110kv输电线路设计说明书 36页

110kv输电线路设计说明书　　广西电力职业技术学院电力工程系　　题目　　110KV专业　　班级　　学号　　学生姓名　　指导教师　　　　毕业设计说明书　　线路电气初步设计　　高压输配电线路施工运行与维护　　　　20XX年10月15日　　摘要　　首先根据毕业设计任务书提供的原始资料进行计算选出导线截面。再按照电晕损耗校验、机械强度校验、热稳定校验、电压损耗校验来进行对导线截面的校验，判断是否符合要求。其次根据导线型号　　LGJ240/30和经过的第II气象区条件求出导线计算参数、导线特性、 　　计算比载、控制条件、有效临界档距和各种气象条件下不同档距的应力和弧垂值并绘出导线机械特性表及安装表。按照所算出来的参数、应力、弧垂值及导线比载选择绝缘子串型号和金具。根据AutoCAD绘出最大弧垂曲线模板，利用该模板在平断面图上描出各杆塔的定位高度，然后用定位高加110kV电压等级时线间距离、导线对地与接地体之间的安全距离、交叉跨越距离、绝缘子长度和裕度即可得到杆塔的呼称高。用求出的呼称高确定各杆塔的型号。校验所选杆塔的头部间隙、直线塔上拔、耐张绝缘子串倒挂、交叉跨越等，校验合格的杆塔即可采用，不合格者应另外选择。再根据导线型号、气象条件和不同的档距选择防振锤型号、防振锤安装个数和计算出防振锤的安装距离。　　目录　　第一章导线截面选择与校验　　导线的选择---------------------------------------------------------------------------1导线截面选择计算-------------------------------------------------------------------2导线的校验---------------------------------------------------------------------------2　　第二章导线的弧垂和应力　　导线的应力与弧垂--------------------------------------------------------------------6导线弧垂计算--------------------------------------------------------------------------6 导线应力比载和弧垂特性曲线-----------------------------------7导线应力计算------------------------------------------------------------------------13导线安装曲线------------------------------------------------------------------------16　　第三章杆塔选择与定位　　定位用弧垂模板的制作---------------------------------------------------------------18定位用弧垂模板的选择---------------------------------------------------------------18定位前的准备工作---------------------------------------------------------------------19模板定位的操作方法------------------------------------------------------------------20杆塔的确定---------------------------------------------------------------------------20杆塔呼称高的确定-------------------------------------------------------------------22　　第四章杆塔校验 　　塔头尺寸的确定-------------------------------------------------------------------------23空气间隙的校验-------------------------------------------------------------------------23杆塔和导线的间距计算及校验-------------------------------------------------------25杆塔上拔校验-----------------------------------------------------------------------------28交叉跨越校验--------------------------------------------------------------------------30　　第五章防振锤的选择安装　　导线振动类型及危害-------------------------------------------------------------------32防振锤的个数及安装距离的计算---------------------------------------------------34　　电力网最大负荷使用时间，一般是根据电力网所输送负荷的性质确定的，可下表查出。