.610.79150109.110.84200103.071.5925096.872.6430091.284.0432588.844.8735083.795.9840076.188.6045071.0411.6750067.5215.1655065.0419.0460063.2223.312、繪制導線的安裝曲線，如圖2。第二節(jié)地線的力學計算一、設計資料，選擇地線型號1、根據(jù)《架空輸電線路設計》第9頁表1-5規(guī)定，500KV線路的地線采用鍍鋅鋼絞線時標稱截面不應小于70mm2。根據(jù)此規(guī)定選擇結(jié)構(gòu)形式、直徑11mm、抗拉強度1270MPa、A級鋅層的鋼絞線，標記為,所選擇的地線直徑d=11.0mm，A=72.22mm2，G0=60.12kg/hm=601.2kg/km，σP=1270N/mm2。2、由于地線只有鋼線構(gòu)成，由《架空輸電線路設計》第46頁查得鋼線的彈性系數(shù)E=200900N/mm2,線膨脹系數(shù)二、計算地線比載1、地線的最大使用應力及平均應力上限計算：由于地線采用鋼絞線，易腐蝕，其設計安全系數(shù)按規(guī)定應比導線的設計安全系數(shù)大，取地線最大使用應力的設計安全系數(shù)為3.0>2.5,年平均運行應力的設計安全系數(shù)為5.0>4.0，即。地線的最大使用應力為:；地線的平均運行應力上限為：。2、地線的比載計算（1）自重比載（2）冰重比載（3）垂直總比載（4）風壓比載，其中αF為風速不均勻系數(shù)，c為風載體型系數(shù)。eq\o\ac(○,1)當v=30m/s時，αF=0.61，c=1.2（線徑<17mm時，c取1.2），則eq\o\ac(○,2)當v=15m/s時，αF=0.75，c=1.2，則eq\o\ac(○,3)當v=10m/s時，αF=1.0，c=1.2，則（5）覆冰時的風壓比載覆冰時的風速為vb=10m/s，αF=1.0，c=1.2，則（6）有冰無風時的綜合比載（6）有冰有風時的綜合比載三、計算臨界檔距，判斷控制氣象1、計算臨界檔距可能出現(xiàn)最大應力的氣象條件有：最低氣溫、年平均氣溫、最大覆冰、最大風速，它們對應的比載與應力的比值計算如下：a最低氣溫：;b年平均氣溫：;c最大覆冰：;d最大風速：。2、判斷控制氣象把最低氣溫（a）、年平均氣溫（b）、最大覆冰（c）和最大風速（d）按比載與應力的比值從小到大排列，制成表1-7，并將以上六個檔距填入下表：表1-7地線的臨界檔距判別表adbclad=676.98虛數(shù)lbd=642.15lab=虛數(shù)Lcd=0lab=289.52因a欄中有一虛數(shù)值，故淘汰a欄中的所有臨界檔距，直接對d欄進行判別；由于d欄中有一虛數(shù)值和一個零值，故淘汰d欄中的所有臨界檔距，直接對b欄進行判別；b欄中無零值和虛數(shù)值，且b欄中只有一個臨界檔距值lbd=642.15，故lbd=642.15是唯一的有效臨界檔距。當實際檔距l(xiāng)<lbd=642.15時，控制氣象為b-年平均氣溫；當實際檔距l(xiāng)>lbd=642.15時，控制氣象為c-最大覆冰，如表1-8所示：表1-8地線的檔距與控制氣象關系表年平均氣溫最大覆冰642.15三、繪制導線的應力弧垂曲線1、各氣象類型對應的比載及溫度如表1-4所示；表1-4氣象類型與及其對應的比載溫度表氣象類型風速（m/s）溫度（°C）覆冰厚度（mm）比載（N/m-mm2）最高氣溫0400g1最低氣溫0-400g1年平均氣溫0-50g1最大覆冰10-510g7最大風速30-50g6（0，30）內(nèi)過電壓15-50g6（0，15）外過電壓10150g6（0，10）安裝10-150g6（0，10）事故0-200g12、以控制氣象為第一狀態(tài)，待求狀態(tài)為第二狀態(tài)，將第一狀態(tài)與第二狀態(tài)所對應的數(shù)據(jù)分別代入狀態(tài)方程式：…………（1-1）其中令,,則式（1-1）可簡化為。以年平均氣溫為第一狀態(tài)，最大覆冰為第二狀態(tài)為例，運用迭代法編得C程序如下：main(){floatl,g1=0.08158,f,g2=0.16525,A,B,t1=-5,t2=-5,c=254,x,x1,x0,dx;scanf("%f",&l);A=c-(200900*g1*g1*l*l)/(24*c*c)-200900*0.0000115*(t2-t1);B=200900*g2*g2*l*l/24;printf("%f,%f",A,B);x0=1.0;do{dx=(x0*x0*x0-A*x0*x0-B)/(3*x0*x0-2*A*x0);x1=x0;x0=x0-dx;}while(x0!