输电线路设计论文毕业论文 59页

毕业设计(论文)输电线路设计论文毕业论文目录摘要I目录II第一章导地线设计-1-1.1导线的设计-1-1.2导线选择-1-1.3导线的比载-2-1.4计算临界档距、判断控制气象-4-1.5地线选择-9-1.6地线的比载-10-1.7计算临界档距、判断控制气象-12-第二章金具设计-15-2.1绝缘子的种类及选择-15-2.2悬式绝缘子片数确定-15-2.3按内过电压的要求进行校验-16-2.4悬垂串的串的设计-16-2.5防振锤的设计-18-2.6间隔棒的选择-21-第三章杆塔结构设计-23-3.1杆塔定位-23-3.2杆塔定位后的校验-24-3.3导地线参数，及线路技术数据：-28-3.4各种荷载组合气象条件-28-3.5杆塔荷载标准值计算-29-第四章基础设计-39-4.1基本要求-39-4.2自力式铁塔基础上拔校验：-39-4.3地基压力计算-42-第五章防雷设计-45-5.1工频接地电阻-45-5.2耐雷水平-46-5.3雷击跳闸率-48-第六章编制铁塔施工技术手册-49-6.1说明铁塔施工技术手册-49-结论-54-致谢-55-参考文献-56-I 毕业设计(论文)第一章导地线设计1.1导线的设计第Ⅲ气象区气象条件列表：表1-1第Ⅲ气象区气象条件气象条件组合项目气温（0C）风速（m/s）冰厚（mm）最高气温+4000最低气温-1000年平均气温+1505覆冰-5105最大风速-523.50安装-5100外过有风+15100外过无风+1500内过电压+15150冰重比0．91.2导线选择-55- 毕业设计(论文)如何选择线路导线截面是电力网设计中的一个重要问题。线路的能量损耗同电阻成正比增大导线截面可以减少能量损耗。但是线路的建设投资却导线截面积的增大而增加。综合考虑这两个相互矛盾的因素，采用按经济电流密度选择导线截面，这样可使线路运行有最好得经济效果。导线的型号选择LGJ-300/25双分裂型.表1-2LGJ-300/25导线参数名称符号数据单位导线综合截面积A333.31导线外经d23.76导线单位重量G。1058综合弹性系数E65000计算拉断力Tp83410抗拉强度σp250.25综合膨胀系数α20.5*10-6安全系数K2.5许用应力[σ]100.10年均应力上限[σcp]62.561.3导线的比载1.3.1自重比载：（1-1）1.3.2冰重比载：（1-2）-55- 毕业设计(论文)1.3.3垂直总比载:1.3.4风压比载（1-3）（1-4）（1-5）表1-3各种风速下的风速不均匀系数a设计风速（m/s）20以下20-3030-3535及以上1.00.850.750.701.3.5覆冰时风压比载（1-6）1.3.6无冰有风时得综合比载（1-7）1.3.7有冰有风时的综合比载，按下式计算-55- 毕业设计(论文)（1-8）表1-4各气象条件下导线比载的计算值比载项目自重比载覆冰无风无冰综合无冰综合无冰综合覆冰综合数据31.13043.09331.49932.95538.44743.732备注C1=1.1C1=1.1C1=1.1C1=1.11.4计算临界档距、判断控制气象1.4.1导线的允许控制应力:1.4.2可能成为控制气象列表：表1-5气象列表条件气象条件最大应力(N/mm2)比载（MPa/m）温度（˚C）g/δ比值（1/m）编号最低气温100.10-10A最大风100.10-5B覆冰100.10-5C年均气温62.56+15D-55- 毕业设计(论文)1.4.3计算临界档距并判断控制气象计算式:（1-9）表1-6有效临界档距判断表：ABC-55- 毕业设计(论文)图1-1判定结果图1.4.4求各种状态下的应力弧垂为保证导线在施工与运行中的安全可靠性，就必须掌握这种导线应力随气象条件变化的规律，而反映一定代表档距的耐张段中，导线应力变化与气象条件变化间的关系方程——导线的状态方程.（1-10）求解各气象条件下的应力及弧垂，并利用此数据绘制出导线的机械特性曲线.表1-7LGJ第IV气象区导线应力弧垂计算表气象条件最高气温最低气温年均气温最大覆冰档距应力弧垂应力弧垂应力应力弧垂mMPamMPamMPaMPam5033.4390.29194.9240.10262.5688.8030.15410039.4260.98792.2510.42262.5687.7080.62315044.2791.97788.3490.99162.5686.2341.42620047.9963.24383.9461.85462.5684.7052.58125050.8284.78579.7513.05062.5683.3304.10030052.9966.60876.2004.59662.5682.1915.98635054.6708.71973.4006.49462.5681.2858.23840055.97511.12371.2648.73762.5680.57510.85545057.00513.82369.64511.31462.5680.02013.83450057.82516.82368.41314.22062.5679.58317.172表1-8LGJ第IV气象区导线应力弧垂计算表气象条件安装事故断线外过电压无风外过电压有风内过电压最大风档距应力应力应力应力应力应力mMPaMPaMPaMPaMPaMPam5094.94194.92462.56062.59862.75163.375-55- 