对于往返送电的电力网，其最大负荷使用时间，等于往返输送电量的总和除以输送的最大负荷。　　表1-2　　变电站负荷情况表　　回路数最大负荷利用小时Tmax最大负荷功率因数60 12500　　当已知最大负荷电流Izd和相应的最大负荷使用时间Tzd后，可以在表1-1中查出导线的经济电流密度J，并按下式计算导线的经济截面A　　A=　　Izd(mm2)　　导线截面选择计算　　线路输送的电流　　Izd=　　60000=(A)　　3110表1-1查得，当Tzd=2500h，J=代入式可得　　A=　　==采用单回路供电，所以应选择LGJ-240/30型钢芯铝绞线。　　导线的校验　　电晕校验。　　电晕现象的发生和大气环境及导线截面有关，导线发生电晕时要消耗电能，为了降低电能量损耗，防止产生电晕干扰，按规程规定，海拔不超过1000m的地区，对于110KV及以上电压等级的线路，应按电晕条件校验导线截面，所选导线的直径应不小于表1-3的导线外径值。　　表1-3　　按电晕要求的导线最小直径　　额定电压导线外径相应导线型号110LGJ-50220LGJ-2403302×LGJ-240×25003×~4×LGJQ-400×3~300×4现选择的LGJ-240/30型钢芯铝绞线直径为d=大于，所以满足电晕校验。机械强度校验。 　　为了保证电力线路运行安全可靠性，要求电力线路的导线必须具备足够的机械强度。对于跨越　　2　　铁路，通航河流和运河、公路、通信线路和居民区的线路，规定其导线截面不得小于35mm2。通过其他地区的导线最小允许截面为：35KV以上的线路为25mm2，35KV及以下的线路为16mm2。任何线路都不允许使用单股导线。架空线路按其主要程度可分为3个等级，如表1-4所示。对不同等级的线路，按其机械强度条件规定的允许导线最小截面积或直径，见表1-5所示。　　表1-4　　架空线路的等级　　架空电力线路等级架空电力线路规格额定电压超过110I35～110IIIII35～1101～201及以下一类和二类三类所有类别所有类别电力用户的类别所有用户表1-5　　机械强度允许的导线最小截面积或直径　　导线结构导线材料I铜单股导线青铜钢铝及合金铜多股导线青铜钢铝及合金16161625不允许II10III6线路等级不允许1010101610661016从表1-4和表1-5可看出所选的导线截面A25mm2满足机械强度要求。热稳定校验。　　3 　　选定的输电线路的导线截面，必须根据不同的运行方式以及事故情况下的输送电流进行发热校验。所选导线的最大容许持续电流应大于该线路在正常或故障后运行方式下可能通过的最大持续电流。　　当导线通过电流时，导线中就产生电能损耗，结果使导线发热，温度上升，因而使导线与周围介质产生一定温差。温差的大小与通过导线的电流有关，电流愈大，导线与周围介质的温差愈大。当温差达到一定数值时，导线所发生的热量等于向周围介质散发的热量，此时导线的温度不再上升，达到热稳定状态。　　于导线的温度过高，使导线连接处加速氧化，从而增加了导线的接触电阻，接触电阻的增大，使导线连接处更加发热又引起温度升高的恶性循环。对于架空导线，温度升高，会使弛度过大，结果使导线对地距离不能满足安全距离的要求，可能发生事故。对于电缆和其他绝缘导体，温升过高，会使导线周围介质加速老化，甚至损坏。所以，在选择导线截面时，为了使电力网安全可靠的运行，导线在运行中的温度不应超过其最高容许温度。　　根据规定，铝及钢芯铝线在正常情况下的最高温度不超过70oC，事故情况下不超过90oC。对各种类型的绝缘导线，其容许工作温度为65oC。为了使用方便，工程上都预先根据各类导线容许长期工作的最高允许温度70oC，制定其长期容许载流量，如表1-6所示： 　　表1-6钢芯铝线的载流量　　钢芯铝绞线导线型号LGJ-150LGJ-185LGJ-240LGJ-300LGJ-4002屋外载流量445515610700800注：本表数值均系按最高温度为70℃计算的。对于铝线和钢芯铝线，当温度采用90℃时，则表中的载流量应乘以系数。　　为了保证供电的可靠性，钢芯铝绞线在事故情况下温度不超过90oC，所以屋外载流量应乘以　　4　　前面可知：Izd,LGJ-240型导线在周围空气温度为25oC时，查表1-6得知，LGJ-240型导线的屋外载流量为610732A，远远大于其长期容许载流量，所以满足热稳定要求。　　电压损耗校验。　　线路中的电压损耗是导线的电阻和电抗决定的，电压损耗的计算公式为：　　U式中　　P——线路的有功功率，MWQ——线路的无功功率，Mvar；R——线路的电阻，；Rr0lX——线路的电抗，；Xx0l　　于LGJ-185/25的线间距离需要较大，所以假设线路的线间距离为，则线路的几何均距为，所以LGJ-300型导线单位长度的阻抗为：r0/km，x0/km。电抗上的无功功率的计算公式为：　　QPtan6015Mvar所以线路上的电压损耗为：　　UPRQX60601560 Un110U%　　所以，该线路的电压损耗满足要求。　　