=x1);printf("\nc=%f\n",x0);f=(g2*l*l)/(8*x0);printf("f=%f",f);}每隔50m，利用以上程序，分別求得表1-4中九中氣象類型下的應力和弧見表1-9：表1-9地線的應力弧垂曲線數(shù)據(jù)表比載單位：N/m-mm2溫度單位：°C應力單位：N/mm2弧垂單位m控制氣象檔距最高氣溫最低氣溫最大覆冰年平均氣溫g1=81.58t=40g1=81.58t=-40g7=165.25t=-5g1=81.58t=-5σfσfσfσf年平均氣溫最大覆冰50153.770.17333.950.08260.280.202540.10100162.500.63331.300.31275.480.752540.40150172.651.33327.150.70294.051.582540.90200182.442.24321.841.27312.872.642541.61250191.253.33315.802.02330.683.902542.51300198.974.61309.492.97347.075.362543.61350205.646.07303.284.12361.966.992544.92400211.377.72297.455.49375.398.802546.42450216.309.55292.167.07387.4710.802548.13500220.5311.56287.498.87398.3212.9625410.04550224.1713.76283.4310.88408.0615.3125412.14600227.3116.15279.9313.11416.8117.8425414.45642.15229.5118.32277.1915.17423.3320.12253.8516.56650229.0618.81275.4715.64423.3320.62252.7817.04700226.4922.06265.7418.80423.3323.91246.7320.25750224.3725.57257.8922.24423.3327.45241.8023.72800222.6029.32251.5125.95423.3331.23237.7527.45850221.1133.32246.2729.92423.3335.25234.3931.43900219.8437.57241.9434.14423.3339.52231.5835.67控制氣象檔距最大風速內(nèi)過電壓外過電壓安裝g6(0,30)=102.14t=-5g6(0,15)=83.74t=-5g6(0,10)=82.44t=15g6(0,10)=82.44t=-15σfσfσfσf年平均氣溫最大覆冰50255.190.13254.110.10208.890.12276.800.09100258.440.49254.430.41211.840.49275.940.37150262.981.09254.900.92215.841.07274.640.84200268.071.91255.441.64220.191.87273.081.51250273.172.92256.012.56224.422.87271.412.37300277.994.13256.553.67228.314.06269.753.44350282.385.54257.054.99231.765.45268.214.71400286.307.14257.496.50234.777.02266.816.18450289.768.92257.888.22237.378.79265.587.86500292.7910.90258.2210.13239.6210.75264.519.74550295.4413.07258.5112.25241.5512.91263.5911.83600297.7515.44258.7514.56243.5217.88260.8316.69642.15293.8621.29251.8420.37239.2221.11253.8919.89650298.5018.07257.7417.16243.5217.88260