毕业设计(论文)10092.31992.25162.56062.69163.21565.25515088.50388.34962.56062.80163.75467.33720084.20783.94662.56062.90264.24369.18825080.12279.75162.56062.98464.64270.70230076.66576.20062.56063.04764.95371.90135073.93873.40062.56063.09665.19272.84140071.85371.26462.56063.13365.37573.57945070.27169.64562.56063.16265.51874.16250069.06468.41362.56063.18465.63074.6261.4.5计算安装曲线的应力和弧垂架空线的安装是在不同的气温下进行的，紧线时按照安装曲线上相应与这一温度弧垂进行（1）已知条件同前边的参数，控制气象为年平均气温，温度+15℃，比载为（2）应用状态方程式求解各施工气象（无风,无冰，不同气温）下的安装应力，进而求得相应的弧垂表1-9不同温度下安装曲线的应力档距温度50100150200250300350400450500-1094.94192.31988.50384.20780.12276.66573.93871.85370.27169.064-588.39386.12782.91679.42576.21273.55671.48369.90168.70267.781081.87380.03677.52074.88972.54670.64869.18068.06267.21266.555575.39074.07672.24870.61669.12367.93467.02066.32565.79365.383-55- 毕业设计(论文)1068.95968.28067.43166.61865.93865.40464.99664.68464.44564.2601562.59862.69162.80162.90262.98463.04763.09663.13363.16263.1842056.33857.35958.48559.46860.25060.85361.31361.66661.93962.1532550.22252.33954.50156.31057.72558.80959.63860.27660.77361.1633044.31747.68450.85953.41855.39456.90558.06358.95959.65960.213表1-10不同温度下安装曲线的弧垂档距温度50100150200250300350400450500-100.1040.4261.0011.8703.0714.6226.5238.76811.34614.253-50.1110.4571.0681.9833.2294.8186.7479.01211.60514.52200.1200.4921.1432.1033.3925.0166.9729.25611.86314.79050.1310.5321.2262.2303.5605.2167.1979.49812.11915.055100.1430.5771.3142.3643.7325.4187.4219.73912.37215.318150.1570.6281.4112.5043.9075.6217.6449.97912.62315.579200.1750.6861.5152.6484.0845.8237.86710.21612.87315.837250.1960.7521.6252.7974.2636.0268.08810.45213.12016.094300.2220.8261.7422.9484.4426.2278.30710.68513.36516.348-55- 毕业设计(论文)1.5地线选择根据导线型号LGJ-300/25，选取地线型号为GJ-50表1-11GJ-50地线参数名称符号数据单位导线综合截面积A49.46导线外经d9.0导线单位重量G。423.7综合弹性系数E181423计算拉断力Tp60564综合膨胀系数α安全系数K4许用应力[σ]408.168年均应力上限[σcp]306.1261.6地线的比载1.6.1自重比载：地线本身重量造成的比载称为自重比载。-55- 毕业设计(论文)1.6.2冰重比载：地线覆冰时，由于冰重产生的比载成为覆冰比载。1.6.3垂直总比载：1.6.4风压比载：无冰风压比载应计算最大风速和安装有风两种情况。无冰时作用在导线上每米长每平方毫米的风压荷载称为无冰时风压比载。表1-12各种风速下的风速不均匀系数a设计风速（m/s）20以下20-3030-3535及以上1.00.850.750.701.6.5覆冰时风压比载：1.6.6无冰有风时得综合比载：-55- 毕业设计(论文)1.6.7有冰有风时的综合比载，按下式计算：。