PRQX　　(1-2)　　Un10010Un110　　5　　第二章导线的应力和弧垂　　导线的应力与弧垂的关系　　导线的应力弧垂计算是架空线路设计的基本计算之一。此项计算是决定架空线路杆塔设计高度、杆塔设计荷载条件、导线对地安全距离以及交叉跨越距离的主要依据。可使高压架空线路的结构强度和电气性能适应自然界气象的变化。导线的应力是随气象条件变化的,当导线最低点在最大使用应力气象条件时的应力应为最大使用应力时，其他气象条件时的应力必小于最大使用应力。在设计架空线路时，应使导线在机械强度允许的范围内，尽量减少弧垂，从而最大限度地利用导线机械强度，又降低杆塔高度，做到经济、合理、运行安全。　　　　导线弧垂的计算　　悬点等高时中点弧垂的计算　　悬点等高时，中点弧垂精确计算式为f0glch1。当悬点等高时，有fyAyB，这g20gx2时将xl/2代入式y，得中点弧垂的近似计算式，即　　20gl2　　f　　　　8任意点弧垂的计算 　　图可看出，当悬点等高时，利用　　gx2gl2y　　f　　　　2080gl2gx2gl22x可得到任一点的弧垂近似计算式为fxyAyBfyx8020204fxg20lalb　　　　式中lal/2x，lbl/2x　　导线应力比载和弧垂特性曲线　　在架空线路设计过程中，为了确定有关杆塔的设计荷载、导线对地安全距离以及交叉跨越的距离，必须计算导线在各种气象条件下不同挡距的应力或弧垂，并将计算的结果以横坐　　6　　标为挡距，纵坐标为应力或弧垂，并按一定比例绘制出在各种气象条件下的挡距与应力的关系曲线，这些曲线组称为导线应力弧垂特性曲线或称导线机械特性曲线。　　当已知气象条件忽然挡距时，在导线和避雷线的机械特性曲线上，能够很快的查出相应的应力和弧垂。　　导线机械特性曲线是根据广泛调查分析沿线有关气象数据等资料的前提下确定的设计条件，包括导线型号、气象区、安全系数和防治措施后，通过下述计算程序绘制的。设计条件中任意改变其中之一，就有不同的机械特性曲线，所以应力必须明确设计条件，特别是输电线路较长时，可能在线路不同区段采用不同的设计条件，此时尤其需要注意。 　　导线特性曲线的计算程序如下：确定导线型号及设计气象区。确定导线在各种气象条件时的比载。　　确定导线的安全系数及防振措施，计算导线最大使用应力和年平均运行应力。计算临界挡距并进行有效临界挡距判别，确定控制条件及控制范围。　　以有临界挡距判别结果为已知条件，利用状态方程式和弧垂公式，逐一求出其他各种气　　象条件下各种代表挡距值时的应力为纵坐标，绘制各种气象条件时的应力、弧垂曲线。　　(6)以代表档距为横坐标，应力为纵坐标，绘制各种气象条件时的应力、弧垂曲　　线。　　控制条件及比载计算　　架空线路的导线应力,是随着挡距的不同和气象的改变而变化的。对同一耐张段，导线应力随气象规律符合导线状态方程式。为了保证架空线在任何气象条件下的应力都不超过最大使用应力，必须使架空线在长期运行中可能出现的最大应力等于最大使用应力。以控制条件和相应的控制应力为以知状态，利用状态方程式求出架线时相应气象条件下的应力和弧垂。按照计算出的应力和弧垂安装导线，就可以保证导线在运行中，在任何气象条件下，其应力不超过允许值。　　7 　　表2-1　　线路设计用组合气象条件及相应比载示例表　　LGJ240/30第II气象区温度t(C)40-1010-5150151515风速v(m/s)00271001010150覆冰b(mm)000500000最高气温最低气温最大风速最大覆冰年平均气温安装外过电压内过电压事故断线备注：1、最高气温、最低气温、年平均气温、事故断线四种气象条件下：综合比载均为g1。　　2、本例是以导线型号为LGJ240/30、第II气象区为例。　　一般情况下，可能成为控制应力，因为条件的气象条件有如下四种：　　最低气温、无风、无冰；最大风速、无冰、相应的气温；覆冰、相应风速、－５℃；年平均气温、无风、无冰。　　其中前三种情况，可能出现最大应力，因而其控制应力都是导线的最大使用应力。最后一种条件是从导线的防振观点提出的，为了满足导线耐振的要求。在年平均气温条件下，导线应力不得大于年平均运行应力。规程规定，导线的平均运行应力上限为其瞬时破坏应力的25%，即控制应力为25%p。　　架空线路通过第II气象区，风向垂直于线路，导线为LGJ240/30型，计算其比载如下：从附表中查得：导线为LGJ240/30的计算截面积A，外径d，计算质量　　m0/km。气象条件从表中查取，计算导线的各种比载。以下比载单位为N/(mmm2)。1、自重比载： 　　8　　g1(0，0)103103103。、冰重比载：　　g2(5,0)(db)5(5)103103103　　、覆冰时垂直总比载）：　　g3(5,0)g1(0,0)g2(5,0)1031031034、无冰时导线风压比载：风速为10m/s时。　　g4(0,10)v21023cscdsin101103103　　风速为15m/s时。　　g4(0,15)v21523cscdsin101103103　　风速为27m/s时。　　