.8316.69700293.8621.29251.8420.37239.2221.11253.8919.89750289.9924.77247.0123.84235.6924.59248.2423.35800286.7428.50243.0327.57232.7728.33243.6127.07850284.032.48239.7331.55230.3332.32239.7831.05900281.6836.71236.9635.78228.2736.57236.5835.28控制氣象檔距事故g1=81.58t=-20σf年平均氣溫最大覆冰50288.170.09100286.790.36150284.690.81200282.111.45250279.322.28300276.513.32350273.874.56400271.466.01450269.327.67500267.479.53550265.8611.60600264.4913.88642.15263.3215.97650261.9916.45700254.4819.63750248.3923.09800243.4126.81850239.3030.79900235.8735.023、繪制地線的應力弧垂曲線圖，如圖3。四、繪制導線的安裝曲線1、繪制安裝曲線時以檔距為橫坐標，弧垂和應力為縱坐標，運用程序（同應力弧垂曲線程序）從最高施工氣溫至最低施工氣溫沒隔10°繪制一條弧垂和應力曲線，程序計算數(shù)據(jù)如下表1-6：表1-10地線的安裝曲線數(shù)據(jù)表比載單位：N/m-mm2溫度單位：°C應力單位：N/mm2弧垂單位：m控制氣象溫度40302010檔距σfσfσfσf年平均氣溫50153.770.17175.500.15197.650.13220.060.12100162.500.63181.430.56201.350.51222.010.46150172.651.33188.851.21206.271.11224.731.02200182.442.24196.382.08211.511.93227.761.79250191.253.33203.363.13216.532.94230.762.76300198.974.61209.584.38221.104.15233.553.93350205.646.07215.05.81225.125.55236.055.29400211.377.72219.687.42228.627.14238.246.85450216.309.55223.719.23231.648.91240.138.60500220.5311.56227.1611.22234.2310.88241.7610.55550224.1713.76230.1313.40236.4513.05243.1612.69600227.3116.15232.6915.78238.3615.40244.3615.02控制氣象溫度0-10-20-30檔距σfσfσfσf年平均氣溫50242.650.11265.370.10288.170.09311.040.08100243.230.42264.860.39286.790.36308.960.33150244.060.94264.090.87284.690.81305.740.75200245.021.66263.181.55282.691.45301.701.35250246.012.59262.222.43282.112.28297.212.14300246.953.72261.283.51279.323.32292.603.14350247.805.04260.414.80276.514.56288.164.34400248.566.56259.636.28273.876.01284.065.74450249.228.29258.947.97271.467.67280.397.36500249.7910.21258.359.87269.329.53277.179.20550250.2812.33257.8411.96267.4711.60274.3911.24600250.7014.64257.4014.26265.8613.88271.9913.50控制氣象溫度40檔距σf最低氣溫年平均氣溫最大覆冰50333.950.08100331.300.31150327.150.70200321.841.27250315.802.02300309.492.97350303.284.12400297.455.49450292.167.07500287.498.87550283.4310.88600279.9313.112、繪制地線的安裝曲線，如圖4。