优秀毕业设计论文：输电线路220kV线路设计 59页

本毕业设计以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定准绳，结合工程实际情况，保证供电可靠，调度灵活，满足各项技术要求。本次设计线路为220RV输电线路，其安全运行直接关系到供电的可靠性。本次输电线路设计的主要内容在对应于一定的导线截面、地形条件、和气象条件的组合，计算各气象条件和档距下导地线的应力及弧垂；根据计算结果绘制应力弧垂曲线及安装曲线指导工程施工；制作弧垂曲线模板，用弧垂曲线模板在平断面图上排定杆塔位置；对线路的使用条件全面检杳和校验，保证齐使用条件在规定的允许范围内；根据所处地区的土壤电阻率，合理铺设杆塔接地体，计算出线路耐雷水平及雷击跳闸率。本文主要根据现的技术规程及资料对架空线路的防雷、金具及杆塔的原理、技术方面进行论述，其主要内容为导线地线设计、金具设计、杆塔设计、基础设计、防雷设计、编制铁塔施工技术手册。关键词：220RV；线路设计；杆塔；接地 摘要错谋！未定义书签。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-8-1.6地线的比载-9-1.7计算临界档距、判断控制气象-11-第二章金具设计-13-2.1绝缘子的种类及选择-13-2.2悬式绝缘子片数确定-14-2.3按内过电压的要求进行校验-14-2.4悬垂串的串的设计-15-2.5防振锤的设计-17-2.6间隔棒的选择-19-第三章杆塔结构设计-21-3.1杆塔定位-21-3.2杆塔定位后的校验-23-3.3导地线参数，及线路技术数据:-26-3.4各种荷载组合气象条件-26-3.5杆塔荷载标准值计算错误！未定义书签。第四章基础设计-36-4.1基本耍〉｝E一36一4.2自力式铁塔基础上拔校验:-36-4.3地基压力计算-39-第五章防雷设计-42-5.1工频接地电阻-42-5.2耐雷水平—43—5.3雷击跳闸率-49-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-49-结论-53-致谢-54-参考文献•55- 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1.2线选择气象条件组合项n气温(°C)风速(m/s)冰厚(nun)最高气温+4000最低气温-1000年平均气温+150L□覆冰-510□最大风速-523.50安装-5100外过冇风+15100外过无风+1500内过电压+15150冰更比0.9 如何选择线路导线截而是电力网设计屮的一个重要问题。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才盾的因素，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而积A333.31mm2导线外经d23.76mm导线单位重量Go1058kg/km综合弹性系数E65000MPa计算拉断力Tp83410N抗拉强度oP250.25MPa综合膨胀系数(I20.5*1061/°C安全系数K2.5许用应力[o]100.10MPa年均应力上限[。cp]62.56MPa1.3导线的比载1.3.1自重比载:9：807Gx10,3=9.807x1058x10,3A333.31=31」30x10-3(1-1)1.3.2冰重比载:27.728x5x(23.76+5)xl0333.31=11.963x10—3(1-2)1.3.3垂直总比载: g3=(?1+=31.13OxlO-3+11.963xlO"3=43.093xl031.3.4风压比载(1)当v=10,-1.0,c=l.1时21介2g4(⑹=0.613x^—xlO"3=0.613x1.0x1.1x23.76——xlO-3=4.807xlO-34(10)4333.31(1-3)(2)当v=15,=1.0,c=l.1时2J0.613xczCt/—xlO"3=0.613x1.0x1.1x23.76——xlO"3=10.815xl0~34333.3184(15)(1-4)当v=23.5,av-0.85,c=l・l时v223S2=0.613x«Ct/—xlO-3=0.613x0.85x1.1x23.76xlO」=22.563xIO-34(215)A333.31(1-5)设计风速(m/s)20以下20-3030-3535及以上a1.00.850.750.70表1-3各种风速下的风速不均匀系数a1.3.5覆冰时风压比载2iA2g5(51Q=0.613xtzC(t/+2h)—xlO-3=0.613x1.0x1.2x(23.76+2x5)xlO3=7.45lxIO3A33331(1-6)1.3.6无冰有风时得综合比载g6(io)=^i2+^4(io>2=731.1302+4.8072=31.499xIO"3g6(⑸=加+g^⑸2=J31.1302+10.8152=32.955xlO"3^6(23.5)==J31.1302+22.5632=33.447X1Q-3(1-7)1.3.7有冰有风时的综合比载，按下式计算^7(5,10)=Jg3(5)2+g5g。)