g4(0,27)v22723cscdsin101103103　　、覆冰时风压比载：　　v2g5(5,10)csc(d2b)sin103A210(25)110310、无冰有风时的综合比载：g6g12g4　　风速为10m/s时。　　2g6(0,10)g12(0,0)103103(0,10)风速为15m/s时。　　2223g6(0,15)g12(0,0)g4103(0,15)10风速为27m/s时。　　2223g6(0,27)g12(0,0)g4103(0,27)107、有冰有风时的综合比载：　　222233g7(5,10)g3g1010(5,0)5(5,10)9　　临界挡距 　　以上四种控制条件，并不是在所有的挡距范围内都是控制条件，各控制条件可能在不同的挡距范围内起控制作用，而在某一挡距下可能某两个控制条件同时起控制作用，超过此挡距时是一个条件控制，而小于此挡距时是另一个条件控制。这样的挡距称为该两个控制条件的临界挡距。因控制条件可能有四个，对它们进行两两组合，则有六种不同组合。显然，每一种组合的两种控制控制条件之间均有一临界挡距，所以临界挡距共有六个。　　根据临界挡距的概念，利用导线的状态方程式可推得临界挡距的计算式为　　24(mn)24(tmtn)E　　22gmgnmnlj式中　　lj——临界挡距，m；　　n、m——两种控制条件的控制应力，N/(mm2)；　　gn、gm——两种控制气象条件时的比载，N/(mmm2)　　tm、tn——两种控制气象条件时的气温，oC；　　——导线的膨胀系数，1/oC；E——导线的弹性伸长系数，mm2/oC　　式可见，当两种控制条件的控制应力相等时，式子可简化为　　ljm24(tntm)　　(2-8)22gmgn下面计算平断面图所列耐张段的临界挡距，并确定其控制条件，查附表3得LGJ-400/20导线参数如下：　　计算拉断力：TP75620N计算截面:A 　　导线的综合瞬时破坏应力：PTP75620/mm2　　弹性系数：E73000MPa　　热膨胀系数：a106(1/0C)，　　计算控制应力　　10　　取设计安全系数K，则最大使用应力为：　　mPK/mm2在平均气温时，控制应力为平均运行应力的上限，即　　cp25%p/mm2　　表2-2　　可能控制条件排列表出现控制应力的气象条件最低温度最大风速最大覆冰年平均气温控制应力m(MPa)比载g温度比值N/(mmm2)g1103(oC)-1010-515(g/m)×10-3×10-3×10-3×10-3顺序代号　　ABCDg6103g7103g1103根据，lj24(mn)24(tmtn)E，所以22gmgnmnlAB2424106(1010)73000321010　　lAC2424106(105)73000　　321010lAD2424106(1015)73000虚数　　　　321010　　lBC2424106(105)73000虚数32101011　　lBD2424106(1015)73000虚数321010lCD2424106(515)73000虚数321010　　表2-3　　临界档距判别　　AlABBlBC虚数ClCD虚数lAClAD虚数 lBD虚数　　因为A、B、C栏均存在虚数，所以全线收年平均气温控制。见下图：　　上图可知，全线受D条件控制，控制应力m/mm2。导线应力计算　　aE(tt)BmACnm232424mB22当B0时C1,B0时C1。如果1有rcchln(21),　　n　　B3(2ch3C)，che3e323，如果1有rccos，nB(2cosC)。　　33计算各种气象条件下的应力。　　12　　求最高气温时导线应力曲线，此时，以下为最低气温控制，控制应力为　　m/mm2。以上为年平均气温控制，控制应力为m/mm2最高气温为待求条件。当l050m时，则：　　Egnl273000(103)2502A　　　　24242Egml2BmaE(tntm)224m73000(10)5010673000(4010)02243222　　C11。　　rcchln(21)ln(1)n查表2-1-1得：f=当l0100m时，则：　　Egnl273000(103)21002A 　　24242Egml2BmaE(tntm)224m73000(10)10010673000(4010)02243222　　C11　　2rcchln(21)ln(1)　　n查表2-1-1得：f=　　当l0150m时，则　　　　13　　Egnl273000(103)21502　　AmaE(tntm)224m73000(10)15010673000(4010)02243222　　C11rcchna　　查表2-1-1得：f=当l0200m时，则：　　Egnl273000(103)220XX　　AmaE(tntm)224m73000(10)20XX1073000(4010)-<02243222　　C)11522291rccosarccos(na　　查表2-1-1得：f=当l0250m时，则：　　Egnl273000(103)22502　　AmaE(tntm)224m73000(10)25010673000(4010)02243222　　1rcch　　14　　na　　查表2-1-1得：f=当l0300m时，则： 　　Egnl273000(103)23002　　