第三節(jié)排塔定位一、選擇塔型、經(jīng)濟呼稱高及絕緣子，計算桿塔的定位高度1、500KV輸電線路直線塔選擇酒杯型塔5B-ZBC4，經(jīng)濟呼稱高取33m，耐張塔也選擇酒杯型塔5B-ZBC4，呼稱高取27m；2、線路通過人口稀少的非居民區(qū)，有《輸電桿塔結(jié)構(gòu)及其基礎設計》書第12頁表2-1中查得導線對地安全距離d=11m；3、施工裕度取δ=1.0m；4、本線路采用雙聯(lián)絕緣子串，由于本線路電壓等級為500KV，塔高全高為39m<40m，故選擇XP-16型絕緣子。根據(jù)《輸電桿塔結(jié)構(gòu)及其基礎設計》書第13頁表2-5規(guī)定，懸垂絕緣子串按操作過電壓與雷電過電壓，直線塔每單聯(lián)絕緣子片數(shù)取25片，則每組片數(shù)為50片；耐張塔按規(guī)定比直線塔每聯(lián)多2片，故耐張塔每聯(lián)取27片，每組54片。由《電力工程高壓送電線路設計手冊》表11-3-4中查得XP-16型絕緣子的單個高度為155mm，質(zhì)量為6.5kg。則懸垂絕緣子串總長為，耐張絕緣子串的絕緣子串總長為。5、對直線型桿塔，桿塔的定位高度計算如下：對耐張型塔，桿塔的定位高度計算如下：直線塔與耐張塔定位高度示意圖如圖5所示：圖5直線塔和耐張塔定位高度示意圖二、排塔定位1、估算耐張段的代表檔距，繪制模板曲線，由fmax在導線的應力弧垂曲線上查得對應的最上方的一條曲線為最高溫度下的弧垂曲線，且其對應的最高溫度下的檔距為474.87m，由于是丘陵地區(qū)，估算代表檔距的計算如下：由估算代表檔距在導線的應力弧垂曲線上查得最高氣溫對應下的應力，則弧垂模板系數(shù)K值計算如下：則弧垂曲線方程為，按橫向比例為1/5000、縱向比例為1/500繪制模板曲線。2、排塔定位a、先排第一基耐張塔，呼稱高為27m，桿塔定位高度為15m，如圖1-6所示，以圖示3條曲線為模板，同時移動三條曲線使上兩條曲線與耐張塔的A、B兩點分別相交，并且使中間的那條曲線與地面相切，則最底部的一條曲線與地面的交點C就是第一基直線塔的位置。b、同時復制三條曲線，使上兩條曲線與第一基直線塔的D、E兩點分別相交，并且使中間的那條曲線與地面相切，由幾何尺寸可得，第三條曲線必經(jīng)過C點，后面的直線塔也按這樣的步驟進行。c、當排到最后一基耐張塔時，由于檔距的限值，采取調(diào)整呼稱高的方式使模板的上兩條曲線與耐張塔的M、N點相交。調(diào)整后的耐張塔呼稱高為19.24m，塔形獨立設計。3、排塔后的k值檢驗a、由桿塔的定位圖上查得，本耐張段共13檔，14基塔。其中高差最大的檔的檔距為486m，高差為17.88m，，故本耐張段的所有檔均為小高差檔，可按無高差計算代表檔距。由圖中量的格擋的檔距如下：，，，，，，，，，，，，，代表檔距計算如下：b、由導線的應力弧垂曲線上查得代表檔距對應的最大弧垂時的應力為，則實際的模板曲線系數(shù)計算如下：故誤差滿足設計要求。4、桿塔定位后的檢驗(1)、水平檔距與垂直檔距的校驗本線路直線塔和耐張塔都選擇5B-ZBC4型酒杯塔，該塔的最大線間距離為15m，適用的水平檔距為900m，垂直檔距為1200m，當表檔距為550m。eq\o\ac(○,1)桿塔的水平檔距與垂直檔距的校驗：水平檔距計算如下：，，，，，，，，，，，。由線路排塔定位圖上可量得垂直檔距如下：，，，，，，，，，，，。由于水平檔距的最大值小于桿塔適用的水平檔距900m，故水平檔距的校驗合格。由于垂直檔距的最大值小于桿塔適用的垂直檔距1200m，故垂直檔距的校驗合格。(2)、桿塔最大檔距的校驗的校驗最大線間距離解得，fmax=187.48m故，由于，故符合要求。（3）、懸垂絕緣子串搖擺角的校驗eq\o\ac(○,1)本線路海拔在500-1000m之間，根據(jù)《架空輸電線路設計》表11-5查得外過電壓、內(nèi)過電壓、運行電壓、帶電作業(yè)的最小空氣間隙分別為，取電氣間隙。其中檢驗帶電作業(yè)間隙時，對操作人員需有停留工作的部分，故考慮人體活動范圍0.3-0.5m，取0.5m，故帶電作業(yè)空氣間隙為。