2=『43.0932+7.451?=43.732x10-3(1-8) 表1-4各气彖条件下导线比载的计算值比载自重比载覆冰无风无冰综合无冰综合无冰综合覆冰综合项目gl(o,o)&3(5,0〉&6(0,10)^6(0,15)g6(23.5)^7(5,10)数据(10」)N/m-mm231.13043.09331.49932.9553&44743.732备注C1二1.1dZp=1.0C1二1.16Zp=1.0C1二1.1av=0.85C1二1.16Z,.=1.01-4计算临界档距.判断控制气象1.4.1导线的允许控制应力:片,_83410云一2.5x333.31=100.100.257；0.25x83410333.31=62.561.4.2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/§比值(1/m)编号最低气温100.1031.130x10」-103.110X1CT4A最大风100.1038.447x10"3-53.841X10-4B覆冰100.1043.732x10-3-54.369x104C年均气温62.5631.130x10-"+154.976x107D1.4.3计算临界档距并判断控制气象 计算式:24去(6-6)+24叽一。E(&t)2-(&_)2crAB24(100.10-100.10)+24X20.5x10_6(-10+5)型0=220.03QI.130x107昇&447x10_2(TT)—()100.10100.10crAC24(100」0-100」0)+24><20.5x10-6(-10+5)650Q0=161.63_31.130x10_243.732x10_2100.10100.10crAD24(100」0-62.56)+24x20・5xl(r6(_10—15)6500°=虚数31.130x10-2,31」30x10*2100.1062.56crBC24(100.10-100.10)+24x20.5x10"6(-5+5)65000_n1i—U38.447xl0_243.732xl0_2()-()100.10100.10crCD上一(100.10-62.56)+24x20.5x10_6(-5-15)65000=虚数,43.732xl0_2z31.130x10_2100.1062.56ABClAfi=220.03〔BC=0lCD=虚数Jc=161.63心二虚数表1-6有效临界档距判断表:D控制►1(1-9) 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彖条件变化的规律，而反映一定代表档距的耐张段屮，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.鬻円-諾-盹宀）(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mMPamMPa1T1MPaMPam5033.4390.29194.9240.10262.5688.8030.15410039.4260.98792.2510.42262.5687.7080.62315044.2791.97788.3490.99162.5686.2341.42620047.9963.24383.9461.85462.5684.7052.58125050.8284.78579.7513.05062.5683.3304.10030052.9966.60876.2004.59662.5682.1915.98635054.6708.71973.4006.49462.5681.2858.23840055.97511.12371.2648.73762.5680.57510.85545057.00513.82369.64511.31462.5680.02013.83450057.82516.82368.41314.22062.5679.58317.172表1-8；LGJ第IV气象区导线应力弧垂计算表气彖条件安装事故断线外过电压无风外过电压冇风内过电压最大风档距应力应力应力应力应力应力mMPaMPaMPaMPaMPaMPa5094.94194.92462.56062.59862.75163.37510092.31992.25162.56062.69163.21565.25515088.50388.34962.56062.80163.75467.33720084.20783.94662.56062.90264.24369.188 