AmaE(tntm)224m73000(10)30010673000(4010)02243222　　C1　　rcch　　nB3(2ch3C)a　　查表2-1-1得：f=当l0350m时，则：　　Egnl273000(103)23502　　AmaE(tntm)224m73000(10)35010673000(4010)02243222　　C1　　rcch　　nB3(2ch3C)a　　查表2-1-1得f=当l0400m时，则：　　15　　Egnl273000(103)24002AmaE(tntm)224m73000(10)40010673000(4010)02243222　　C1　　rccos　　nB(2cosC)a33查表2-1-1得：f=当l0450m时，则：　　Egnl273000(103)24502　　AmaE(tntm)224m73000(10)35010673000(4010)02243222　　C1　　rcch　　nB3(2ch3C)a 　　查表2-1-1得：f=当l0500m时，则：　　Egnl273000(103)25002　　A16　　Egml2BmaE(tntm)224m73000(10)35061073000(4010)02243222　　C1　　rcch　　nB3(2ch3C)a　　查表2-1-1得：f=当l0550m时，则：　　Egnl273000(103)25502　　AmaE(tntm)224m73000(10)55061073000(4010)18502243222　　C1　　rcch　　nB3(2ch3C)a　　查表2-1-1得：f=当l0600m时，则：　　Egnl273000(103)26002　　AmaE(tntm)224m73000(103)2600261073000(4010)0224　　17　　C1　　rcch　　nB3(2ch3C)a　　查表2-1-1得：f= 　　同理依次求出导线各挡距中的最低气温、最大覆冰、最大风速、操作过电压、大气过电压、年平均气温、事故断线、最大载流量的相应应力。　　根据以上结果可绘制出导线特性如附图1。导线的安装曲线　　安装曲线就是以横坐标为档距，以纵坐标为弧垂和张力，利用导线的状态方程，计算出各种可能的安装条件下，不同档距时的弧垂和张力，并将其绘成的曲线。该曲线供施工安装导线使用，并作为线路运行的技术档案资料。　　导线和避雷线的架线安装，是在不同气温下进行的。施工前紧线时要用事前做好的安装曲线，查出各种施工气温下的弧垂，以确定架空线的紧松程度，使其在运行中任何气象条件下的应力都不超过最大使用应力，且满足耐振条件，使导线任何点对地面及被跨越物之间的距离符合设计要求，保证运行的安全。　　安装曲线的计算方法与机械特性曲线计算相同。只是其气象条件为无冰无风情况，温度变化范围为最高气温到最低气温，期间隔可取5C(或10C），档距的变化范围视工程实际情况而定。当求得导线在某一安装气象条件，对应代表档距l0时的应力0后，导线张力的计算式为：T0A，单位N。　　于高温气象条件温度为40oC，所以可以算出温度为40oC的导线张力： 　　T5050AT100100AT150150AT20XX00A　　18　　T250250AT300300AT350350AT400400AT450450AT500500AT550550AT600600A　　同理，用年平均气温作已知条件，可以求出其他温度时候的应力，再算出张力。见附表：　　19　　第三章杆塔选择与定位　　定位用弧垂模板的制作　　直线杆塔的室内定位，是根据不同档距的最大弧垂绘制成的模板排定的。用最大弧垂绘制的模板称为最大弧垂模板又简称弧垂模板。　　已知导线弧垂按抛物线方程式计算为　　fmaxgl2gl2Kl2　　(3-1)228g，则上式为8令纵坐标y=f，横坐标x=l,常数K=　　y=kx2　　(3-2)　　式中g—最大弧垂时的导线比载，若最高气温时出现最大弧度g=g1；若覆冰无风时出现最大弧垂g=g3；　　—最大弧垂时的导线应力，N/mm2　　l—档距，m　　用式中按平断面图相同的比例尺画出该抛物线曲线，此曲线即为最大弧垂模板曲线。将曲线刻在透明胶板上，即得工程中所用的最大弧垂模板. 　　取各种不同的K值，可以制成一套模板，以供工程设计中选用。　　定位用弧垂模板的选择　　从以上最大弧垂模板的制作可知，要选用合适的弧垂模板曲线，关键是定K值。以全线最多的直线杆塔为代表，最大允许弧垂值fmax，用fmax在应力弧垂上查出对应的计算档距来。　　取倍的计算档距为假想的代表档距，用此假设的代表档距在弧垂应力曲线上查出最大弧垂时的导线应力，计算K值(K=　　g)，用此K值从成套制好的标准模板中选出所需要的模板来。220　　第一个乃张段的距离大概为130mm5000650m，预计在此乃张段设置两档，所以估算得代表档距l0323m。，对应的。　　103所以可以算出模板K值：K105　　88令纵坐标y=f，横坐标x=l,则y=kx2即可算出弧垂模板：图3-1：　　定位前的准备工作　　在定位之前，杆塔的位置和档距尚未确定，因此还不知道每一个耐张段的代表档距是多少。所以在定位之前应制作几个不同的代表档距的模板；其次列出各种杆塔的技术特性；列出各种杆塔的定位高度h；制作好必须的定位校验曲线。 　　