eq\o\ac(○,2)、根據(jù)桿塔頭部的結(jié)構(gòu)尺寸和允許的最小間隙，作出電氣間隙圓，得到相應運行情況下的最大允許搖擺角，如圖6所示：圖6桿塔的最大允許搖擺角數(shù)據(jù)整理如表1-11所示：表1-11桿塔間隙圓數(shù)據(jù)表氣象條件最小空氣間隙塔頭外輪廓的桿塔瓶口的外過電壓內(nèi)過電壓運行電壓帶電作業(yè)eq\o\ac(○,3)、本線路最大弧垂發(fā)生在最高氣溫，故，由架空線的代表檔距，查得最高氣溫下。，其中，，，。,相關數(shù)據(jù)如表1-12所示:表1-12桿塔搖擺角校驗數(shù)據(jù)表氣象條件σ0（N/mm2）v（m/s）外輪廓φ塔瓶口φ[φ]（N/m-mm2）PJ(N)外過電壓58.3910125.39內(nèi)過電壓63.3015282.12運行電壓78.49301128.47帶電作業(yè)58.3910125.39，，注：1、為了計算方便，允許搖擺角[φ]值取外輪廓和瓶口φ的較小值，這樣只要實際搖擺角小于較小的φ值，無論外輪廓和桿塔瓶口的搖擺角都能男足要求。2、按運行電壓校驗間隙時，采用最大風速和相應氣溫；校驗帶電作業(yè)間隙時的氣象條件是+15°C，風速10m/s，與外過電壓的數(shù)據(jù)相同，故σeq\o\ac(○,4)、將表1-12中的數(shù)據(jù)代入方程，得a、外過電壓條件下，，故………eq\o\ac(○,1)B、內(nèi)過電壓條件下，，故…eq\o\ac(○,2)c、運行電壓條件下，，故不用校驗。B、帶電作業(yè)條件下，，故…eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,5)、根據(jù)方程eq\o\ac(○,1)、eq\o\ac(○,2)、eq\o\ac(○,3)畫出搖擺角臨界曲線，如圖7，檢驗實際的水平檔距與垂直檔距組成的點是否在臨界曲線的上方，在上方的表示搖擺角的檢驗符合要求。圖示的12個點都在臨界檔距的上方，故校驗滿足要求。圖7搖擺角臨界曲線（4）、直線桿塔的上拔校驗最大上拔力發(fā)生在最低氣溫或最大風速氣象條件下，理論上的最大風速的上拔力有可能大于最低氣溫時的上拔力，但由于最大風延時短，且臨檔同時出現(xiàn)大風的可能性很小，故一般不考慮，工程定位中，通常將最低氣溫作為校驗直線桿塔上拔的氣象條件。檢驗時采用最小弧垂模板法校驗，校驗步驟如下：利用定位時最大弧垂模板采用的代表檔距，在應力弧垂曲線上查得最低氣溫時的架空線應力，，計算出K值：，模板曲線方程為，根據(jù)方程畫出上拔校驗模板。用該模板在定位圖上進行桿塔的上拔校驗，平移該模板，使其曲線通過被校驗桿塔的兩基相鄰桿塔的架空線懸掛點，若被校驗的懸掛點在最小弧垂模板曲線以下，則上拔力存在。由桿塔的定位圖上可知，只要6、7檔校驗滿足，則整個耐張段的上拔校驗都通過。如圖8，由于被檢驗檔的懸掛點在模板曲線以上，故不存在上拔力，故校驗通過。圖8直線桿塔上拔校驗圖（5）、架空線懸掛點應力校驗因整個耐張段地形平坦，架空線懸掛點高差不大（h/l<10%）,可不用校驗。（6）、架空線懸垂角校驗a、導線懸垂角校驗在定位圖上查得:，。，。，。，。，。，。，。，。，。，。，。，。，。a、b的意義圖9所示：圖9最大弧垂時的應力，，，，，，。由以上方程畫得導線的懸垂角校驗曲線，如圖10。地線的校驗最大覆冰時的弧垂最大，由代表檔距，查得最大弧垂時的應力，，，由以上方程畫得地線的懸垂較校驗曲線如圖10。1-導線校驗曲線2-地線校驗曲線圖10架空線懸垂角校驗曲線將各檔對應的為坐標，在校驗圖上畫點，由于所有的點都在曲線下方，故校驗合格。（7）、絕緣子串強度和倒掛檢查由于本線路所經(jīng)過地區(qū)地勢平坦，垂直檔距和水平檔距相差較小，故無需校驗。第二章架空線金具設計第一節(jié)確定防震措施，繪制防震錘安裝圖導線防震由于本線路有三個檔距超過500m，故需采用防震措施。根據(jù)《電力工程高壓送電線路設計手冊》第229頁，我國現(xiàn)行設計技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，四分裂導線采用阻尼間隔棒時，在檔距500m以上還要求采用防震措施。每檔每子導線安裝每端安裝一個防震錘，每個防震錘距線夾出口的距離計算如下：，由式3-6-8得，由式3-6-15得取安裝距離為1.35m，采用等距離安裝法，，根據(jù)導線型號和電暈電壓等級采用FR-2型防震錘。間隔棒的選擇及排列根據(jù)導線型號、外徑、截面積和分裂數(shù)目，選擇四分裂阻尼間隔棒FJZ-445/240[],尺寸及詳圖見《電力工程高壓送電線路設計手冊》第873頁表11-4-153及圖11-4-142。