25080.12279.75162.56062.9846464270.70230076.66576.20062.56063.0476495371.90135073.93873.40062.56063.0966519272.84140071.85371.26462.56063.1336537573.57945070.27169.64562.56063.1626551874.16250069.06468.41362.56063.1846563074.6261.4.5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，控制气彖为年平均气温，温度+15°C,比载为=29.5x103mm2（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，进而求得和应的弧垂表1-9不同温度下安装III］线的应力档距350400450500温度50100150200250300-1094.992.318&5084.2080.1276.6673.9371.8570.2769.0641937258314-58&386.1282.9179.4276.2173.5571.4869.906&7067.7893765263121081.880.0377.5274.8872.5470.6469.186&0667.2166.5573609680225575.374.0772.2470.6169.1267.9367.0266.3265.7965.38906863400331068.968.2867.4366.6165.9365.4064.9964.6864.4464.26590188464501562.562.6962.8062.9062.9863.0463.0963.1363.1663.1898112476324 56.357.355&4859.4660.2560.8561.3161.6661.9362.15203895803369350.252.3354.5056.3157.7258.8059.6360.2760.7761.16252291059863344.347.6850.8553.4155.3956.9058.0658.9559.6560.2130174984□3993安装曲线根据上面的应力，用公式f=£求的相应弧垂表1-10不同温度下安装曲线的弧垂档距温度501001502002503003504004505000.100.4211.3414.25-101.0011.8703.0714.6226.5238.76846630.110.4511.6014.52-51.0681.9833.2294.8186.7479.01217520.120.4911.8614.7901.1432.1033.3925.0166.9729.25602300.130.5312.1115.0551.2262.2303.5605.2167.1979.49812950.140.5712.3715.31101.3142.3643.7325.4187.4219.73937280.150.6212.6215.57151.4112.5043.9075.6217.6449.97978390.170.6810.2112.8715.83201.5152.6484.0845.8237.867566370.190.7510.4513.1216.09251.6252.7974.2636.0268.088622040.220.8210.6813.3616.34301.7422.9484.4426.2278.307265581.5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而积A49.46mm2导线外经d9.0mm导线单佼重量Go423.7kg/km综合弹性系数E181423MPa计算拉断力Tp60564N综合膨胀系数a11.5xl0"61/°C安全系数K4许用应力[o]408.168MPa年均应力上限[ocp]306.126MPa1-6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口重比载。g】A49.46=84.012x1071.6.2冰重比载:地线覆冰时，由于冰重产生的比载成为覆冰比载。27.728b(d+b)Xi。」A27.728x5x(9.0+5)xlQ_349.46%=39.243x1()7 1.6.3垂直总比载:g?=gl+g2=84.012xIO-3+39.243xlO-3=123.255x10“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a1.00.850.750.70(1)当v=10,aF=1.0,c=1.2时2弘口=O.613x6za/—xlO-3=0.613x1.0x1.2x9.0-—xlO"3=13.385xl0~34㈣A49.46(2)当v=15,%=10,c=1.2时v2?152o,弘⑸=0.613xaCd—xlO^=0.613x1.0x1.2x9.0xlO"3=30.117xl0"3(5)A49.46(3)当v=23.5,aF=0.85,c=1.2时v223s2^?4O35i=0«613x^—xl0-3=0.613x0.85x1.2x9.0^—xlO-3=62.833xl0-3(3,5)A49.461.6.5覆冰时风压比载:2g5(51(^=0.613x6<,(t/+2^)—xl0-3=0.613x1.0x1.2x(9+2x5)——xIO-3=28.258x1O"3A49.4o1.6.6无冰有风时得综合比载:%。)=臥：=V84.0122+13.3852=85.072x10」g&(⑸=佃+&4(⑸彳=784.0122+30.1172=89.247x10」g635)=竝2+g心.5；=J^.012?