杆塔的定位高度，可按下列计算　　hDH(ds)Ha　　式中hD--杆塔的定位高度，m；　　21　　H—杆塔的呼称高，m；　　ds—对地安全距离，m；　　—考虑各种误差而采取的定位裕度，m；　　预留定位裕度应根据档距大小而确定的，一般档距700m以下取，大于700m及孤立档取，大跨越取2~3m。　　模板定位的操作方法　　在平断面图上利用模板定位选定时，首先将必须设立杆塔的地点初步标在图上；然后在这些位点之间根据使用杆塔可能施放的档距，把各杆塔的定位高度hD1、hD2、hD3等画在断面图上。 　　这时，将定位模板放在断面图上，使用模板曲线与相邻两杆塔的定位高度a点和b点相连，如模板曲线某一点已与地面相切，其他部分均在地面以上，则认为所定之杆位点基本满足要求。若导线对地距离裕度太大，或不满足对地距离时，可调整杆位或杆高至到满足要求而又经济合理为止。按照这种方法将一个耐张段的杆塔位确定完毕后，就可以求出该耐张段的代表档距。如果使用模板的代表档距与该代表档距接近，则认为该耐张段所定杆位合适；否则应更换与该代表档距相接近的模板，重新校验对地距离是否满足要求。这样，反复定位就可以确定一个耐张断的杆位。当杆塔立在山坡时，需要降低施工基面(如)所示。杆位确定后，应在平断面图上注明所定的杆号、杆型代号、档距、代表档距、耐张段长度和施工基面等。　　杆塔的确定　　杆塔设计应作到安全、经济、美观。杆塔头部尺寸的决定是否得当，是杆塔结构设计经济、合理的重要因素之一。如果杆塔头部设计过大，在导线出现不平衡张力时，会增加塔身的扭矩以及对横担的弯矩。避雷线支架设计的过高会增大塔身的弯矩，加大使用材料规格，浪费材料。同时使线路走廊宽度增大，电磁污染环境加大。如果杆塔头部设计过小，又会对线路安全运行以及带电检修等带来不便等。确定杆塔外形尺寸的基本要求　　确定杆塔高度时，应满足导线对地面及交叉跨越物的距离要求。导线与塔身的距离应满足内、外过电压及正常工作时的间隙要求。　　导线间的水平距离或垂直距离应满足档距中央接近程度所需的距离。避雷线的布置应满足导线防雷保护的要求。杆塔定位原则　　1.杆塔定位分为室内定位和室外定位，室内定位是用弧垂曲线模板在线路勘测中所得的平、断面图上排定的杆塔位置和型式。室外定位是把在断面图确定的杆塔位置到现场复核校正，并用标桩固定下来。 　　2.杆塔定位的原则:杆塔位置选择得是否恰当，直接影响到线路运行的安全可靠性和建设的经济合理性。定位时应注意以下原则：　　⑴孤立挡，尤其是挡距较小得孤立挡，易使杆塔的受力情况变坏，施工困难，检修不便，应尽量避免。　　⑵打拉线的杆塔应注意拉线的位置，在平地时，应避免打在路边或泥塘洼地，山地应避免因顺坡面而使拉线过长，无论哪种情况都不能将拉线打在道路中。　　⑶杆塔定位时，除考虑边坡外，尚需注意施工时应为焊接排杆，立杆，临时打拉线，紧线等留有足够的位置。　　⑷杆塔定位于陡坡时，应注意其基础受冲刷情况，必要时，应采取防护措施。⑸在重冰区定位时，应尽量避免大挡距，并使杆塔布置得均匀一些。　　⑹当不同杆型或不同的导线排列方式相邻时，挡距的大小应考虑挡中导线的接近情况。⑺注意杆位与地下电力电缆、电信电缆、管道、索道、公路等的安全距离。⑻挡距的布置应最大限度的利用杆塔的设计挡距。　　安全距离的确定：安全距离，是导线对地面、建筑物、树木、果树、经济作物及城市绿化灌木之间的最小距离。　　110KV对地安全距离ds的要求如表3-1，单位：m。　　　　表3-1　　110KV对地的安全距离　　地面6~7 　　1.模板定位的操作方法:在平断面图上利用模板定位时，首先将必须设立杆塔的地点初步标在图上。　　建筑物树木果树、经济作物、城市绿化灌木23　　然后在这些杆位点之间根据使用杆塔可能施放的挡距，把各杆塔的定位高度等画在断面图上。杆位确定后应在平断面图上注明所定的杆号、挡距、代表挡距、耐张段长度和施工基面等。2.定位用弧垂模板的制作:直线杆塔的室内定位，是根据不同挡距的最大弧垂绘制成的模板排定的。3.定位模板的选择:要选用合适的弧垂模板曲线，关键是定K值，以全线最多的直线杆塔为代表，求出其最大允许弧垂值fmax，用fmax在应力弧垂曲线上查出对应力的计算挡距来。　　杆塔呼称高的确定　　杆塔呼称高是指杆塔下横担下缘到设计地面的垂直距离，杆塔呼称高的确定主要考虑导线与地面、建筑物、树木、铁路、河流、管道、各电压等级的电力线路的安全距离的要求。　　确定呼称高的公式如下：直线杆塔：　　Hh1(杆塔定位高）dhs2耐张杆塔：　　Hh1(杆塔定位高）dhs2施工基面一般取　　1号为耐张杆：H712号为直线杆：H7713号为耐张杆：H7714号为直线杆：H7715号为耐张杆：H716号为直线杆：H7717号为耐张杆：H7718号为直线杆：H7719号为耐张杆：H71其它塔的呼称高算法类似。　　 　　24　　根据平断面图可得各杆塔型如下表：　　表3-2　　杆塔型号呼称高表　　塔位号呼称高12345上字型转角塔6猫头型直线塔789　　上字猫头型直线塔上字型转猫头型直猫头型直猫头型直上字型耐塔型型转角塔角塔线塔角塔线塔张塔　　25　　第四章杆塔校验　　塔头尺寸的确定　　杆塔的头部尺寸主要决定于电气方面的要求，这些要求可以从两方面来满足，即杆塔头部各种空气间隙的检查和档中各种线间距离的校验。　　