間隔棒的采用不等次檔距排列法。因線路為開闊地區(qū)，根據(jù)《送電線路金具的設計安裝、試驗和應用》第201頁，取最大平均次檔距，則，具體的計算如下：eq\o\ac(○,1)故各次檔距分配如下：。eq\o\ac(○,2)故各次檔距分配如下：。eq\o\ac(○,3)故各次檔距分配如下：。eq\o\ac(○,4)故各次檔距分配如下：。eq\o\ac(○,5)故各次檔距分配如下：。eq\o\ac(○,6)故各次檔距分配如下：。eq\o\ac(○,7)故各次檔距分配如下：。eq\o\ac(○,8)故各次檔距分配如下：。eq\o\ac(○,9)故各次檔距分配如下：。eq\o\ac(○,10)故各次檔距分配如下：。eq\o\ac(○,11)故各次檔距分配如下：。eq\o\ac(○,12)故各次檔距分配如下：。eq\o\ac(○,13)故各次檔距分配如下：。三、繪制防震錘安裝圖第二節(jié)選擇線路金具，繪制絕緣子串組裝圖絕緣子的選擇絕緣子的選擇見排塔定位。線路金具的選擇對于直線塔，根據(jù)導線型號和機械強度，選擇導線金具如表2-1表2-1直線桿塔絕緣子及金具表質(zhì)量單位：kg編號名稱型號每組數(shù)量(個)每個質(zhì)量共計質(zhì)量總質(zhì)量1掛板UB-1622.895.78417.612球頭掛環(huán)QP-1620.513懸式絕緣子XP-166.53254碗頭掛板WS-1622.642.585二聯(lián)板L-25110106直角掛板T-SD8314.44.47聯(lián)板LL-25451778懸垂線夾XGU-5B45.421.69U型掛環(huán)U-1220.951.910掛板PH-1210.730.7311聯(lián)板L-124515512鋁包帶0.3613均壓屏蔽環(huán)FJP-500XS112.312.314均壓屏蔽環(huán)FJP-500XL28.6317.26耐張桿塔采用四分裂導線雙聯(lián)耐張，金具選擇如表2-2：表2-2耐張桿塔絕緣子及金具表質(zhì)量單位：kg編號名稱型號每組數(shù)量每個質(zhì)量共計質(zhì)量總質(zhì)量1U型掛環(huán)U-2042.28.8512.782調(diào)整板DB-2027.414.83掛板P-2044.0916.364牽引板QY-2024.79.45球頭掛環(huán)QP-2020.951.96懸式絕緣子XP-166.53517碗頭掛板WS-2024.38.68掛板L-2045211.3222.649U型掛環(huán)U-10120.546.4810調(diào)整板DB-1042.710.811拉桿YL-104020.881.7612掛板Z-1020.871.7413耐張線夾【80】型NY-300QA22.755.514耐張線夾【80】型NY-300QB22.755.515支撐架ZCJ-45110.510.516均壓屏蔽環(huán)FJP-500N218.537電氣設計防雷保護角計算防雷保護角示意圖如圖11所示：圖11防雷保護角示意圖，故防雷保護角滿足要求。二、導地線水平偏移的校驗由《電力工程高壓送電線路設計手冊》表2-6-23，得500KV線路，當設計冰厚為10mm時，最大水平偏移為2.5m，而本設計中的導地線水平偏移為1.75m<2.5m，故滿足要求。送電線路的防雷保護計算線路雷擊次數(shù)根據(jù)《電力工程高壓送電線路設計手冊》第125頁，有其中，N—每年每100km線路雷擊次數(shù)，次/100km年；γ—地面落雷密度，東北地區(qū)雷暴日取40，γ=0.07；b—兩地線間的距離，單位m，本設計b=26.5m；T—年雷暴日數(shù)，東北地區(qū)取40；—導線與地線的弧垂，（地線為最大覆冰時出現(xiàn)的弧垂）；—導地線的懸掛點高度，，；--導地線的平均高度，。由由500KV線路要求全線假設地線，故線路雷擊次數(shù)為次擊桿率根據(jù)《電力工程高壓送電線路設計手冊》表2-7-2，得山丘地區(qū)，兩根地線的擊桿率為。繞擊率根據(jù)《電力工程高壓送電線路設計手冊》式2-7-12得，山區(qū)線路繞擊率按下式計算其中θ—防雷保護角，且本線路，故導線與地線間的耦合系數(shù)幾何耦合系數(shù)的計算相關參數(shù)--地線半徑，；--導地線的平均距離，；-地線與導線鏡像間的距離，；-地線與地線鏡像間的距離，；b—地線與地線間的距離，b=26.5m；--最外面導現(xiàn)與地線的水平距離，。