表1-13各气象条件下导线比载的计算值比载项目自重比载覆冰无风无冰综合无冰综合无冰综合覆冰综合84.012123.25585.07289.247104.909126.453备注C1=1.2C1=1.2C1=1.2C1=1.21.7计算临界档距、判断控制气象1.7.1地线的允许控制应力：规程规定，导线最低点的最大使用应力按下式计算：1.7.2可能成为控制气象列表：表1-14气象列表最大应力(N/mm2)比载×10-3（MPa/m）温度（˚C）g/δ比值×10-4（1/m）编号最低气温408.16884.012-102.058A-55- 毕业设计(论文)最大风速408.168104.909-52.570B年平均气温306.12684.012+152.744C覆冰408.168126.453-53.089D1.7.3计算临界档距并判断控制气象计算式：表1-15有效临界档距判断表ABC-55- 毕业设计(论文)Lab=241.328Lbc=虚数Lcd=629.718Lac=虚数Lbd=0Lad=277.861由列表有，可知Lcd=629.718为临界档距。由坐标图表示有：L0/m年平均气温覆冰图1-2判定结果图第二章金具设计2.1绝缘子的种类及选择-55- 毕业设计(论文)绝缘子是用来支撑和悬挂导线，并使导线与杆塔绝缘。它应具有足够的绝缘强度和机械强度，同时对化学物质的侵蚀具有足够的抵抗能力，并能适应周围大气条件的变化，如温度和湿度变化对它本身的影响等。架空线常用的绝缘子有针式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担式绝缘子等。根据规程相关规定，考虑经济性和线路电压等级选择悬式绝缘子。2.2悬式绝缘子片数确定根据长期的运行经验，在一般的污秽地区，片数按下式选定时，可满足工作电压要求。（2-1）；。在此取XP-70型号的绝缘子，泄漏距离为29.5cm。所以n取15片。2.3按内过电压的要求进行校验工频湿闪电压公式如下：（2-2）Uss：绝缘子的操作冲击50%湿闪络电压峰值kV；-55- 毕业设计(论文)k0：操作过电压倍数，220kV时，k0=3；Uph：长期最高运行相电压。n:标偏系数的倍数，其取值与线路绝缘子中数量及线路允许跳闸率有关，其值取n=3.75；σ%:标偏系数，一般取8%；kd：空气密度校正系数，取1.0。湿闪电压:应选15片。2.4悬垂串的串的设计2.4.1绝缘子选择（xp-70）为保证高压架空线路的导线绝缘悬挂体系在事故状态下能照常工作，采用双联绝缘子串。荷载校验（2-3）（2-4）用1串双联绝缘子串即可符合要求.K-绝缘子的安全系数；2.4.2按最大使用荷载校验-55- 毕业设计(论文)（2-5）（2-6）2.4.3正常运行状态常年荷载校验2.4.4断线时校验n—绝缘子串数；R—绝缘子的机电载荷；—断线张力；K—绝缘子安全系数，导线断线时的安全系数为1.3；n均小于1，故符合条件。表2-1悬垂绝缘子串材料表序号名称规格单位数量质量（kg）一件小计合计1U型螺栓UJ-1880副10.850.9124.12Q型球头挂环Q-7个10.300.33耐污型绝缘子XWP3-70片157.50112.54W型碗头挂板W-7A个10.820.85悬垂双线夹XCS-4副19.309.36铝扁带1*10m100.030.3表2-2耐张绝缘子串材料表序号名称规格数量质量（kg）-55- 毕业设计(论文)单位一件小计合计1U型挂环U-10副40.542.2271.12PH型挂环PH-10个10.610.63L型连板L-1040块34.4313.34Z型挂板Z-7副20.641.35QP型球头挂环QP-7个20.270.56耐污型绝缘子XWP3-70片327.50240.07WS型碗头挂板WS-7个20.971.98P型挂板P-7副20.601.29DB型调整板DB-7副21.703.410U型挂环U-7副20.440.911液压型耐张线夹NY-300/15A副12.882.912液压型耐张线夹NY-300/15B副12.882.92.5防振锤的设计2.5.1导线的振动导线发生振动和舞动的根本原因是由于气象条件三要素（风速、覆冰厚度和气温）中风的作用，当架空输电线路的导线受到稳定的微风作用时，便在导线背后形成以一定频率上下交替变化的气流漩涡，从而使导线受到一个上下交变得脉冲力作用。当气流漩涡的交替变化频率与导线的固有自振频率相等时，导线在垂直平面内产生共振及引起导线振动。这将危害线路正常安全运行。2.5.2导线的防振措施（1）设法从根本上消除引起导线振动的条件。（2）设法利用线路设备本身对导线振动的阻尼作用，以减小导线的振动。（3）在导线上加装防振装置以吸收或减弱振动能量。目前我国广泛采用的防振装置是防振锤和阻尼线。-55- 毕业设计(论文)2.5.3防振锤的选择当架空线振动时，防振锤的线夹随之上下振动，由于两端的重锤具有较大的惯性，不能和线夹同步移动，则钢绞线不断上、下弯曲，重锤的阻尼作用减小了振动的强度，钢绞线的变形及股间的摩擦则消振了振动能量。据《架空电力线路设计》种127页表选取防振锤型号F-1型。我国目前主要生产的防振锤型号为各种导线不但直径和单位长度重力不同，而且在实际工程中它们的悬挂点高度、应力、档距也不同。因此，在发生振动过程中，它们的振幅、频率范围、风速范围等都有差异，也就是说振动的能量大小也不相同。所以就不能只采用一中型号的防振锤来解决所有导线的振动问题，必须分别对待。一般来讲：直径大的和单位重力大的导线，相应的防振锤要大些，见表2-3.表2-3导线与防振锤型号配合表防振锤型号适用导线型号截面GJLJLGJLGJJLGJQF-1300～400300～400300～500F-2185～240185～240185～240F-3120～185120～150150150F-470F-570～95F-650F-735F-835～502.5.4防振锤个数选择当导线直径小档距大，或者导线直径大而档距也大时，风传给导线的能量就大，往往需采用多个防振锤才能防止振动的危害，一般取1～3个，大跨越至要6～7个之多。