空气间隙的校验　　在内外过电压及正常工作电压情况下绝缘子串风偏后导线对杆塔接地部分的空气间隙不得小于表4-1的数值。　　表4-1　　带电体与杆塔接地体的最小空气间隙　　电压等级雷电过电压e1操作过电压e2工频电压e335　　66　　110　　220　　330　　500　　注：1、按雷电过电压和操作过过电压情况下校验间隙时的相应条件，参见典型气象区的取值； 　　2、按运行电压情况校验间隙时采用最大风速及相应气温；　　3、500kV空气间隙栏，左侧数据适用海拔高度不超过500m的地区，右侧数据适用超过500m但不超过1000m　　地区。　　风偏角　　导线和绝缘子串在风荷载的作用下，使绝缘子串风偏一定角度，称为风偏角。直线杆塔的绝缘子串的受荷载情况如图5-1所示。绝缘子串风偏角可按式计算，即　　arctan(g4ALhPj/2g1ALvGj/2)　　　　v2　　Pj26　　导线与避雷线水平偏移距离：　　上导线和下导线间的水平偏移距离：　　杆塔的上拔校验　　导线作用在杆塔的垂直荷载为　　GgAlv　　　　式中g——计算气象条件下，导线或避雷线的垂直比载，N/；　　A——导线或避雷线的截面积，mm2；　　lv——计算气象条件下，导线或避雷线的垂直挡距，m。 　　对相邻杆塔悬点高差很大的直线杆，在最不利的气象条件下，可能使避雷线的垂直挡距出现负值，既lv＜0；根据式子导线作用于杆塔的垂直荷载G亦变为负值。此时作用于绝缘子串的垂直荷载是方向向上的上拔力，这种现象称为导线或避雷线的上拔。　　导线上拔时，将使横担承受向上的弯曲力矩，从而影响横担的机械强度和稳定。此外，于导线上拔，使绝缘子串的风便角增大，造成导线对杆塔的空气间隙不足，危及安全运行。因此必须对已定的杆位及杆型进行其导线和避雷线的上拔校验，以便采取措施。　　导线和避雷线的垂直挡距与其比载和应力有关，于导线的应力和比载随气象条件变化，故导线的垂直挡距较小，但仍为正值垂直挡距的直线杆塔，当气象条件变为最低气温时，于导线冷缩、弧垂减小，可能使该垂直挡距变为负值，引起导线上拔。显然，控制导线上拔的气象条件是最低气温情况。在最低气温时，若lv＜0，则导线上拔；导线上拔与不上拔的临界条件上最低气温时，导线的垂直挡距lv=0。直线杆塔的上拔校验　　本线路为110KV线路，选择2#杆进行效验，导线型号为LGJ240/30，计算截面积A。　　l1导线在最低温气象条线路中某杆塔前后两档布置如下图，l0l1件时应力为0,g0103N(mmm)2校验2号直线杆塔是否受上拔力作用。　　32　　1##2#图4-22#杆上拔校验图　　水平档距： 　　lh　　2222垂直档距：　　h2lvlh19903g10211oh1因为lv1990计算结果为正值，说明2号直线杆塔不受上拔力作用。耐张杆塔上拔及绝缘子串倒挂校验　　本线路为110KV线路导线型号为LGJ240/30，计算截面积A，线路中某杆塔前后两档布置如下图，导线在年平均气温气象条件时校验3号耐张杆塔是否受上拔力作用。　　33　　4###图4-33#耐张杆绝缘子串倒挂校验因为2#杆明显比3#杆低，所以不可能受上抜力。只用对4#杆进行效验。第二个耐张段的代表档距：　　l1　　l1所以对应的导线在年平均气温气象条件时应力为0,g0103N(mmm)2垂直档距：　　lv2l252102m10因为，lv2102m0，计算结果为正值，所以3号杆对第二耐张段不用倒挂。　　交叉跨越校验　　在输电线路设计时，对重要交叉跨越如铁路、公路、通讯线、和其他电力线路等，在交叉跨越档的相邻档发生断线事故，交叉跨越档导线产生应力衰减、弧垂增大后，导线和被交叉跨越物之间　　34 　　仍需满足一定的交叉跨越距离要求。所以对重要的交叉跨越需进行邻档断线时交叉跨越距离的校验。耐张段中某档断线后，对未断线的剩余各档导线称为剩余档。　　当校验邻档断线的交叉跨越距离时，导线应力应取断线时的应力。邻挡断线的验算条件为150c无冰无风气象条件时。　　在实际工程中，对每个跨越物都应该进行交叉跨越效验，本设计为了简便，只选择其中的一个跨越物进行效验。本设计110KV输电线路某耐张段如下图图所示，在8号和9号杆之间跨越380V电力线路，导线型号为LGJ240/30，经过第II气象区，已知导线短线前的气象条件为：150，无　　ll2l3l4冰，无风。代表档距为l01l1l2l3490，应力　　0，校验邻档断线后导线对跨越的电力线路垂直距离是否合格。　　号5号6号7号号图4-4临界断线交叉跨越校验图　　选取断线档为第三档，剩余档数为3档。　　设第三档断线后，其计算档距为：lDl1　　35　　查取应力衰减系数，先计算自重比载：g1(0，0)103103103N/绝缘子串长度查得：7530确定查附图，然后在的曲　　线 　　380上，根据　　lDg1103查得。　　交叉跨越点的弧垂：　　103fxlalb　　202交叉跨越点导线与通讯线的垂直距离可以用三角函数算出，如图：　　hxfxd　　,hx29m　　29　　因为d[d]，合格，所以交叉跨越距离满足要求。　　