耦合系數(shù)的計算根據(jù)表2-7-9，500KV雙地線線路電暈校正系數(shù)為，故雷擊塔頂時的耐雷水平及過電壓計算相關數(shù)據(jù)：Lg—桿塔兩側(cè)臨檔地線的電感并聯(lián)值（μH）,雙地線時，Lg=0.42；--桿塔的沖擊接地電阻，鐵塔的；Lt—桿塔電感（μH），鐵塔的Lt=0.5H=0.5*39=19.5Μh；--雷電流幅值，最大雷電流幅值為;（1）雷擊塔頂時的耐雷水平計算令等于塔頭絕緣的50%沖擊放電電壓，則,則雷擊塔頂時的耐雷水平為：（2）雷擊桿塔塔頂時導線上的感應過電壓計算導線上的感應過電壓的最大值按《電力工程高壓送電線路設計手冊》式2-7-16計算，其中為感應過電壓系數(shù)，規(guī)程規(guī)定，塔頂電位及絕緣承受電壓的計算根據(jù)《電力工程高壓送電線路設計手冊》第126頁表2-7-4，500KV雙地線線路，桿塔的分流系數(shù)，故塔頂電位為：；導線上的電位為：；線路絕緣上承受的電壓最大值為雷擊檔距中央地線或雷擊導線時的耐雷水平及過電壓計算根據(jù)《電力工程高壓送電線路設計手冊》第129頁，由于地線與導線間的空氣間隙滿足，故當雷擊檔距中央時，可不必起算過電壓。當雷繞過地線擊于導線上時，根據(jù)《電力工程高壓送電線路設計手冊》式2-7-14得，當S=65m時（在距電力線S>65處最大值）布置地線，其感應過電壓為令等于絕緣子串的50%沖擊放電電壓，則,導線波阻抗，則雷擊導線時的耐雷水平為：線路雷擊跳閘率的計算建弧率eq\o\ac(○,1)平均運行電壓梯度的計算相關數(shù)據(jù)：--絕緣子串的閃絡距離，本設計中；-額定電壓，本設計中。根據(jù)《電力工程高壓送電線路設計手冊》式2-7-41得，eq\o\ac(○,2)建弧率計算雷擊跳閘率的計算相關數(shù)據(jù)：--超過雷擊桿塔耐雷水平雷電流概率，由式2-7-1得，。--繞擊率，；--超過雷擊導線時耐雷水平的雷電流概率，--雷擊桿塔檔距中央的避雷線時，雷電流超過耐雷水平的概率，。--每年每100km線路的雷擊次數(shù)，次。--線路擊桿率，。根據(jù)《電力工程高壓送電線路設計手冊》有地線線路的雷擊跳閘率選擇接地電阻裝置，確定接地電阻值本線路經(jīng)過的區(qū)域，土壤電阻率為1000Ω·m，根據(jù)《電力工程高壓送電線路設計手冊》第137頁有關規(guī)定，采用水平敷設的接地電阻，接地體埋設深度為0.6m>0.5m。采用直徑為d=8mm、長60m的圓鋼。有關數(shù)據(jù)：；t—地面到管子長度之半間的距離，；—管子總長度，；—管子總長度，；故工頻接地電阻按式2-7-62得，表2-7-11有，當時，工頻接地電阻最大值為，故接地電阻滿足要求。第四章桿塔結(jié)構(gòu)設計第一節(jié)桿塔荷載計算本設計取第二基直線塔設計，其水平檔距為，垂直檔距為。金具及絕緣子串自重荷載計算直線塔金具質(zhì)量為417.6kg，F(xiàn)R-2型防震錘單個2.7kg，兩個5.4kg，F(xiàn)YH240-30護線條1.44kg。金具及絕緣子總質(zhì)量為，金具及絕緣子的重量為。二、導線自重荷載計算單相導線自重:三相導線自重:三、地線自重荷載計算單地線自重:雙地線自重:四、塔身風荷載計算將桿塔分為8段，其中塔身分4段，塔頭分4段。如圖12所示：1、塔身分段重心計算公式：，如圖13所示。風荷載的計算公式為，其中圖13梯形形心計算示意圖當風向與線路垂直時的風荷載計算，數(shù)據(jù)如表2-3所示：表2-3風向與線路垂直時的風荷載計算數(shù)據(jù)表段數(shù)重心高度風載體型系數(shù)風壓調(diào)整系數(shù)18.2506.279.04.2954.2951.31.3426.275.832.00.9889.9881.31.3435.834.844.52.18013.1801.31.3444.844.402.00.98416.4841.31.3454.4012.448.905.15822.6581.31.34612.4418.4046.603.51329.9131.31.3473020.3922.201.0334.031.31.34820.39226.503.801.98237.1821.31.34段數(shù)風壓高度變化系數(shù)受荷面積系數(shù)（KN）對塔底彎矩10.80300