其个数的决定，应根据表2-4查出所需防振锤个数。此处取1个防震锤。表2-4防振锤个数与档距、导线直径大小的关系导线地线直径（mm）防振锤个数123-55- 毕业设计(论文)2.5.5防振锤安装距离的选择（2-7）（2-8）（2-9）表2-5引起导线振动的风速范围档距（m）悬挂点高度（m）引起振动的风速范围（m/s）150-250300-450500-700700-1000122540700.50.50.50.54.05.06.08.0图2-1防振锤安装示意图-55- 毕业设计(论文)2.6间隔棒的选择2.6.1间隔棒的用途分类及适用范围送电线路分裂导线间隔棒的主要用途是限制子导线之间的相对运动及在正常运行的情况下保持分裂导线的几何形状。按照送电线路分裂导线的根数不同，我国500kv及以下送电线路的间隔棒可分为二、三、四根分裂导线用的三种类型。按间隔棒的工作特性分为两类，即阻尼型间隔棒及非阻尼型间隔棒。阻尼式间隔棒特点：在间隔棒活动关节处利用橡胶作材料来消耗导线的振动能量，对导线振动起阻尼作用。因此，该类间隔棒可适用于各地区。重点作用于导线容易产生振动地区的线路（如平原、丘陵及一切开阔地带）。本次设计的地形条件为平原，所以可选择阻尼式间隔棒。2.6.2间隔棒的技术要求（1）耐短路电流向心压力的机械强度：送电线路发生短路事故时，分裂导线受电磁作用将产生较大的向心压力，间隔棒的各部件应在经受这一压力时不发生破坏或永久变形。间隔棒的向心力按下式计算：（2-10）式中F—短路电流向心力；N;n—分裂导线根数；Isc—系统可能出现的最大短路电流；kA;Ft—子导线张力；N；s—分裂导线间距；m;d—子导线直径，m.（2）两夹头之间的拉、压强度：分裂导线间隔棒的机械强度应能承受导线覆冰不平衡张力（如仅单根导线覆冰）、次档距振荡及单根导线上人时在子导线之间产生的拉、压力。考虑到可能出现的严重情况，一般该强度应不低于4000N。（3）夹头握力：送电线路不仅要求在正常运行或导线在微风振动情况下，间隔棒对导线有稳固的握力，以防住导线，以保证外力消除（如覆冰脱落）后，导线能有自行恢复到原位置的能力。恢复力矩有两个来源，即M=M1+M2，M1是因夹头偏离其平衡位置后，由两侧张力合成的结果。这个力矩可近似地表述为：M1=-2×n×r2sinβ(0≤β≤π)（2-11）-55- 毕业设计(论文)式中n—分裂导线根数;Ft—子导线张力，N;L—次档距长度（即两间隔棒之间的长度），m;r—间隔棒分裂半径，m;β—间隔棒的扭转角度。国外资料及国内实测结果表明，在长期运行情况下，铝截面为300mm2的钢芯铝绞线，间隔棒夹头扭握力不应低于25～30N·m,铝截面为400mm2的钢芯铝绞线，间隔棒夹头扭握力不应低于35～40N·m.止磨损导线。而且还要求由于不均匀覆冰等原因使导线发生扭转时，间隔棒夹头应能握住导线，以保证外力消除（如覆冰脱落）后，导线能有自行恢复到原位置的能力。(4)活动性：间隔棒应具有充分的活动性，以避免由于导线的振动、振荡、弛度差及不均匀覆冰时，夹头附近的导线出现高应力疲劳损坏。(5)电气性能：间隔棒应符合线路金具防电晕及无线电干扰的要求，此外，对采用橡胶做阻尼元件或做夹头防松件的间隔棒而言，橡胶应具有一定的导电性能，以防止在子导线之间的不平衡电压作用下橡胶元件发热损坏。2.6.3间隔棒的安装如何合理地选择间隔棒的安装位置，仍然是一个正在探索中的问题。但是，目前国内外已广泛采用按不等距离安装的方式。参考国外厂家所推荐的安装距离，初步拟定下述几项原则：（1）第一次档距对第二次档距（或倒第一对倒第二次档距）的比值宜选在0.55～0.65左右。此外，间隔棒不宜布置成对于档距中央呈对称分布。（2）端次档距长度，对阻尼性能良好的间隔棒可选在30～45m范围内，对阻尼性能一般或非阻尼型间隔棒可选在25～35m范围内。（3）最大次档距长度，对阻尼性能良好的间隔棒，一般不宜超过80～90m,对阻尼性能一般或非阻尼型间隔棒一般不宜超过60～65m。第三章杆塔结构设计-55- 毕业设计(论文)3.1杆塔定位杆塔定位是在线路初勘测量，终勘测量的基础上进行的。3.1.1杆塔的呼称高架空导线对地面、对被跨越物必须保证有足够的安全距离。为此，要求线路的杆塔具必要的适当高度。同时还要求线路有与杆高相配合的适当的档距。从地面到最低层横担绝缘子串挂点的高度，叫做杆塔的呼称高。用H表示。用下式计算：（3-1）式中:λ----绝缘子串长度,m;f----导线最大弧垂,m;h----导线对地最小允许距离,也叫限距,m;Δh---考虑施工误差预留的裕度,m,一般取0.5-1m,视档距大小而定.(参考表3-1)表3-1定位裕度档距(m)200200-350350-600600-800800-1000定位裕度(m)0.50.5-0.70.7-0.90.9-1.21.2-1.43.1.2计算最大弧垂由公式(1-11)计算得:3.1.3计算耐张段的代表档距查应力弧垂曲线中的fmax=13.540m，得耐张档距L定=394.749m则估算代表档距（平地）查应力弧垂曲线中得应力-55- 毕业设计(论文)3.1.4制作定位摸板（3-1）做出模板如下图示：图3-1模板图3.1.5绘制出杆塔定位（如图TH018）（3-2）3.2杆塔定位后的校验3.2.1计算水平档距和垂直档距水平档距:（3-3）计算垂直档距在杆塔图上量取-55- 毕业设计(论文)表3-2水平档距和垂直档距/m443.9453.8454.9441.5439.4447.4455.8454.33446.4459.2/m481.3433.5442.4453.4456.6448.2436.8445.2453.9468.8计算杆塔的最大允许档距实际档距均小于最大允许档距，满足要求。