+62.833?=104.909x10」1.6.7有冰有风时的综合比载，按下式计算: g7(5,】0)=Jg3(5)2+g5(5,10)2=V123.2552+28.25S2=126.453X10-3以上所得比载值的单位均为Nmmm?表1-13各气象条件下导线比载的计算值比载自重比载覆冰无风无冰综合无冰综合无冰综合覆冰综合项目=0.21770用1串双联绝缘子串即可符合要求.K-绝缘子的安全系数；G”-绝缘子串重量Gn-W.线档距导线垂氏荷载2.4.2按最大使用荷载校验二处=16.4732.7R70=0.94(2-5)(2-6)2.4.3正常运行状态常年荷载校验 =込9.嘶4.5心轻=2.5x9削R70=0.352.4.4断线时校验R1.3x24.7_70=0.45T=44,48-24.7册K、1.8n—绝缘子串数；R—绝缘子的机电载荷；J—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一件质量(kg)小计合计1U型螺栓UJ-1880副10.850.92Q型球头挂环Q-7个10.300.33耐污型绝缘了XWP3-70片157.50112.5124.14W型碗头挂板W-7A个10.820.85悬垂双线夹XCS-4m"J19.309.36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单位数量一件质量(kg)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327.50240.0 7WS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同有自振频率相等时，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。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，而且在实际工程小它们的悬挂点高度、应力、档距也不同。因此，在发生振动过程屮，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屮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，相应的防振锤耍大些，见表2-3・表2-3导线与防振怫型号配合表防振锤型号GJ适用导线型号截面LJLGJLGJJLGJQF-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Z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、导线直径人小的关系导线地线直径(mm)1防振锤个数23d<12/>300/>300-600/>600-900I2350-700/>700-1000d〉22—37.1/<400/>450-800/>800-12002.5.5防振锤安装距离的选择最低气温时导线最小应力：＜rinin=33.439N/mm6.1间隔棒的用途分类及适用范围o最低气温时导线最大应力：％ax=94.924?//mm2og、=31.13OxlO_37V/m/n2 心=D9.8a2400%Vg|益=亠适』』20.537,”2400%Ygt400x0.5V31.130xl0-323.769.8x33.439I=]21//?400x5.0V31.130xl0"23-Anin2max■兄max1.2120.537x221.2120.537+22=0.57(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ffl(m/s)卜•限Vn上限入150-250120.54.0300-450250.55.0500-700400.56.0700-1000700.58.02.6间隔棒的选择棒特点：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-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:F=1.566x-V^/jFrlg-=3J32—J（n-l）F/lg-nVdnVd（2T0）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Z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4000No（3）夹头握力：送电线路不仅耍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二Mi+曲，从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：FrM严一2XnXLr2sinP（OWBW肌）（2-11）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;B—间隔棒的扭转角度。