輸電線路桿塔課程設計

三峽大學電氣與新能源學院課程設計說明書110KV門型直線電桿設計(自立式帶叉梁)頂徑：270mm絕緣子：7片×一4.5參數(shù)姓名導線型號水平檔距垂直檔距避雷線支持力三、設計成果要求：1.設計說明書一份(1.5萬字，含設計說明書插圖)(1)電桿尺寸布置圖(2)電氣間隙效驗圖(2)正常運行情況下的抵抗彎矩圖(3)事故時的彎矩圖 11任務書參數(shù) 12氣象條件列表 13導線LGJ-150/35相關參數(shù)表 14導線比載計算 15地線相關參數(shù) 36地線比載計算 37絕緣子串和金選擇 38地質條件 49桿塔結構及材料 4二、電桿外形尺寸的確定 41桿的呼稱高度 42導線水平距離 53間隙圓校驗 54地線支架高度確定 65桿塔總高度 7 71標準荷載 72設計荷載 9 1配筋計算 2主桿彎矩計算 3事故情況下的彎矩計算 4裂縫計算 5單吊點起吊受力計算 五、基礎設計 1土壤特性 2抗壓承載力計算 3底盤強度計算 八、參考文獻 附圖1尺寸布置圖 附圖2間隙圓校驗圖 附圖3正常運行最大風情況下的抵抗彎矩圖 附圖4事故時彎矩圖 導線型號水平檔距垂直檔距地線支持力氣象條件氣溫(℃)風速(m/s)最高溫00最低溫00覆冰5最大風0安裝0外過電壓0內過電壓、年均溫03、根據(jù)任務書提供導線LGJ-150/35的參數(shù)，(參考書二)整理后列下表導線百徑彈性系溫度膨脹系數(shù)斷力抗拉強度[安全系數(shù)K許用應力2)內過電壓: γ,(0,25)=√36.5122+35.1922×103=50. γ,(0,25)=√36.5122+25.2562×103=44.r,(5,10)=√r,(5,0)2+γ,(5,10)2=√53.6872+11.3562×103=54單位：×103Mpa/m氣象條件覆冰有風最低溫年均溫許用用力(Mpa)比載(×103Mpa/m)溫度C排序baC=虛數(shù)臨界檔距列表如下氣象條件最低氣溫覆冰有風年平均溫臨界檔距l(xiāng)=虛數(shù)因此，檔距在0～265.97m時控制氣象條件是最低溫，在265.97m～時控制條件是年均5、地線GJ-35相關參數(shù)列于下表：彈性系溫度膨脹系數(shù)斷力抗拉強度[安全系數(shù)K許用應力限地線的比載計算同導線比載計算，計算值列于下表：外過電壓內過電壓設計強度計算風偏外過電壓內過電壓設計強度計算風偏7、絕緣子串及金具選取：表7—1導線絕緣子和金具件號名稱質量(kg)數(shù)量型號絕緣子組裝圖1掛板12球頭掛環(huán)13絕緣子74碗頭掛板15懸垂線夾16鋁包帶3絕緣子串長度元=1304mm絕緣子串重量適用導線(2)地線絕緣子串及金具選擇：表7—2件號名稱質量(kg)數(shù)量型號+(長度mm)金具圖形l掛板12球頭掛環(huán)3絕緣子14懸垂線夾1絕緣子串長度絕緣子串重量適用避雷線8、地質條件：土的狀態(tài)粘性土軟塑材料：普通直立鋼筋混凝土門型電桿(帶叉梁)電壓等級：110kv根部埋深：3m頂徑：270mm①施工裕度△h的確定：根據(jù)設計任務書提供的水平檔距L=240m,查表(3-7)為了更加安全取△h=0.7m②h為導線到地面及被跨越物的安全距離：③λ絕緣子串的長度：根據(jù)所選擇的絕緣子型號及金具確定為1.304m。根據(jù)任務書給的檔距，控制氣象條件為年均氣溫。采用狀態(tài)方程式，用計算機軟件算出最高溫條件和最后覆冰條件下的弧垂，經(jīng)過比較，最大弧垂發(fā)生在最高氣溫條件下。經(jīng)計算，得到最高溫氣象條件L=260m下最大弧垂fmx=4.589m。則桿塔的呼稱高度H=1.304+4.589+7+0.7=13.595m2、導線水平線間距離確定：根據(jù)參考書目一公式3-3(1)規(guī)程規(guī)定最小間隙：工頻電壓時為0.25m,操作過電壓時為0.7m,雷電過電壓時為1.0m,考慮帶電作業(yè)時需增加0.5m。(2)絕緣子串基本風壓：1)正常運行最大風時：2)內過電壓時：3)外過電壓時：(3)絕緣子串所受風壓：2□5,得門P=1×(7+1)×0.95×0.391×0P=1×(7+1)×0.95×0.141×0P=1×(7+1)×0.95×0.063×0(4)導線風荷載計算(5)導線自重比載計算(6)絕緣子串風偏角，即計算，即(7)桿塔橫擔長度的確定：其中R為最小空氣間隙，入為絕緣子串長，φ為風偏角，b為桿塔上腳釘外露部分加桿徑一半的長度。根據(jù)規(guī)程，R取1.00m,入=1.304m,φ取最大風偏值23.97°,b偏于安全考考慮到桿塔半徑影響，取橫擔長度為8.00m(8)根據(jù)CAD作圖進行間隙圓校驗，起控制作用的是帶電作業(yè)情況，導線與桿塔間隙滿足帶電作業(yè)要求。4、地線支架高度的確定(1)防雷保護角：根據(jù)規(guī)程規(guī)定，可取防雷保護角u=25°。