3.2.2间隙圆校验（1）规程绘出的最小空间隙为:（2)三种气象情况下绝缘子串偏角①基本风压：（3-4）②绝缘子串所受风压：（3-5）根据规程本线路采用双联15片绝缘子，-55- 毕业设计(论文)③导线风荷载计算（3-6）④导线重力荷载（3-7）⑤绝缘子风偏角（3-8）3.2.3间隙圆校验图如（TH04）-55- 毕业设计(论文)图3-2间隙圆校验图3.2.4导线悬垂角图3-3导线悬垂角示意图-55- 毕业设计(论文)3.3导地线参数，及线路技术数据：导线LGJ-300/25，外径23.76mm，截面积A=333.31mm2,导线单位重量1058kg/km计算拉断力83410N；地线：GJ-50，外径，d=9mm，截面积A=49.46mm2，计算重量423.7kg/km，计算拉断力60564N。3.4各种荷载组合气象条件表3-3各种荷载组合气象条件组合气象条件风速（m/s）冰厚（m）气温（℃）正常运行情况最大风23.50-5最大覆冰105-5事故情况断导线000断地线000安装吊线锚线牵引10003.5.1正常运行情况最大风速气象条件（v=23.5m/s,b=0mm,t=-5℃）（1）导线风荷载（3-9）电线风荷载调整系数：风压不均匀系数：导线体型系数：（因为23.76mm大于17mm）（2）风压高度变化系数uz绝缘子串长3.160m；导线弧垂取13.540m-55- 毕业设计(论文)导线平均高度：（3）绝缘子串风荷载计算（3-10）绝缘子串体型系数：风压高度变化系数：将取值代入上式得:（4）地线风荷载地线弧垂11.934m地线平均高度：风压高度变化系数：（5）铁塔风荷载风向作用在与风向垂直的结构表面的风荷载计算式为：塔头处：塔身处：塔身处：塔头处的轮廓面积：塔头的填充系数：塔头处沿风向的投影面积：-55- 毕业设计(论文)塔身处的轮廓面积：塔身的填充系数：塔身处沿风向的投影面积：塔头处的风荷载：塔身处的风荷载：（6）横担风荷载风压调整系数：结构体型系数：风压高度变化系数：轮廓面积：填充系数：横担沿风向投影面积：横担的风荷载：（7）导线重力荷载双分裂导线n=2垂直档距481.3m导线单位长重量10.58N/m导线重力荷载：（8）地线重力荷载地线单位长重量4.23N/m地线重力荷载：（9）绝缘子串、防振锤荷载（10）主塔重据如下：呼称高24m的SZ1双回路鼓型直线塔重为11314㎏，合113.14kN。3.5.2正常运行情况最大覆冰-55- 毕业设计(论文)气象情况（v=10m/s,b=5mm,t=-5℃）（1）导线风荷载电线风荷载调整系数：风压不均匀系数：导线体型系数：（因为23.76mm大于17mm）覆冰时导线外径：其余数值与大风情况取值相同。则（2）绝缘子串风荷载绝缘子串长3.160m；导线弧垂取13.540m导线平均高度：风压高度变化系数：（3）绝缘子串风荷载计算绝缘子串体型系数：风压高度变化系数：将取值代入上式得:（4）地线风荷载地线弧垂11.934m地线平均高度：风压高度变化系数：-55- 毕业设计(论文)（5）铁塔风荷载风向作用在与风向垂直的结构表面的风荷载计算式为塔头处：塔身处：塔身处：塔头处的轮廓面积：塔头的填充系数：塔头处沿风向的投影面积：塔身处的轮廓面积：塔身的填充系数：塔身处沿风向的投影面积：塔头处的风荷载：塔身处的风荷载：（6）横担风荷载风压调整系数：结构体型系数：风压高度变化系数：轮廓面积：填充系数：横担沿风向投影面积：横担的风荷载：（7）导线重力荷载双分裂导线n=2垂直档距481.3m导线单位长重量10.58N/m导线重力荷载：-55- 毕业设计(论文)（8）地线重力荷载地线单位长重量4.23N/m地线重力荷载：（9）绝缘子串、防振锤荷载（10）主塔重据如下：呼称高24m的SZ1双回路鼓型直线塔重为11314㎏，合113.14kN。3.5.3事故断导线情况气象情况（V=10m/sb=0mmt=0℃地线未断）（1）导线断线张力最大使用张力:（2）导线重力荷载未断相导线重力荷载:已断相导线重力荷载:（3）地线重力荷载地线重力荷载:（4）绝缘子串、防震锤荷载（5）主塔重据如下：呼称高24m的SZ1双回路鼓型直线塔重为11314㎏，合113.14kN。3.5.4事故断地线情况气象情况（V=10m/sb=0mmt=0℃导线未断）（1）地线断线张力：-55- 毕业设计(论文)（2）导线重力荷载未断相导线重力荷载:已断相导线重力荷载:（3）地线重力荷载地线重力荷载:（4）绝缘子串、防震锤荷载（5）主塔重据如下：呼称高24m的SZ1双回路鼓型直线塔重为11314㎏，合113.14kN。3.5.6安装情况的锚线荷载气象情况（V=10m/sb=0mmt=-5℃）（1）锚线荷载分配系数n=0.5导线张力取T=20kN动力系数k=1.1锚钢绳对地面夹角β≤45°直线塔GF=3.5kN耐张塔GF=4.5kN（2）地线风荷载（3）铁塔风荷载:（4）横担风荷载：（5）绝缘子串、防震锤荷载-55- 毕业设计(论文)直线绝缘子串重139.1kg，防震锤28.8kg，间隔棒4.8kg（6）主塔重据如下：呼称高24m的SZ1双回路鼓型直线塔重为11314㎏，合113.14kN。