国外资料及国内实测结杲表明，在长期运行情况卜，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400血的钢芯铝绞线，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，导线能有口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耍求，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Z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，口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30〜45ni范围内，対阻尼性能一般或非阻尼型间隔棒可选在25〜35ni范围内。 (1)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。同时还要求线路自与杆高和配合的适当的档距。从地面到最低层横担绝缘了串挂点的高度，叫做杆塔的呼称高。用H表示。用下式计算：H=2+/+/?+A/z(3_1)式中：入——绝缘子串长度,m;f导线最大弧垂,m; h----导线対地最小允许距离，也叫限距,m;△h—-考虑施工误差预留的裕度,ni,—般取0・5-1叫视档距大小而定.（参考表3-1）表3-1定位裕度档距（m）5200200-350350-600600800800-1000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Z=3.160/17,/?=6.5m,A=0.8m由公式（1-11）计算得：/max^-^-k]-A=13.540m3.1.3计算耐张段的代表档距查应力弧垂曲线中的f神=13.540m,得耐张档距L沪394.749m则佔算代表档距（平地）ld=0.9/定=355.274m查应力弧垂曲线屮得应力a=54.S23N/mm23.1.4制作定位摸板(3-1)=2.839x10"g_31,130xlQ-32^~2x54.823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） 非直线杆塔：亦=H-d-S=16.7直线杆塔：hD=H-d-A-3=13.54442853+44513+46255?+44715’+43575’+4431’+45L753+45Q83+44885?+44385?+4746’44285+4451+46255+44715+43575+4431+45L75+4598+44885+44385+4746=450.863.2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：1-厶+A+i(3-3)sh_2计算乖直档距在杆塔图上量取表3-2水平档距和垂直档距S左443.453.454.441.439.447.455.454.446.459./m98954483342S右481.433.442.453.456.448.436.445.453.468./m3544628298计算杆塔的最人允许档距最人线间距离:8.06=0.4x3.375+^+0.65<九=77.874对应的<7=100.10实际档距均小于最人允许档距，满足要求。 3.2.2间隙校验（1）规程绘出的最小空间隙为：R{[=0.557?操=1.45R.^.=1.9（2）三种气彖情况下绝缘子串偏角①皋本风压:V2-1021600__1600v21521600-"1600v223.521600__1600=0.0625kA^/m20.3452kTV/加$0」4ikN/m253*(3-4)②绝缘子串所受风圧:…小）唸(3-5)式中：什-绝缘子串风荷载;72-每串绝缘子的片数,片%-每一片绝缘子的受风而积，一般单裙绝缘子取0.0311?,双裙绝缘子取0.04n?根据规程本线路采用双联15片绝缘子，巧外=9.8x(15+l)x0.03x0.0625=0.294RNPj內=9.8x(15+l)x0.03x0」41二0.663RNP川.=9.8x(15+l)x0.03x0.3452=L624kN③导线风荷载计算Pd=a/3usu.co^dlhsin20外=a/3usu:(odlhsin20=2x1.0x1.1x0.91x0.0625x23.76xl(T‘x428.24=M3kN匕内=咖化如hsii?&=2x0.75xl.0xl.lx0.914x0.141x23.76xl0-3x428.24=2.64kN^/11：sin2<9=2x0.61x1.0x1.lx().914x0.3452x23.76x103x428.24=4.308kN④导线重力荷载lv=4813m(2(=1058kg/kmGd=2Q夙=2x1058x10x10」x481.3=10」S4kN⑤绝缘子风偏角几+匕/2、(P=tanIg〃+G,2丿(3-6)(3-7)(3-8) 。外=tan_/1.273+0.147^(9.295+0.573丿8.19°。内代-住164举3打(9.295+0.573丿=14.20°。