根據(jù)下圖，取a=0.3m,b根據(jù)橫擔結構，取b=2.0m(參考書一公式3-8)(2)計算地線支架高度：(參考書目一公式3-7)H1=H2-λ1+λ2=3823.65-1304+362=2881.65mm取整后，地線支架高度取3.0m,此時防雷保護角減小，有利于防雷。(3)地線之間水平距離校驗：(參考書目一公式3-9)D=4000+2×300=4600mm≤5×3823.65=19118.25mm,符合要求。5、桿塔總高度確定：根據(jù)桿塔的分段，可取桿塔總高度為21.0m(加入地下埋深),分段為9m+6m+6m。(一)、桿塔標準荷載1、運行情況I:最大設計風速，無冰、未斷線。(1)地線重力為：Gn-γAL,+Gjm=77.872×103×37.15×360+9.8(2)地線風壓：P=Y?szsAgL=76.684×103×37.15×(3)導線重力：G?=Y?A?L+G=36.512×103×181.62×360+38.6(4)絕緣子串風壓：P=n?(n?+I)μ?A,W?=1×(7+1)×0.95×0.391(5)導線風壓：P?=Y?n?sA?Lp+P=35.192×103×181.62×240+892、運行情況Ⅱ:覆冰、相應風速，未斷線。(1)設計冰厚為5mm,覆冰系數(shù)取K=1.075,則地線重力為(2)地線風壓為(3)導線重力為=2766.60+1151.41=3918(4)絕緣子串風荷載為(5)導線風壓為3、斷導線情況I、Ⅱ:斷一根導線荷載組合情況為無冰無風。(1)地線重力：G=1137.86N(2)導線重力：斷導線相為：(3)斷線張力：LGJ-150/35型導線計算拉斷力為Tp=65020N導線最大使用張力為導線最大使用張力百分比為35%,則4、斷地線情況：荷載組合情況為無冰、無風、導線未斷。(2)地線重力：(3)斷線張力：GJ-35最小破斷拉力Tp=43424N地線最大使用張力為地線最大使用張力百分比值為20%,則5、安裝情況：荷載組合情況為有相應風速、無冰。(二)桿塔設計荷載1、運行情況I:最大設計風速，無冰、未斷線。2、運行情況Ⅱ:覆冰、相應風速，未斷線。IV級氣象區(qū)，從規(guī)程中查得：V=10m/s,t=-5℃,b=5mm。(1)設計冰厚為5mm,覆冰系數(shù)取K=1.075,則地線重力為(2)地線風壓為(3)導線重力為Gp=1.2×2766.60+1.4×1151.41=3319.92+1611.9(4)導線風壓為3、斷導線情況1、Ⅱ:斷一根導線荷載組合情況為無冰無風。(2)導線重力：(3)斷線張力：4、斷地線情況：荷載組合情況為無冰、無風、導線未斷。(1)導線重力：Gp=1.2×2766.59=3319.91N(3)斷線張力(地線不平衡張力):T。=1.4×3216.59=4503.23N5、安裝情況：荷載組合情況為有相應風速、無冰。《規(guī)程》中查得：V=10m/s,t=-5℃,b=0四、電桿桿柱的配筋計算及強度驗算2)設計處的剪切力V:V=1.4×0.75×12743=13設桿身厚度為50mm,則根據(jù)圖示尺寸計算：彎矩為零處桿徑為：2、主桿彎矩計算：(1)桿身風壓計算高度變化系數(shù)取μ?=1,構件體形系數(shù)μ。=0.6,桿塔風荷載調整系數(shù)β?=1.0。A點單位長度桿身風壓為B點單位長度桿身風壓為O點單位長度桿身風壓為(2)各段風壓合力作用點高度：彎矩為零處時(3)各段彎矩計算：M=957.19×3+67.96×3×1.466+1365.43×0.3=3M=0.55×(2×957.19×6+3×2272.38×3+2×72.66×6×2.871)=1Mc=0.55×(2×957.19+3×2272.38+2×80.51×6.838)×1.1×2.97=1M?=0.55×(2×957.19+3×2272.38+2×86.72×6.838)×1.1×(8-2.97)=3事故斷邊導線荷載已列于荷載設計值圖中。荷載系數(shù)為0.75,地線支持力△Tmax=M?=0.75×(1.2×12743.92×16-6020×19)=97ri=275mm,r?=225mm,r,=250mm,E,=200N/mm2,E.=采用光面配筋v=1A=A?+(ag-l)A,=78500+(6.8-1)×1846=f=2.0KN/mm2(2)計算開裂彎矩M=NW?=1.67×2.0×11257618.35=(3)計算裂縫寬度最大風荷載時：Ms=30.18KN·m,比M。小，故不會開裂。取橫擔和絕緣子串總重為4000N,將錐形電桿自重按等徑電桿均布荷載，取電桿比重為BDACBDAY=1500×21+2000-17750=12.計算各點的彎矩M=0N·m從上面結果可以看出，吊裝桿塔時是安全的。五、基礎設計吊裝彎矩圖2、抗壓承載力計算(1)桿塔傳給基礎的荷載為：故此電桿不會對基礎產(chǎn)生上拔力。(2)底盤壓應力計算選取規(guī)格為0.8×0.8×0.18的底盤，質量為277kg,體積為底盤上方土重為：(參考書一公式11-61)(3)底盤承載力驗算由于基礎埋深超過0.5m,故計算時f.=fx+ny(b-3)+