-55- 毕业设计(论文)图3-4最大风速及最大覆冰荷载图-55- 毕业设计(论文)图3-5事故断地线及事故断导线荷载图-55- 毕业设计(论文)第四章基础设计杆塔基础设计是指根据线路所经过的地区的地质、水、土壤施工运输条件等情况和所选的各类杆塔形式，经过技术经济比较后确定出各类基础的形式，然后对各类杆塔进行计算，使所设计的基础在杆塔受各种礼时能满足杆塔的稳定条件的要求，从而保证线路长期安全地运行。所谓杆塔基础是指筑在土壤里的杆塔地下部分的总体。杆塔必须有稳定的基础，一防止杆塔上拔、下沉和倾倒，确保架空线路安全、可靠运行。4.1基本要求杆塔基础承受着杆塔荷载和基础顶面的外力作用。随着杆塔所受到荷载化，杆塔基础。受到荷载的作用力随之变化。故此，杆塔基础的设计应该满足杆塔在各种受力情况下，杆塔不上拔，不下压，使线路能长期安全稳定的运行基础。按施工特点和承载分开控基础，掏空扩底基础，岩石锚桩，钻孔灌注桩基础等。此设计所选为大开挖混凝土基础，并用土重法计算。4.2自力式铁塔基础上拔校验：4.2.1土重法计算基础上拔（4-1）式中：V0——基础上拔深度ht内的体积；——土的计算容重，按表4-1取用；γ0——基础上拔稳定安全系数；ηt——相邻上拔基影响系数；ηm——水平荷载影响系数；ΔV——相邻基础影响的相交体积;-55- 毕业设计(论文)V——ht深度内的总体积，按下面公式计算；T——作用于基础顶面的上拔力；表4-1基础上拔稳定系数基础类型杆塔类型重力式基础其他基础直线杆塔0.91.1耐张、悬垂转角0.951.3转角、终端、大跨越1.101.6①②图4-1基础图③表4-2回填土体临界深度土类土的状态临界深度（m）圆形底版方形底板砂土类稍密、密实2.5D3.0D粘性土坚硬、硬塑2.0D2.5D可塑1.5D2.0D软塑1.2D1.5D由表可知：-55- 毕业设计(论文)（4-2）表4-3基础上拔土计算容重和上拔角土名参数粘土及粉质粘土砂土坚硬硬塑可塑软塑栎砂粗砂中砂细砂粉砂171716151917171615℃252520103028282622353530153535353030这里取粗沙，角度取28度④⑤⑥△V相邻基础影响相交体积，由于基础没有相交情况，故也不做考虑；⑥ηm水平荷载影响系数；水平荷载为:H=1/4[2(8.826+7.994+7.012+0.276+0.258+0.239+2.114)+17.393+14.973+1.046+1.824+1.168]=22.4605kNT设计上拔力，T=130kN，则有：H/T=0.173根据表有：表4-4HT比值表H/T0.15-0.41.0-0.90.4-0.70.9-0.80.7-1.00.8-0.75由上可知ηm=0.9⑧基础自重Qf-55- 毕业设计(论文)则有：由于57.05>1.1即满足要求。4.3地基压力计算地基压力是指基础传递给地基持力层顶面处的压力，地基压力是分布力，它取决于地基与底板的相对刚度，荷载大小，基础埋深和土的性质等多种因素，杆塔基础底板可以看作绝对刚体。4.3.1单向偏心荷载作用（考虑单向偏心荷载作用）（4-3）式中：N——作用于基础顶面的设计轴心压力；Qf——基础自重；G0——基础底板上方土的重力；A——基础底面计算面积；M——作用于基础底面上的力矩；W——基础底面对垂直与力矩的形心轴的抵抗矩；①②③④面积A=12.96⑤M作用于基础底面的力矩⑥W——基础底面对垂直与力矩的形心轴的抵抗矩-55- 毕业设计(论文)由pmin<0这种情况，实际上基础与地其间不能承受拉力，基础部分底面将与地基脱离。4.3.2地基承载力设计值（4-4）f——地基承载力设计值；fk——地基承载力标准值；r——基础底板以下土的天然容重；rp——基础底板以上土的天然容重；h——基础埋置深度，以设计底面算起；b——基础短边宽度；若基础宽度小于3m按3m考虑，若大于6m，按6m考虑；表4-5土重法临界深度土的类别宽度mb深度mh淤泥和淤泥质上<50Kpa01.0≥50Kpa01.1人工填土e或Ic大于等于0.85的粘性土e≥0.85或sr>0.5的粉土01.1红粘土含水比aw>0.801.2含水比aw≤0.80.151.4e或Ic均小于0.85的粘性土0.31.6E<0.85或sr≤0.5的粉土0.52.2粉砂、细沙（不包括湿、饱和状态）2.03.0中砂、粗砂、砂土和碎石土3.04.4则对于砂土mb=3.0，mh=4.4-55- 毕业设计(论文)表4-6地基承载力标准值土类面积10153050中砂、粗砂180250340500细沙、粉砂140180180340中砂=180，则对于偏心荷载作用下（4-5）所以满足要求。-55- 毕业设计(论文)第五章防雷设计在整个电力系统中的防雷中，输电线路的防雷问题最为突出，这是因为输电线路长度长，地处旷野，又往往是地面上最为高耸的物体，因此极易遭受雷击。输电线路的防雷性能的优劣，主要有两个指标来衡量：一是耐雷水平，既雷击线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值，以kA（千安）为单位。二是雷击跳闸率，既100km线路每年由雷击引起的跳闸次数，这是衡量线路防雷性能的综合指标。显然，雷击跳闸率越低，说明线路防雷性能越好。5.1工频接地电阻5.1.1一般地区耐雷水平计算根据《交流电气装置的接地》（DL/T621-1997）规定：在土壤电阻率的地区，采用水平敷设的接地装置，接地极埋设深度不宜小于0.5m。