正=tan-1‘7.020+0.812、、9.295+0.573丿=38.49°pjw=2x(15+1)x1.0x1.023x0.0625x0.04=0.08kNpyn=2x(15+1)x1.0x1.023x0」41x0.04=0.1853p.2=2x(15+1)x1.0x1.023x0.5625x0.04=0.737EN3.2.3间隙校验图如(TH04)图3-2间隙圆校验图3.2.4导线悬垂角 luh左luki右（m〉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二333.31mm；导线单位重量1058kg/km计算拉断力83410N；地线：GJ-50,夕卜径，d=9mm,截面积A=49.46mm2,计算重量423.7kg/km,计算拉断力60564No3.4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彖条件风速(m/s)冰厚（m）气温（°C）正常运行情最大风23.50-5况最大覆冰105-5 断导线000爭故情况断地线000女装M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=Omm,t=-5°C)（1）导线风荷载v2_23.521600_1600=0.3452kA^//n2(3-9)电线风荷载调整系数：内=1」风压不均匀系数：Q=0.85导线体型系数：1」（因为23.76mm大于17irnn）（2）风压高度变化系数①绝缘子串长3.160m；导线弧垂取13.540m22hdn=h一一/=24——x13.540=14.973加导线平均高度："330.3244,97丿、0・32=0.999（3）绝缘子串风荷载计算Pj=坷（〃2+1）“内©®-—相导线所用的绝缘子串数;(3-10)©-每串绝缘子的片数，加“1”表金具受风而相当于1片绝缘子;/-风压随高度变化系数；按表取值；列-每一片绝缘子的受风面积，一般单裙绝缘子取0.03ms双裙绝缘子取0.04n?；©-基木风压，kN/m2o绝缘了串体型系数：=1*°化=风压高度变化系数：将取值代入上式得：Pj=n{(n2+1)“z4/Q=2x(15+1)x1.023x0.04x0.3452=0.452（4）地线风荷载地线弧垂11.934m 22hdn=h一一f=24一一x11.934=16.044m地线平均高度：330.32=0.802‘31.044、<20丿u风压高度变化系数：Pd=a/3usuzcodlh=0.75x1.2x0.802x0.914x0.5625x9x10~3x672.728=2.247册(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：他头=1.3(1+77)=1・3x(1+0.5)=1・95如=1.3(1+〃)=1・3x(1+0.66)=2.1580.32=1.038塔身处:塔身处:22.5~20唇空皿=26.6/塔头处的轮廓面积：2A/A-0塔头的填充系数:/头塔头处沿风向的投影面积：仏二26.6二7.98m2(2.8+5.5)x25=“.75汩A=•塔身处的轮廓面积："4/A塔身的填充系数：①身】20.2列身=0.3A*=0.2x103.75=20.75m2塔身处沿风向的投影而积：塔头处的风荷载：P头=0z“z头“•、头5勺头=135x1.2x1.95x0.5625x7.98=14.18kN塔身处的风荷载：P头=0/从号“讪q(/切=1.35x1.038x2.158x0.5625x20.75=35.3MN(6)横担风荷载风压调整系数：^=L5结构体型系数："s=1.3(1+")=1.3x(1+0.5)=1.95门8+2.5、冋201.007“Z风压高度变化系数：轮廓而积：A=1x4.5=4.5m2填充系数："心°3横担沿风向投影面积：令=0.3A=0.3x4.5=1.35m2Pc=0必“4坷=1.5x1.007xl.95x0.5625xl.35=3.62RN横担的风荷载： P9Q=0.4匕=0.4x3.62=1A4SkN(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：Gd=nQ}Lv=2x10.58x481.3x10」=10」84kN(8)地线重力荷载地线单位长重量4.23N/m地线重力荷载：Gd=nQ,Lv=2x4.23x672.728xIO-3=5.69W(9)绝缘子串、防振锤荷载直线绝缘了串重124.1如防振锤4x12kg，间隔棒4x1.2畑Gjd=(124」+4x7.2+4x1.2)x10=1.577^(10)主塔重据如下：呼称高24m的SZ1双回路鼓型直线塔重为11314kg,合113.14kN。3.5.2正常运行情况最大覆冰气象情况(v=10m/s,b=5mm,t=-5°C)(1)导线风荷载16001021600=0.0625kA^/m2电线风荷载调整系数：内=1・0风压不均匀系数：q=导线体型系数：“s-11(因为23.76mm大于17mm)覆冰时导线外径：d=23.76+2x10=43.76加血其余数值与大风情况取值相同。