.213.06810.24444.020.80300.22.421.89718.94730.87300.24.8024.09353.95140.937300.21.8481.69727.9751.037300.322.48122.844517.60261.139300.330.53634.081019.43571.184300.316.62919.293656.53181.219300.326.72931.9261187.074合計塔身節(jié)點荷載計算如表2-4:圖14塔身節(jié)點荷載計算示意圖，表2-4當風向與線路成90°角時塔身節(jié)點荷載計算表（KN）110.2444.2954.7059.05.3554.88921.8790.9881.0122.00.9510.92834.0932.1802.3204.52.1101.98341.6970.9841.0162.00.8620.835522.8445.1583.7428.99.60513.239634.083.5132.4876.612.84221.238719.2931.031.172.210.2609.033831.9261.9821.8183.815.27416.652節(jié)點123456789荷載4.8895.8172.9112.81814.07434.47730.27125.68516.652當風向與線路平行時的風荷載計算，數(shù)據(jù)如表2-4所示：表2-5風向與線路平行時的風荷載計算數(shù)據(jù)表段數(shù)重心高度風載體型系數(shù)風壓調(diào)整系數(shù)18.2506.279.04.2954.2951.31.3426.275.832.00.9889.9881.31.3435.834.844.52.18013.1801.31.3444.844.402.00.98416.4841.31.3454.4012.448.905.15822.6581.31.34612.4418.4046.603.51329.9131.31.3473020.3922.201.0334.031.31.34820.39226.503.801.98237.1821.31.34段數(shù)風壓高度變化系數(shù)受荷面積系數(shù)（KN）對塔底彎矩10.80300.213.06810.24444.020.80300.22.421.89718.94730.87300.24.8024.09353.95140.937300.21.8481.69727.9751.037300.39.1349.138196.71161.139300.33.3983.759109.87271.184300.30.6530.75925.87281.219300.30.5640.67024.419合計金具及絕緣子串風荷載在搖擺角校驗時已經(jīng)算過，當風速為30m/S時，絕緣子串及金具的風壓為導地線風荷載計算導線的風荷載為：對塔底彎矩為：地線的風荷載為：對塔底彎矩為：風荷載總匯根據(jù)《電力工程高壓送電線路手冊》中表6-2-5中的有關規(guī)定，需計算風向與線路分別成0°、45°、60°及90°時導線與桿塔上的荷載，具體計算如表2-5所示：表2-6風荷載總會表風向與線路方向夾角θ（°）桿塔風荷載004560900風向與線路方向夾角θ（°）導線風荷載（KN）地線風荷載(KN)導線金具及絕緣子串風荷載(KN)XYXYXY00003.384452.39360001.6929048.55204.49603.3840覆冰荷載計算垂直荷載導線的冰重荷載：地線的冰重荷載：風荷載當風向與線路成90°角時，導線的風荷載為對地彎矩為當風向與線路成90°角時，地線的風荷載為對地彎矩為當風向角與線路夾角變化時的荷載計算如表2-6：表2-7風向與線路夾角變化是的荷載計算表風向與線路方向夾角θ（°）導線水平荷載（KN）導線對地彎矩地線水平荷載（KN）地線對地彎矩000004560000090061301.1540450第二節(jié)斷線張力荷載計算1、斷任意一相導線、地線未斷，無風，無冰。本耐張段經(jīng)過丘陵地區(qū)，斷線張力取一根導線最大使用張力的20%，故斷線張力為2、地線不平衡張力，斷一根地線，導線未斷，無冰無風。由《電力工程高壓送電線路手冊》表6-2-7查得，500KV自立式鐵塔，地線不平衡張力取最大使用張力的50%，故地線不平衡張力為：第三節(jié)安裝荷載計算1、吊線荷載采用轉(zhuǎn)向滑車