本次设计在一般地区按如图7-1所示埋设接地极，其中：接地极材料为圆钢，总长，直径，埋入深，形状系数（1）工频接地电阻计算（5-1）式中——水平接地体的接地电阻，；——水平接地体的总长度，m；——水平接地体的埋设深度，m；——水平接地极的直径或等效直径，m；——水平接地极的形状系数。将数值带入公式中得：-55- 毕业设计(论文)5.2耐雷水平迭代法计算耐雷水平迭代一：先取耐雷水平流过杆塔接地装置的冲击电流：（5-2）冲击系数计算（5-3）冲击电阻为：（5-4）杆塔电位计算（5-5）式中——杆塔分流系数；——冲击电阻，；——杆塔电感，；——耐雷水平，kA。杆塔横担电位：杆塔塔顶电位：导线电位计算（5-6）式中——电晕下的耦合系数；——杆塔塔顶电位，kV；——导线平均高度，m；——耐雷水平，kA。将数值带入得导线电位：-55- 毕业设计(论文)50%冲击放电电压：得：迭代二：取耐雷水平。流过杆塔接地装置的冲击电流：冲击系数计算：冲击电阻为：杆塔横担电位：杆塔塔顶电位：导线电位计算：50%冲击放电电压：得：。迭代三：取耐雷水平。流过杆塔接地装置的冲击电流：冲击系数计算：冲击电阻为：杆塔横担电位：杆塔塔顶电位：-55- 毕业设计(论文)导线电位计算：50%冲击放电电压：得：。迭代四：取耐雷水平。流过杆塔接地装置的冲击电流：冲击系数计算：冲击电阻为：杆塔横担电位：杆塔塔顶电位：导线电位计算：50%冲击放电电压：得：。所以线路经过一般地区的耐雷水平为：5.3雷击跳闸率5.3.1雷击杆塔时跳闸率雷击杆塔时的跳闸率可用下式表达式中：N—每100km线路每年落雷次数，-55- 毕业设计(论文)（5-7）g—击杆率，雷击杆塔次数与雷击线路总次数的比值；雷电流峰值超过雷击杆塔的耐雷水平的概率。E—绝缘子串的平均运行电压梯度对中性点直接接地系统对中性点非直接接地系统式中：—额定电压；—绝缘子闪络距离；—木横担线路的线间距离，对铁横担和水泥横担取0。表5-1击杆率避雷线根数12平原1/41/6山区1/31/45.3.2雷击杆塔时跳闸率雷绕击线路的跳闸率可用下式表达式中：N—每100km线路每年落雷次数，—绕击率；雷电流峰值超过绕击耐雷水平的概率：我国建议用下列公式计算绕击率：对平原地区：对山区：5.3.3一般地区-55- 毕业设计(论文)（1）雷击塔顶雷击总次数击杆率平原1/4雷电流峰值超过雷击杆塔的耐雷水平的概率建弧率：（中性点直接接地）得雷击杆塔时的跳闸率：（2）绕击跳闸率雷绕击总次数：雷电流峰值超过雷击杆塔的耐雷水平的概率：绕击率：对平原地区：建弧率：（中性点直接接地）得输电线路绕击跳闸率：输电线路的雷击跳闸率（平原）：-55- 毕业设计(论文)-55- 毕业设计(论文)第六章编制铁塔施工技术手册6.1说明铁塔施工技术手册220kV送电线路工程选用塔型直线塔：鼓形塔耐张塔：鼓形塔6.1.1组装方法及要求铁塔地面组装质量的好坏直接影响铁塔组立的快慢和质量好坏，不同的吊装方法，地面组装也不一样。内、外抱杆的分解组塔，其地面组装多采用分片组装，外拉线抱杆的整笼吊装组塔则是在地面组装笼子，采用小抱杆组塔时无地面组装工作，而采用整体搬立铁塔则需在地面将整座铁塔组装起来。（一）施工准备：1、技术准备：熟悉铁塔图、掌握不同的方法所应采取的不同地面组装方法，并弄清布置的位置、组装顺序。2、人员组织准备：地面组装技术性较强，应由一定实际经验的技术员负责。根据组装工程量的大小确定所需配合的技工、普工人数。3、施工工器具的准备：尖搬手、搬手、铁锤、大绳、方枕木、撬扛等。（二）场地平整：在立塔前，先要平整场地。根据不同立塔方式，铁塔的大小不同，所平整的场地大小也不尽相同，同一大小的铁塔，整流器体起吊所需的组装场地最大，采用外拉线抱杆吊笼子所需场地其次，再就是内外拉线抱争解组塔的场地，组装要场地最小的就是用简易小抱怨杆吊单件立塔。（三）塔材的清点：塔材运到位后应仔细清点，对于缺少主材或关键平铁、大斜材的应及时采取措施，有同类型的铁塔可先替代。如无同类型又影响组立的应停工，并作为急件加工，不可冒然立塔。对清点好的塔材按顺序排列整齐，一般同一段的材料放在一起，便于组装时找材料，对于太大的材料可不需集中。-55- 毕业设计(论文)（四）铁塔的地面组装：1、内、外拉线抱杆分解组塔的地面组装：一般采取分片组装后起吊，一般是把面对面的两征在地面组装时带主材，另外两个面的片就不带主材。为了吊装方便，各个面上的片应装在相应的各个方向，如受地形限制，也可将没有场地的一面的片组装在场地宽的地方。吊起后防止在空中转动或摆动。带主材面的螺栓连接等包钢外都要紧固，带主材的片，由于考虑到吊装时方便就位地面组装一般不拧紧，在塔上就位安装好后才拧紧。2、外拉线抱杆起吊笼子的地面组装：将铁塔各段在地面分别组装成一段一笼子的结构。在组装时先组装塔身的两个侧面，用小木杆支撑立起，再组装上下两个面。属于这一段的材料一般都装上，包括内材、封口铁、十字交叉铁等，将螺栓紧固。并将与底部一段连接的四个包钢带将螺栓穿上，但不能拧紧，便于笼子吊装就位。3、整体起立的铁塔的地面组装：应注意方向，要组装横担、铁塔就必须顺线路组装。在组装过程中，要经常检查，不使塔身偏离，保证立塔的方向准确。在塔身下面要垫上枕木，以便组装底面时安装包钢、斜材和螺栓紧固。先组装两个侧面，用小木杆支撑立起，再组装上下两面。塔腿应垫的高于基础顶面，并使塔腿脚板与基础之间正好连接塔脚、绞链装置，并估计使塔脚螺栓孔正好对准基础螺栓，以保证使塔脚顺利就位。