则Pd=1.Oxl.Ox1.1x1,13x0.0625x43.76xIO-3x481.3=1.636^(2)绝缘了串风荷载绝缘子串长3.160m；导线弧垂取13.540m22h.=h——/=24——x13.540=14.973m导线平均高度：733/[-32<娥八从=风压高度变化系数：、(3)绝缘子串风荷载计算Pj=坷(©+1)“/丿©(20丿‘14.973<20丿、0・32=0.999 ®-一相导线所用的绝缘子串数；“2-每串绝缘子的片数，加“1”表金具受风面相当于1片绝缘子；风压随高度变化系数；按表取值；①-每一片绝缘子的受风面积，一般单裙绝缘子取0.03n?,双裙绝缘子取0.0伽2；q-基木风压，kN!m绝缘子串体型系数：企=P4-2.5厂<20)=1.023风压高度变化系数：将取值代入上式得：Pj=n{(n2+l)“/jcdo=2x(15+1)x1.023x0.04x0.3452=0.452(4)地线风荷载地线弧垂11.934m22h=/?-±/=24--xll.934=16.044m地线平均高度：Z3"3X0.32=0.80231.044207u风压高度变化系数：Pd=a/3usii.codlh=0.75x1.2x0.802x0.914x0.5625x9x10~3x672.728=2.247册（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:他头=1.3(1+77)=1.3x(1+0.5)=1.95如=1.3(1+〃)=1.3x(1+0.66)=2.15822.50.32=1.038塔身处:塔头处的轮廓面积：“咛此26亦A/A-07塔头的填充系数：l卄八、□l（宀3丄口fuk".=0.3A=0.3x26.6=7.98m塔头处沿风向的投影面积：/头A（2.8+5.5）x25“卞.A"=L=103.75/??-塔身处的轮廓面积：2A/4*-0?塔身的填充系数：/身■,-M-c从、rtrn.aam.fv-7-X11=0.3A*=0.2x103.75=20.75/n塔身处沿风冋的投影面积：/身塔头处的风荷载：P头=0如比炉4头=1.35X1.2X1.95X0.5625x7.98=14.1SkN塔身处的风荷载：P,=0z“讶身5人/身=1.35x1.038x2.158x0.5625x20.75=35.30kN (6)横担风荷载风压调整系数：伏八5结构体型系数："s=1・3(1+耳)=1・3x(1+0.5)=1.95=1.007(18+2.5)畑“Z=风压高度变化系数：I20丿轮廓面积：A=1x4.5=4.5m2填充系数：4横担沿风向投影面积：勺-0.3/1=03x4.5=1.35m2Pc=0Z冬舛=1.5x1.007X1.95X0.5625xl.35=3.62kN横担的风荷载：乙0=0AP=0.4x3.62=1.448册(7)导线重力荷载双分裂导线n二2垂直档距481.3m导线单位长重量10.58N/m导线重力荷载：Gd=nQ,Lv=2x10.58x481.3x10」=10.184kN(8)地线重力荷载地线单位长重量4.23N/m地线重力荷载：Gd=nQ{Lv=2x4.23x672.728xlO-3=5.69kN(9)绝缘子串、防振锤荷载直线绝缘了串重124.1如防振锤4x7.2kg，间隔棒4x1.2檢Gjd=(124.1+4x7.2+4x1.2)x10=1.577册(10)主塔重据如下：呼称高24m的SZ1双回路鼓型直线塔重为11314kg,合113.14kNo3.5.3事故断导线情况气象情况(V二10m/sb=Ommt二0°C地线未断)(1)导线断线张力最大使用张力：Tm=2Tp!k=2x83.41/2.5=66.728k7VTd=Tmx0.5=66.728x0.5=33.364kN未断相导线重力荷载:G=2x30.128x10-x481.3=29.01RN已断相导线重力荷载：①=08^=0-8x29.01=23.208^(3)地线重力荷载地线重力荷载：Gd=nQ}Lv=2x4.23x672.728xIO-3=5・69UcN(4)绝缘子串、防震锤荷载直线绝缘子串重124.1^,防振锤4x7.2kg，间隔棒4x1.2焙 Gjd=(124」+4x7.2+4x1.2)x10=1.577^(3)主塔重据如下:呼称高24m的SZ1双冋路鼓型直线塔重为11314kg,合113.14kN。3.5.4事故断地线情况气象情况(V=10m/sb=Ommt二0°C导线未断)(1)地线断线张力：Tm=2Tp/k=2x60.564/2.5=48.45k7VT(l=Tmx0.5=4&45x0.5=24.225k7V(2)导线重力荷载未断相导线重力荷载：6=2x30.128x10」x481.3=29.01册已断相导线重力荷载：①=°・8彳=0-8x29.01=23.208^(3)地线重力荷载地线重力荷载：Gd=nQxLv=2x4.23x672.728xIO"3=5.69kN(4)绝缘子串、防震锤荷载直线绝缘了串重124.1如防振锤4x7.2檢，间隔棒4x1.2畑Gjd=(124」+4x7.2+4x1.2)x10=1.577^(5)主塔重据如F：呼称高24m的SZ1双回路鼓型直线塔重为11314kg,合113.14kN。