36　　广西电力职业技术学院电力工程系　　题目　　110KV专业　　班级　　学号　　学生姓名　　指导教师　　　　毕业设计说明书　　线路电气初步设计　　高压输配电线路施工运行与维护　　　　20XX年10月15日　　摘要 　　首先根据毕业设计任务书提供的原始资料进行计算选出导线截面。再按照电晕损耗校验、机械强度校验、热稳定校验、电压损耗校验来进行对导线截面的校验，判断是否符合要求。其次根据导线型号　　LGJ240/30和经过的第II气象区条件求出导线计算参数、导线特性、　　计算比载、控制条件、有效临界档距和各种气象条件下不同档距的应力和弧垂值并绘出导线机械特性表及安装表。按照所算出来的参数、应力、弧垂值及导线比载选择绝缘子串型号和金具。根据AutoCAD绘出最大弧垂曲线模板，利用该模板在平断面图上描出各杆塔的定位高度，然后用定位高加110kV电压等级时线间距离、导线对地与接地体之间的安全距离、交叉跨越距离、绝缘子长度和裕度即可得到杆塔的呼称高。用求出的呼称高确定各杆塔的型号。校验所选杆塔的头部间隙、直线塔上拔、耐张绝缘子串倒挂、交叉跨越等，校验合格的杆塔即可采用，不合格者应另外选择。再根据导线型号、气象条件和不同的档距选择防振锤型号、防振锤安装个数和计算出防振锤的安装距离。　　目录　　第一章导线截面选择与校验　　导线的选择---------------------------------------------------------------------------1导线截面选择计算----------------------------------------------------------------- --2导线的校验---------------------------------------------------------------------------2　　第二章导线的弧垂和应力　　导线的应力与弧垂--------------------------------------------------------------------6导线弧垂计算--------------------------------------------------------------------------6导线应力比载和弧垂特性曲线-----------------------------------7导线应力计算------------------------------------------------------------------------13导线安装曲线------------------------------------------------------------------------16　　第三章杆塔选择与定位　　定位用弧垂模板的制作---------------------------------------------------------------18定位用弧垂模板的选择---------------------------------------------------------------18 定位前的准备工作---------------------------------------------------------------------19模板定位的操作方法------------------------------------------------------------------20杆塔的确定---------------------------------------------------------------------------20杆塔呼称高的确定-------------------------------------------------------------------22　　第四章杆塔校验　　塔头尺寸的确定-------------------------------------------------------------------------23空气间隙的校验-------------------------------------------------------------------------23杆塔和导线的间距计算及校验-------------------------------------------------------25杆塔上拔校验-----------------------------------------------------------------------------28交叉跨越校验--------------------------------------------------------------------------30　　第五章防振锤的选择安装 　　导线振动类型及危害-------------------------------------------------------------------32防振锤的个数及安装距离的计算---------------------------------------------------34