（五）铁塔组装的要求：1、铁塔各构件的组装应紧密，交叉物件在交叉处留有空隙者应装设相应厚度的垫片或垫圈。2、以螺栓连接构件时，应做到：①螺杆与构件面垂直，螺栓头平面与构件间不应有空隙。②螺母拧紧后，螺杆露出螺母的长度为单螺母者，应不少于两个螺距；双螺母者允许和螺母相平。③必须加垫者每端不宜超过两个。3、螺栓的穿入方向应符合下列要求。但个别不易安装时可以予以变更。1）立体结构：水平方向，由内向外；垂直方向，由下向上。2）平面结构：顺线路方向的，由送电侧穿入或按统一方向穿入。横线路方向的，两侧由内向外，中间由左向右（面向受电侧）或按统一方向穿入。3）垂直方向的，由下向上。4、杆塔组装有困难时应查明原因，严禁强行组装。少量螺孔位置不对，需扩孔时，扩孔部分应不超过3mm；超过3mm的，对应堵焊后重新打孔。并进行防腐处理。严禁气割进行扩孔或烧孔，这样会降低塔材的强度和大面积破坏镀锌层，会使铁塔生锈。5、杆塔的连接螺栓应紧固，使用力矩扳手检查时应符合下表中的要求，螺杆或螺母的螺纹有滑牙或螺母棱角磨损过大以至扳手打滑的螺栓必须更换。表6-1螺栓钮矩-55- 毕业设计(论文)螺栓规格扭矩（公斤—厘米）M12400—500M16700—800M20800—11006.1.2铁塔组立的安全措施铁塔组立的安全措施包括岗位安全责任制及安全技术措施两部分。安全责任制及分解组塔的安全措施除执行有关规定外，还应执行一定的安全措施。1参加组塔人员必须做到：熟悉铁塔安装图，熟悉立塔方法，熟悉安全措施。2立塔指挥人员应掌握抱杆，各部绳索的受力情况，起吊质量不得超过施工设计的规定6.1.3组立铁塔前，应对基础进行一次检查要求如下表6-2基础主要施工机具序号机具名称规格单位数量1经纬仪J2台12水平仪台13电焊机BX-250台14钢筋加工设备套15灌注桩机架套16砼搅拌机轻便型台17插入式震动棒电动台18基础钢模板/竹胶板定型或异型15009轻型发电机台1表6-3立杆塔主要施工机具序号机具名称规格单位数量1铝合金抱杆L500套22人字抱杆L500套13机动绞磨3t台34索具滑车等配套套15手扳葫芦3t只56双钩紧线器3t只10-55- 毕业设计(论文)7扭力扳手各种规格把208钢丝绳各种规格米10009白棕绳各种规格米40010地锚地钻5t只2011钢丝绳套各种规格根10表6-4地面组装工器表序号名称规格单位数量1木抱杆12012000根22钢丝绳12.540m条13钢丝绳12.53m条24钢丝绳1160m条15机动铰磨10kN台16角铁桩7581500根47花兰螺丝M18副18铁锤=1630m条49铁锤8.1kg把210铁锤3.6kg把211小锤1.4kg把412撬扛252000根413尖扳手16300把814尖扳手20350把815套筒扳手M16—30套116钢卷尺15m把117钢卷尺3m把218方木150150180根2019木扛802000根620棕绳165m条421圆木1003—5m根10—2022经纬仪台1-55- 毕业设计(论文)23塔脚铰链副2表6-5牵张设备序号机具名称规格单位数量1小牵引机3t(2.5t)台22小张力机5t(2*2.5t)套1表6-6测试设备序号机具名称规格单位数量1接地电阻测试仪只42摇表5kv只4-55- 毕业设计(论文)结论九周的毕业设计弹指一挥间就要落下帷幕了，毕业设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的输电线路设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。虽然毕业设计虽然内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种条件下的弧垂应力，各种设备的选用，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求，在杆塔设计过程中，我遇到了困难，这部分的计算内容及公式繁多而且都没有接触过，但是经过老师的指导和帮助，最后还是完成了，感到特别的欣慰，通过这次毕业设计让我提前了解了这些知识，这是很珍贵的，也是令人受益匪浅的。提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。此次顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心。-55- 毕业设计(论文)参考文献[1]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册.北京：电力工业出版社，2003.[2]孟遂民.架空输电线路设计.北京：中国电力出版社，2007.[3]国家经济贸易委员会.架空送电线路设计技术规程.北京：电力工业出版社，1999.[4]程应镗.送电线路金具设计安装试验和应用.北京：水利电力出版社，1989.[5]季庆林.架空送电线路施工手册.北京：电力工业出版社，2002.[6]李瑞祥.高压输电线路设计基础.北京：水利水电出版社，1994.-55- 毕业设计(论文)[7]赵智大.高电压技术.北京：中国电力出版社，1999.[8]王润元、司亚青、司策.架空送电线路绝缘子串图集.北京：中国电力出版社，2007.[9]胡安民.架空电力线路实用计算.北京：电力工业出版社，2003.[10]董吉谔.电力金具手册.北京：电力工业出版社，2001.-55-