3.5.6安装情况的锚线荷载气象情况(V二10m/sb=Ommt=-5°C)(1)锚线荷载分配系数n=0.5导线张力取T二20kN动力系数k二1.1锚钢绳对地面夹角BW45°直线塔二3.5kN耐张塔GR.5kNGz=nG+kTsin^+GF=0.5x11.973+1.1x20xsin45°+3.5=25.043kNPxi：=nP=0.5x1.662=0.83IkN耳中=nP=0.5x1.505=O.753k7VPx卜=nP=0.5x1.32=0.663兀=A^T(1-sinP)=1,1x20x(1-cos45°)=6.44kN(2)地线风荷载(3)铁塔风荷载:叫头=/3_—a)oF=1.345x1.69x1.293x—x50.5x0.3=2.783ZJV16W2身=0屮s，比2%F=1.345x1.56x0.892x—xl02.4x0.2=2.396RN16 (2)横担风荷载：w卜=1.345x1.69x1.336x—x7.35x0.3=0.419it/V116%=1345xl.69xl.259x丄x13.6x0.3=0.73PN中16吗卞=1.345x1.69x1」72x丄x9.35x0.3=0.467ENlb16%=0.4lVr=0.4x0.419=0」68QViv90„=0.4W中=0.4x0.73=0.292RN=0.4Wf=0.4x0.467=0.187RN(3)绝缘子串、防震锤荷载直线绝缘子串重139.1kg,防震锤28.8kg，间隔棒4.8kgGjd=1.121kN(4)主塔重据如下：呼称高24m的SZ1双回路鼓型直线塔重为11314kg,合113.14kN° 图3-4最大风速及最大覆冰荷载图图3-5事故断地线及事故断导线荷载图 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加的运行基础。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)r/Tl.1即满足要求。7”2-勺比+0=0.9(31.2—4.487)x17=4H4.3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，皋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单向偏心荷载作用二N+Qf+Go±M入血人(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；Qr——基础自重；Go——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；N=-(l1.973x6+2.699x2+1.727x6+113.14)=50.1845^①4②Qf=V()=10.442x28=292.376fc/V(§)G0=(V-VO)VO=(3.6x3.6x2.9-l0.442)x17=461.414^④面积A=12.96m2⑤M作用于基础底面的力矩M=483.606kN・M ④W——皋础底面対垂直与力矩的形心轴的抵抗矩W=~~—=6.48m26/rlaxN+Qf+G0M50.1845+292.376+461.414,483.606pm[nA一W12.96-6.48nN+Qf+Gqm=——竺——-±—=62.035±74.631Pmin人W由0这种情况，实际上基础与地其间不能承受拉力，皋础部分底面将与地皋脱离。Prlx=62.035+74.634=136.67^/m24.3.2地基承载力设计彳f=fk+加“0—3)+加丿_(/2—0.5)(4_f——地基承载力设计值；仇—地棊承载力标准值；r——慕础底板以下土的天然容重；rP——皋础底板以上土的天然容重；h——棊础埋置深度，以设计底面算起；b——皋础短边宽度；若皋础宽度小于3ni按3m考虑，若大于6m,按6m考虑;叫;叫——基础宽度和深度的承载力修正系数表4-5十•重法临界深度土的类别宽度恥深度臨淤泥和淤泥fk<50Kpa01.0质上人&50Kpa01.1人工填土c或X大于等于0.85的粘性土01.1eNO.85或sr>0.5的粉土含水比a”〉0.801.2红粘土含水比a*W0.80.151.4e或L均小于0.85的粘性土0.31.6E<0.85或sWO.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表4-6人地基承载力标准值土类153050面积10 中砂、粗砂180250340500细沙、粉砂140180180340中砂犬二180,贝I」f=fk+叫冊_3)+mhhrp(h_0.5)=250+3x17(3.6-3)+4.4x2.9x6(2.9-0.5)=464344kN/m2对于偏心荷载作用下P<旦max—(4-5)E--地基承载力调整系数，取0.75；p=136.67<1.2x464.344/0.75=742.95HiUa所以满足要求。 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，主要有两个指标來衡量：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300Q-,H